紡織品耐摩擦色牢度不同測試方法的對比分析

文/畢軍權(quán)

（作者單位：濱州亞光家紡有限公司）

摩擦色牢度是紡織品內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)諸多色牢度測試的一項基礎(chǔ)色牢度測試。各個國家的測試標(biāo)準(zhǔn)原理相同，但細(xì)節(jié)不同，因此同樣的紡織品用不同的方法測試，會有不同的色牢度結(jié)果；另外，不同組織、不同買家對于紡織品的摩擦色牢度要求也有差別，因此生產(chǎn)商必須同時了解各國測試方法的差異，結(jié)果的不同，以及根據(jù)買家的要求設(shè)定生產(chǎn)工藝。筆者就國際、美國、澳洲、加拿大、日本、中國等不同國家的摩擦測試方法進(jìn)行了對比和分析。

1 紡織品摩擦色牢度測試方法

本文介紹的不同組織、不同國家的摩擦色牢度標(biāo)準(zhǔn)方法共有9種，具體標(biāo)準(zhǔn)編號和名稱如下：ISO 105—X12:2016《紡織品 色牢度試驗 第X12部分：耐摩擦色牢度》、 CAN/CGSB 4.2 No.22—2004《紡織品試驗方法 耐摩擦色牢度》 、 GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》、AS 2001.4.3—1995(R2016)《紡織品試驗方法 第4.3部分:耐摩擦色牢度的測定》、 AATCC 8—2016《耐摩擦色牢度:摩擦測試儀法》、 JIS L0849:2013《耐摩擦色牢度試驗方法》、ISO 105-X16：2016《紡織品 色牢度試驗 第X16部分：摩擦色牢度-小面積》、AATCC 116—2013《耐摩擦色牢度:旋轉(zhuǎn)垂直摩擦牢度儀法》、GB/T 29865—2013《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度 小面積法》。

2 各國測試方法的不同條件

摩擦色牢度測試是在摩擦色牢度測試儀上進(jìn)行的。從摩擦方式上分，摩擦測試方法有平行往復(fù)式、過橋式和旋轉(zhuǎn)摩擦三種。通常是將摩擦用標(biāo)準(zhǔn)白色棉布固定在摩擦頭上，在一定壓力作用下, 對染色織物按規(guī)定的摩擦方式，摩擦次數(shù)、摩擦動程完成測試操作。通常白色摩擦棉布分別采用干態(tài)和濕態(tài)兩種條件，摩擦布試樣干燥后在標(biāo)準(zhǔn)光源下用標(biāo)準(zhǔn)沾色灰色樣卡對摩擦白布的沾色程度進(jìn)行評定。

各個國家的摩擦色牢度測試方法之間各有不同，摩擦動程、速度，摩擦頭壓力、尺寸，摩擦布含水量、加濕方式等各不相同，這些條件的不同都對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。表1詳細(xì)對比了這些測試條件的差異。

2.1 摩擦動程

平行往復(fù)式摩擦動程一般為（104±3）mm或者（103±5）mm，基本一致；過橋式為日本摩擦牢度標(biāo)準(zhǔn)，II型摩擦色牢度儀，其往復(fù)動程為100mm；旋轉(zhuǎn)摩擦是固定在樣品上方繞圓心旋轉(zhuǎn)，接觸面僅為圓形摩擦頭面積。

表1 8種摩擦色牢度測試方法的不同條件

2.2 摩擦速度和次數(shù)

往復(fù)式摩擦60次/min，即每秒1次，往復(fù)10次，共摩擦20s；旋轉(zhuǎn)式摩擦1轉(zhuǎn)/秒，往復(fù)10圈，共摩擦20s；過橋式摩擦30次/min，即每2秒1次，往復(fù)100次，共摩擦200s。日標(biāo)摩擦次數(shù)最多，摩擦耗時最長，是往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式摩擦的10倍，因此其較長摩擦歷程帶來的是較為嚴(yán)格的測試，同樣的紡織品用此方法測試結(jié)果較差。

2.3 摩擦頭大小和壓力

（1）對往復(fù)式摩擦標(biāo)準(zhǔn)來說，美標(biāo)AATCC 8—2013，澳標(biāo)AS 2001.4.3—1995，加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CGSB-4.2NO.22—2004圓柱形摩擦頭直徑為(16±0.1)mm，面積203.5 mm2，壓力為9N；國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 105-X12:2001和GB/T 3920—2008，具有兩種摩擦頭，一種是方形摩擦頭尺寸為19mm×25.4mm，面積482.6mm2，另一種是圓柱形摩擦頭直徑為(16±0.1)mm，面積203.5 mm2，壓力都是9N。不同形狀、不同尺寸面積的摩擦頭與紡織品接觸的摩擦力與壓力不同，所以摩擦色牢度結(jié)果也會有所差異。

（2）過橋式摩擦標(biāo)準(zhǔn)：日本標(biāo)準(zhǔn)JIS L0849：2013的摩擦頭較為特殊20×20mm方形，表面半徑為45mm的曲面。

（3）旋轉(zhuǎn)摩擦標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 105-X16:2001，美標(biāo)AATCC 116—2013，中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29865—2013，這些標(biāo)準(zhǔn)的摩擦頭也是圓柱形摩擦頭直徑（16±0.1）mm，面積203.5mm2，但壓力為11.1N。

2.4 取樣方向

往復(fù)式摩擦標(biāo)準(zhǔn)、過橋式摩擦標(biāo)準(zhǔn)除美國AATCC標(biāo)準(zhǔn)是30°斜向取樣外，均為經(jīng)緯向分別取樣；旋轉(zhuǎn)摩擦標(biāo)準(zhǔn)為小面積固定原點(diǎn)摩擦，可不必裁剪取樣。

2.5 含水率

美國AATCC標(biāo)準(zhǔn)中往復(fù)式摩擦和旋轉(zhuǎn)摩擦都是要求濕摩擦布含水率為65%。

國際ISO標(biāo)準(zhǔn)，我國國家GB標(biāo)準(zhǔn)均要求含水率在95%～100%，但如果該含水率嚴(yán)重影響評級時，可以采用其他含水率，例如常用的含水率為（65±5）%。

加拿大CAN/CGSB標(biāo)準(zhǔn)、澳大利亞AS標(biāo)準(zhǔn)以及日本JIS過橋式摩擦標(biāo)準(zhǔn)要求含水率為100%。

含水率越多，濕摩擦布濕潤程度越大，而染料通常在濕潤狀態(tài)下容易水解掉色，所以含水率越大，濕摩擦色牢度結(jié)果越低。

3 各國測試方法的差異對比試驗

試驗?zāi)康模翰煌瑯?biāo)準(zhǔn)條件所獲得的測試結(jié)果進(jìn)行平行對比。判斷差異和嚴(yán)格程度并分析原因。

試驗樣品：采用未固色處理（掉色嚴(yán)重）的單色印花活性圈絨面料。

測試方法：各個國家摩擦色牢度測試方法。

測試結(jié)果：干摩擦和濕摩擦測試結(jié)果分別見表2和表3。

分析： 由表2看出，不同測試方法下的干摩擦結(jié)果較為一致，因此各國測試條件的差異對于干摩擦色牢度的影響較小。

表2 不同標(biāo)準(zhǔn)干摩擦牢度結(jié)果對比

表3 不同標(biāo)準(zhǔn)濕摩擦牢度結(jié)果對比

4 試驗結(jié)果對比與影響因素分析

由表3看出，不同方法之間的濕摩擦色牢度結(jié)果相差0.5～1.5級，相差較大，因此判斷紡織品的摩擦色牢度必須選擇正確的測試方法。以下從幾個不同角度分析對比濕摩擦牢度的差異及其原因。

4.1 旋轉(zhuǎn)式比往復(fù)式

對于單色印花布，旋轉(zhuǎn)式摩擦濕摩色牢度比往復(fù)式摩擦結(jié)果要略高0.5～1級，比日本過橋式濕摩擦牢度高1-1.5級。因此，對于單色紡織布料，小面積旋轉(zhuǎn)式摩擦色牢度結(jié)果最好，往復(fù)式摩擦居中，日本過橋式摩擦最嚴(yán)格，結(jié)果最差。

旋轉(zhuǎn)式摩擦雖然重錘壓力略大，但摩擦次數(shù)相同的情況下，因其在同一小面積圓形位置上進(jìn)行摩擦，摩擦布與織物接觸面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于往復(fù)式摩擦所接觸的織物面積，因此沾染的顏色較少，故旋轉(zhuǎn)式摩擦色牢度比往復(fù)式摩擦色牢度的結(jié)果要較好一些。

日本測試標(biāo)準(zhǔn)往復(fù)摩擦次數(shù)為100次，其他往復(fù)式摩擦僅10次，相差懸殊，因此日標(biāo)的摩擦測試總的接觸面積和總的歷程要長，故摩擦色牢度測試結(jié)果最差，測試方法在以上8個標(biāo)準(zhǔn)中最為嚴(yán)格。

4.2 不同形狀的摩擦頭

由ISO 105-X12:2001和GB/T 3920—2008兩個標(biāo)準(zhǔn)的不同摩擦頭的濕摩擦測試結(jié)果對比來看，在往復(fù)式摩擦中，不同形狀的摩擦頭對結(jié)果也有直接影響，方頭的濕摩擦色牢度與圓頭相比，結(jié)果一致或者略好于圓頭的濕摩擦色牢度半級，具體見表4。

對比往復(fù)式摩擦測試方法可知，幾個國家的往復(fù)式摩擦方法中重錘壓力基本一致，為9N，往復(fù)動程為（103±5）mm或者（104±3）mm基本一致，摩擦次數(shù)也相同，但除此外，摩擦頭的不同直接表現(xiàn)為摩擦頭底面積不同，布料在摩擦過程中受力程度不同，方頭面積482.6mm2大于圓頭面積203.5mm2，因此方頭摩擦?xí)r的壓力要小于圓頭摩擦，因此在濕摩擦布含水率一致的情況下，方頭摩擦頭所得的濕摩擦色牢度掉色略輕，但其結(jié)果與圓頭摩擦頭的色牢度差異不超過半級。

對于圈絨類產(chǎn)品來說，考慮到不同形狀摩擦頭的測試結(jié)果差異較小，而圓形摩擦頭易在摩擦過程中產(chǎn)生側(cè)滑，故而國際ISO標(biāo)準(zhǔn)和中國GB國家標(biāo)準(zhǔn)要求圈絨類產(chǎn)品采用方形摩擦頭進(jìn)行摩擦色牢度的測試。

4.3 取樣方向

為了在相同條件下對比幾個標(biāo)準(zhǔn)在剪樣方向不同時對結(jié)果的影響，特將美標(biāo)AATCC 8—2013標(biāo)準(zhǔn)中的濕摩擦布含水率65%改變成100%，用于和ISO、GB等國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比見表5。

往復(fù)式摩擦中，同樣都是圓頭摩擦頭、濕摩擦布含水都為100%的情況下，由結(jié)果可知，斜向取樣的AATCC美標(biāo)測試結(jié)果與沿著經(jīng)緯向取樣的測試結(jié)果一致或略好半級。這可能主要是由于沿著30°角的方向，摩擦頭在摩擦過程中與組織紗線的摩擦力比其垂直時，斜向與經(jīng)紗緯紗摩擦?xí)r的摩擦力略小，故而斜向夾角取樣方式的摩擦結(jié)果略好半級或一致。

4.4 含水率

AATCC標(biāo)準(zhǔn)濕摩擦圓頭、斜向測試結(jié)果實際比國際標(biāo)準(zhǔn)和GB經(jīng)緯向要略好，與上面分析的規(guī)律相反，這主要是因為AATCC標(biāo)準(zhǔn)含水率為65%，而GB和ISO標(biāo)準(zhǔn)為100%，兩個條件相差較大，因此含水率較小的美國標(biāo)準(zhǔn)濕摩擦牢度較好。由此看來，含水率對于摩擦牢度結(jié)果的影響要大于取樣方向?qū)Y(jié)果的最終影響。

4.5 經(jīng)緯向測試的必要性分析

由表3中看出，經(jīng)緯向測試結(jié)果有所不同，這主要是因為經(jīng)緯向組織結(jié)構(gòu)緊密程度往往不同，因此摩擦過程中摩擦布與紡織品接觸的摩擦力以及總顏色接觸量不同，所以導(dǎo)致兩個方向的摩擦結(jié)果有所差異，這也是部分測試標(biāo)準(zhǔn)中要求經(jīng)緯向都進(jìn)行測試的重要性和必要性。

4.6 小面積顏色的紡織品

對于單色紡織品，由前面的試驗我們得知：旋轉(zhuǎn)式濕摩擦色牢度比往復(fù)式摩擦結(jié)果要略高0.5～1級，比日本過橋式濕摩擦色牢度高1～1.5級。因此，小面積旋轉(zhuǎn)式摩擦色牢度結(jié)果最好，往復(fù)式摩擦居中，日本過橋式摩擦最嚴(yán)格，結(jié)果最差。

對于色織布、印花布，由于顏色面塊較小，如果采用往復(fù)式摩擦，則摩擦過程中不同顏色混合沾染在摩擦布上，評級比較復(fù)雜之外，各個顏色之間的不同色牢度，以及顏色深淺的不同，都會對結(jié)果造成影響；而且這也是色織品、印花品在不同實驗室間產(chǎn)生測試差異的主要原因，不同實驗室沒辦法取樣完全一致，則采用往復(fù)摩擦?xí)r，不同實驗室間的差距因為取樣位置不同，摩擦混合顏色，最終給出的色牢度也會不同。

部分國家標(biāo)準(zhǔn)，像國際標(biāo)準(zhǔn)、美國標(biāo)準(zhǔn)、中國國家標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有專門的小面積摩擦色牢度測試標(biāo)準(zhǔn)方法，規(guī)定用旋轉(zhuǎn)法對于色織布、印花布面的單個小面塊顏色進(jìn)行分別測試。但很多客戶、采購商并不清楚這之間的差別，因此通常還是要求往復(fù)式摩擦方法，這對于產(chǎn)品實際色牢度的要求和控制是不太精確的。

表4 不同形狀摩擦頭的濕摩擦牢度結(jié)果對比

表5 不同取樣方向的濕摩擦牢度結(jié)果對比

表6 濕摩擦布含水率不同的濕摩擦牢度結(jié)果對比

5 結(jié)論

不同組織或國家的摩擦色牢度測試標(biāo)準(zhǔn)在測試儀器、測試條件、取樣方法等環(huán)節(jié)各有不同，因此所測得的耐摩擦色牢度值之間存在著一定的差異，試驗所得差異范圍0～1.5級之差，這個差異對于耐摩擦色牢度是否合格是至關(guān)重要的。

另外，各個客戶對于摩擦色牢度的要求指標(biāo)以及測試方法也各不相同，這就要求我們在進(jìn)行紡織品耐摩擦色牢度的檢測時，尤其是對于生產(chǎn)工廠，必須注意貿(mào)易合同中目標(biāo)市場所要求的檢測方法及其限定值，嚴(yán)格按照目標(biāo)市場所要求的檢測方法和限定值進(jìn)行檢測和評定，防止在國內(nèi)檢測合格，而在國外檢測不合格的現(xiàn)象發(fā)生[1]。