紡織品耐磨性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法的改進(jìn)

閻燕+唐方

摘要：

經(jīng)過多次的耐磨性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)耐磨性測(cè)試的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21196.3—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定 第3部分：質(zhì)量損失的測(cè)定》中存在著一定問題，影響了該方法檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文通過選取A、B兩組各5塊勻質(zhì)牛仔面料試樣，進(jìn)行比對(duì)測(cè)試。A組按照標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)，B組按照改進(jìn)后方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的測(cè)試方法，更能準(zhǔn)確反映試樣的耐磨性能。本文通過比對(duì)試驗(yàn)，證明了標(biāo)準(zhǔn)方法中的不準(zhǔn)確之處，并提出了標(biāo)準(zhǔn)方法的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：耐磨性；試樣微氣候；標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)

1 前言

耐磨性能是紡織產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響服裝產(chǎn)品的美觀和耐用性。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)紡織品耐磨性的測(cè)定也有非常詳細(xì)的考核方法，主要有3種：（1）“GB/T 21196.2—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定 第2部分：試樣破損的測(cè)定》”，即摩擦一定的次數(shù)，看織物是否有纖維斷裂和破洞等實(shí)質(zhì)的破損。此類方法比較直接，容易判定，檢測(cè)效率最高，是國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中如牛仔服裝標(biāo)準(zhǔn)中常用的方法。但此方法并不能反映現(xiàn)代服裝穿著的品質(zhì)需求，現(xiàn)代服裝的使用壽命不是以破損為終點(diǎn)，而是外觀不夠美觀為終點(diǎn)。（2）“GB/T 21196.4—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定 第4部分：外觀變化的評(píng)定》”，即摩擦一定的次數(shù)，看織物的變色級(jí)數(shù)。此方法實(shí)際上最貼合實(shí)際需求，但卻存在變色不易判別的情況，特別是牛仔織物本身紋理粗糙，存在著一定的色差，為外觀變化的判定帶來了更多的不確定性。（3）“GB/T 21196.3—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定 第3部分：質(zhì)量損失的測(cè)定》”，即摩擦一定的次數(shù)，看織物的質(zhì)量損失情況。此方法簡(jiǎn)單易操作，結(jié)果容易判定，而且對(duì)耐磨性的考核更為嚴(yán)格，較能反映現(xiàn)代服裝的高品質(zhì)要求。

GB/T 21196.3—2007主要是通過經(jīng)過摩擦后試樣的質(zhì)量損失來判定試樣的耐磨性能，但是在多次的耐磨性試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)方法存在著耐磨性質(zhì)量損失失真的問題，影響了該方法檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，使檢測(cè)結(jié)果偏離真值，不能真實(shí)反映紡織品耐磨性。本文著重對(duì)耐磨性質(zhì)量損失的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法中存在的問題與原因進(jìn)行分析，以促進(jìn)該方法在實(shí)際運(yùn)用中的普及。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原理與方法

2.1.1 試驗(yàn)原理

在馬丁代爾耐磨儀上用羊毛標(biāo)準(zhǔn)磨料對(duì)試樣進(jìn)行摩擦，在試驗(yàn)過程中間隔稱取試樣的質(zhì)量，根據(jù)試樣的質(zhì)量損失確定織物的耐磨性能。

2.1.2 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)采用試樣材質(zhì)為純棉牛仔布，單位面積質(zhì)量為263g/m2，均勻無疵點(diǎn)。本試驗(yàn)取原質(zhì)量比較接近的5個(gè)平行試樣進(jìn)行耐磨性試驗(yàn)，5個(gè)試樣在相同的恒溫恒濕環(huán)境下分別摩擦1000、2500、5000、10000和15000次后，立即稱取質(zhì)量得到A組（對(duì)照組）數(shù)據(jù)。稱取A組（對(duì)照組）數(shù)據(jù)后，將5個(gè)試樣再靜置調(diào)濕6h至質(zhì)量恒定，再次進(jìn)行稱取5個(gè)試樣的質(zhì)量得到B組（試驗(yàn)組）數(shù)據(jù)。然后用原始質(zhì)量減去A組（對(duì)照組）數(shù)據(jù)與B組（試驗(yàn)組）數(shù)據(jù)，得到A組（對(duì)照組）和B組（試驗(yàn)組）的質(zhì)量損失，觀察分析兩組數(shù)據(jù)的差異。

2.2 試驗(yàn)方法

按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21196.3—2007的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，將5塊圓形試樣安裝在馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀的試樣夾具內(nèi)，在規(guī)定的摩擦負(fù)荷9kPa下，做軌跡為李薩茹圓形的平面運(yùn)動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)磨料進(jìn)行摩擦，試樣夾具繞與水平面垂直的軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在達(dá)到設(shè)定的摩擦次數(shù)后直接從夾具中取下試樣，用軟刷除去兩面的磨損材料，然后稱取摩擦后試樣質(zhì)量，得到試樣的質(zhì)量損失，以此確定織物的耐磨性能。

該標(biāo)準(zhǔn)方法中關(guān)鍵的一步就是原樣進(jìn)行調(diào)濕稱取原始質(zhì)量，而摩擦后并未調(diào)濕直接稱取A組（對(duì)照組）的質(zhì)量，這與一般的試驗(yàn)稱取質(zhì)量前后狀態(tài)需保持一致的理念（同調(diào)濕或同烘干）產(chǎn)生差別，所以本試驗(yàn)添加了一步調(diào)濕平衡的程序，然后再稱取試樣得到B組（試驗(yàn)組）的質(zhì)量，以此來比對(duì)分析摩擦后的調(diào)濕平衡對(duì)質(zhì)量損失結(jié)果的影響規(guī)律。

2.3 材料與制備

本次試驗(yàn)中所使用的試樣材質(zhì)為純棉牛仔布，單位面積質(zhì)量為263g/m2，均勻無疵點(diǎn)。取試樣時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)用圓形模型裁剪10塊直徑為38mm的圓形試樣，經(jīng)過調(diào)濕平衡24h質(zhì)量恒定時(shí)，分別稱量10塊試樣的質(zhì)量，選取其中5塊質(zhì)量較為接近的樣品作為本試驗(yàn)中的試樣。

2.4 儀器設(shè)備

本試驗(yàn)中使用的耐磨儀為馬丁代爾耐磨儀，施加在試樣上的夾具組件的總質(zhì)量為595g，施加壓力為9kPa。

2.5 試驗(yàn)條件

本試驗(yàn)中的調(diào)濕平衡、摩擦試驗(yàn)、稱取質(zhì)量等所有環(huán)節(jié)，都是在恒溫恒濕環(huán)境下進(jìn)行的，溫度為20.6℃，濕度為66.0%。

2.6 操作過程

第1步，首先將試樣在GB 6529 規(guī)定的大氣中[即溫度T=（20±2）℃ ，相對(duì)濕度R=（65±5）%]調(diào)濕至少18h，達(dá)恒重；

第2步，各試樣分別在馬丁代爾耐磨儀上進(jìn)行各自規(guī)定次數(shù)的摩擦；

第3步，完成規(guī)定次數(shù)的摩擦后，取下試樣并用軟刷除去兩面的磨損材料，然后稱量每個(gè)試樣得到A組（對(duì)照組）的質(zhì)量，精確至1mg；

第4步，試樣置于恒溫恒濕環(huán)境下調(diào)濕至恒重后，再次稱量每個(gè)試樣得到B組（試驗(yàn)組）的質(zhì)量，精確至1mg；

第5步，用每個(gè)試樣的原始質(zhì)量減去A組（對(duì)照組）的質(zhì)量和B組（試驗(yàn)組）的質(zhì)量，得到A組和B組試樣的質(zhì)量損失，從而得到A、B兩組在1000、2500、5000、10000和15000各個(gè)摩擦測(cè)試點(diǎn)的試樣質(zhì)量損失。

3 結(jié)果與討論

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

稱得的A、B兩組的質(zhì)量數(shù)據(jù)見表1。

由試驗(yàn)結(jié)果可知：

（1）調(diào)濕平衡后稱取試樣的B組質(zhì)量有明顯增長(zhǎng)。雖然試樣一直在恒溫恒濕的標(biāo)準(zhǔn)大氣中進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，但是經(jīng)過調(diào)濕平衡后稱得的B組的試樣質(zhì)量比直接稱得的A組的試樣質(zhì)量有較大增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致B組質(zhì)量損失比A組少；

（2）B組試樣質(zhì)量比A組試樣質(zhì)量增加的幅度隨摩擦次數(shù)的增加而增加。經(jīng)摩擦、調(diào)濕平衡后，B組試樣比A組試樣增加的質(zhì)量為1.4mg～6.5mg，試樣質(zhì)量增加幅度與摩擦次數(shù)呈正比例變化關(guān)系，即摩擦次數(shù)越大，B組試樣質(zhì)量與A組試樣質(zhì)量的差值就越大。B組質(zhì)量損失總小于A組質(zhì)量損失，且A組的質(zhì)量損失與B組的質(zhì)量損失差值隨摩擦次數(shù)的增加而增加。比對(duì)結(jié)果見圖1。

3.2 分析與討論

該標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 21196.3認(rèn)為摩擦行為本身就是在恒溫恒濕環(huán)境下進(jìn)行的，所以整個(gè)過程中試樣均能保持溫濕度平衡，所以該標(biāo)準(zhǔn)方法只要求試驗(yàn)前進(jìn)行調(diào)濕，摩擦后就不需要再調(diào)濕了，可以立刻稱取試樣質(zhì)量，得到試樣的質(zhì)量損失，即A組數(shù)據(jù)。但通過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試樣靜置調(diào)濕平衡后稱得的B組試樣質(zhì)量，比立即稱得的A組試樣質(zhì)量有明顯增長(zhǎng)，由此可見試樣靜置調(diào)濕后又發(fā)生了吸濕，試樣質(zhì)量增加。說明雖然試樣處于恒溫恒濕環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)，但是試樣內(nèi)部微環(huán)境并非總保持溫濕度平衡狀態(tài)。試樣進(jìn)行摩擦試驗(yàn)時(shí)，試樣本身會(huì)因摩擦生熱而導(dǎo)致試樣內(nèi)部微環(huán)境中的水分損失，所以標(biāo)準(zhǔn)方法中直接稱取質(zhì)量得到的A組數(shù)據(jù)中并非全部是試樣磨損，還包含一部分的水分損失。當(dāng)經(jīng)過調(diào)濕平衡后，損失的水分重新獲得，因此調(diào)濕平衡后稱取質(zhì)量得到的B組數(shù)據(jù)才是真實(shí)的試樣磨損。所以標(biāo)準(zhǔn)方法得到A組的質(zhì)量損失比調(diào)濕平衡后得到的B組的質(zhì)量損失大，幅度明顯，A組數(shù)據(jù)失真嚴(yán)重，影響了結(jié)果的準(zhǔn)確性。

摩擦次數(shù)越多，調(diào)濕后B組試樣質(zhì)量比A組試樣質(zhì)量增加幅度越大，因?yàn)槟Σ链螖?shù)越多，時(shí)間越久，試樣中的水分損失越多，所以B組試樣質(zhì)量增加幅度與摩擦次數(shù)呈正比例關(guān)系。同時(shí)由圖1可知，在2500～10000次之間曲線斜率較大，水分損失較快；在2500次前摩擦剛開始，試樣熱量尚未凝聚達(dá)到一定的程度，所以水分損失較慢；在10000次摩擦后，由于摩擦一段時(shí)間后試樣內(nèi)所含水分甚少，所以水分損失的速度放緩，曲線斜率變小。

4 結(jié)論

在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)并不代表試樣本身就處于水分平衡狀態(tài)，由于試樣處于摩擦試驗(yàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致試樣本身的微環(huán)境并不等于實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境。所以為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，必須在試驗(yàn)結(jié)束后將試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下調(diào)濕平衡一段時(shí)間，質(zhì)量達(dá)恒定后再進(jìn)行稱取質(zhì)量。因此GB/T 21196.3應(yīng)該將試驗(yàn)過程“摩擦后取下試樣夾具，刷除兩面的磨損材料，測(cè)量每個(gè)試樣組件的質(zhì)量”改為“摩擦后取下試樣夾具，刷除兩面的磨損材料，靜置調(diào)濕質(zhì)量達(dá)恒定后再測(cè)量每個(gè)試樣組件的質(zhì)量”，靜置調(diào)濕過程不可缺少。