顶破和胀破机理是在顶破过程中,织物的受力是多向的,而一般机织物与针织物的强度和变形是各向异性的,在顶力作用下各向伸长,沿经纬或直横两方向张力复合的剪应力,首先在变形大、强度薄弱的一点上使纱线断裂,接着沿经向或纬向(直向或横向)撕裂,因而裂口一般呈直角形或直线性。

1常见的顶破测试仪器及采用标准、测试方法

1.1液压法

液压法的测试原理是:将一定面积的试样夹持在可延伸的膜片上,并在膜片下面施加液体压力。然后,以恒定的速度增加液体的体积,使膜片和试样膨胀,直到试样破裂,测得胀破强力和胀破扩张度。常用的液压式的顶破强力机有MillenC型Mullen A型的顶破强力机,这两台顶破机都是利用甘油的液体压力,通过弹性膜产生顶涨作用来完成测试的。他们主要区别在于Mullen C型和Mullen A型的量程不相同,Mullen C的量程是2至200PSI,而Mullen A型的量程是10至500PSI。但使用时,只能允许测试到满量程的15%-75%,否则容易压爆弹性膜。对于一些高弹性织物,客户要求顶破织物,如果织物在Mullen C上顶不破,就需要拿到Mullen A上去顶破。Mullen型的液压顶破强力机常用的标准方法有美标和欧标。美标用ASTMD3786,其单位是PSI;欧标用ISO 13938-1,其单位是KPA。

MullenC型液压顶破机的试样要求,针织布,无纺布顶破强力测试要求取的试样大小约为125平方毫米的圆,取样要具代表性,一般延对角线取样,每种织物一般都是取5个试样。而服装接缝顶破测试取样要求是将每个缝线部位剪成125mm×125mm的正方形,并使其四边分别与接缝平行或垂直,使得接缝正好处于试样的中央,同一条接缝线一般测试一到两个。

1.2气压法

气压法的测试原理是:将试样夹持在可延伸的膜片上,在膜片下面施加气体压力。然后,以恒定速度增加气体体积,使膜片和试样膨胀,直到试样破裂,测得胀破强力和胀破扩张度。常用的气压式织物胀破强度仪有Truburst气压胀破强度仪,它是利用气泵提供气体的压力,通过弹性膜鼓胀来胀破织物的。它由一个气泵,测试仪和打印机三大部分组成,测试仪又包含了测试杯,弹性膜,安全罩等。而常用的测试杯有两种。大杯,其面积是50平方厘米,其允许的位移是70.50毫米,测试时间是20秒;小杯,其面积是7.3平方厘米,其允许位移是22.50毫米;测试时间也是20 +5秒。在Truburst气压式的织物胀破强度仪里,测试的标准方法很多,但常用的方法里,美标用ASTMD 3786,单位是PSI;欧标用IS0 13938-2,单位是KPA。

Truburst气压式的织物胀破强度仪的取样要求,对于7.3平方厘米的小杯来说,针织布,无纺布顶破强力测试要求取的试样为直径大于10厘米的圆,取样要具代表性,一般延对角线取样,每种织物一般都是取5个试样。而服装接缝顶破测试取样要求是将每块布样剪成lOcm×lOcm的正方形,并使其四边分别与接缝平行或垂直,使得接缝线正好处于试样的中央,同一条接缝一般测试一到两个。

1.3钢球法

钢球法的测试原理是:将一定面积的试样夹持在固定基座的圆环试样内,圆球形顶杆以恒定的移动速度垂直地顶向试样,使试样变形直至破裂,测得顶破强力。常用的钢球法织物强力仪有Instron弹子式电子织物强力机。它是利用钢球球面来顶破织物的。在这个测试中,我们常用美国标准。如ASTMD 3787和ASTMD 6797,这两个标准的单位都是磅(LBF),顶破速度是12 inch/min,钢球顶杆的直径为25毫米。而在国标中,我们用的顶破速度是lOOmm/min,单位是牛顿(N),钢球顶杆的直径是20毫米。

多功能弹子式电子织物强力机Instron的取样要求,在取样机上取面积大于或等于100平方厘米的圆形试样五个,试样应具有代表性,试验区域应避免折叠、褶皱,并避开布边,好延对角线取样。

2影响织物顶破强力测试结果的因素

2.1织物本身的内因

这个因素是织物在制造,染整及后处理等过程中形成的,与测试者无关。有如下几个方面:

纱线的断裂强力和断裂伸长的影响,当织物中纱线的断裂强力大、伸长率大时,织物的顶破强力高。

织物厚度的影响,在其他条件相同的情况下,当织物厚时,顶破强力大。

织物的经或纬向密度。当其他条件相同,织物经纬密度不同时,织物顶裂时必沿密度小的方向撕裂,裂口呈直线性,织物顶破强力偏低。纱线的钩接强度。在针织物中,纱线的钩接强度大时,织物的顶破强力高。

针织物中纱线的细度、线圈密度也影响针织物的顶破强力。提高纱线密度和线圈密度,顶破强力也有所提高。

织物在煮漂,磨毛,染色,酶洗,树脂定性整理等处理的影响。在这些不同工艺的影响下,织物的顶破强力下降,并且采用不同工艺处理,不同的用料,顶破强力下降程度也不一样。一般来说,颜色深的织物比颜色浅的顶破强力要低些。

2.2外在因素的影响

2.2.1采用测试方法的影响

采用不同的测试方法,测试结果也会受到影响。一般来说,采用液压法和气压法所测得顶破强力比钢球法所测的顶破强力要稳定许多。要是没特殊要求,测试者好采用液压或气压法。在顶破强力小于80KPA时,气压法和液压法相差不大,但是在顶破强力大于80KPA时,一般采用液压法会稳定些。

采用相同的测试方法,测试量程不相同,测试结果也会有偏差。实践证明,同为液压法,采用不同的量程,其测试结果也有一定的偏差,一般来说,采用小的量程,测试的结果会准确些。因此,能够采用小的量程,测试者就要采用小的量程。由于Mullen C型强力机的量程比Mullen A型强力机的量程小,采用Mullen C型强力机测试的结果自然会比Mullen A型的强力机测试的结果准确些。

2.2.2操作者的影响

测试者读数的影响。相对液压式顶破强力机来说,由于不同的人目光不一致,或是没有在计数器的正方读数,读数也会有偏差的。

测试者选错标准方法的影响。特别相对于气压式的织物胀破强度仪来说,要是选错标准方法或选错测试杯,或校准错误,其测试结果也会受到很大的影响。 测试者操作不规范的影响。特别在液压式顶破强力机测试过程中,要是测试者不能在织物顶破瞬间把气阀手柄及时移回原位,顶破强力就会偏大。

测试者取样的影响。每个试样不但要有代表性,还需要在规定的范围内取样,要是测试者在布边或在受拉伸过的地方取样,顶破强力通常会偏少。

2.2.3测试环境的影响

在顶破强力测试中,测试环境对织物顶破强力的影响也很大,因此测试者需要严格按照标准来选择相应的测试环境。

3避免影响测试结果应采取的措施

影响织物顶破强力测试结果的因素很多,对于影响织物测试结果的内因,在织物测试前已经形成了,测试者无法再进行改变,但是影响织物测试结果的外因,测试者可以避免。

3.1选择恰当的测试方法、标准和仪器

选择液压式顶破强力机或气压式织物强度胀破仪进行测试,并采用相应的标准方法,测试结果会准确些。

3.2选择恰当的量程

由于不同原料,不同组织的织物,其强力是有差别的。测试者必须在测试前对织物的强力进行估计,然后选择正确的量程。要是织物没超出小的量程范围,测试者好选择小量程进行测试,以减少测试偏差。

3.3仪器的检修与校正

仪器需要定期进行检修、保养和校正。在每次测试前,需要校正仪器,看仪器的顶破强力是否在使用范围内,如果不在,就必须对仪器进行检修和校正,这样测试结果才会准确。

3.4读数要正确

在织物顶破强力测试的三种方法中,只有液压式顶破强力机是需要根据指针刻度进行读数的。为了稳定目光,液压强力机的读数好由同一个人去完成,这样读数就不会出现第二、三人的偏差,此外,读数时测试者要在正方,垂直读数,以减少偏差。

3.5测试者工作认真

在液压式强力机的整个测试过程中,测试者要认真观察织物的变化,在织物顶破的瞬间,及时将气阀手柄移回原位,避免强力偏大。在钢球法弹子式电子织物强力机测试时,测试者需要把试样夹持器拧紧,且每次用力的程度基本一致,以防织物打滑影响测试结果。

3.6取样需正确 试样应具有代表性,试验区域应避免折叠口褶皱,并避开布边,好延对角线取样。

3.7测试环境

测试时要严格按标准来选择相应的测试环境。标准有我国标准,国外标准,例如,如果是美国标准,它要求的标准测试环境:温度是(21±1)℃,相对湿度是(65±2)%。

4结语

本文主要探讨了针织物顶破强力测试及影响测试结果的主要因素以及改进措施。只要我们掌握了正确的测试方法,克服影响织物顶破强力测试结果的不良因素,能做到这些,就基本上保证了织物顶破强力测试结果的准确性了。