一種適用于超薄紡織品的新型強伸性能測試預(yù)張力施加技術(shù)

趙 磊 姚桂香 李桂付 杜 梅 蔡莉莉 劉 華 祁 寧

1. 鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(中國) 2. 蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院(中國) 3. 江蘇悅達家紡有限公司(中國)

隨著人們生活水平的不斷提高，市場上對各類紡織品的性能要求越來越多，各種各樣的功能性紡織產(chǎn)品應(yīng)運而生，尤其是超薄精紡、功能性超薄非織造產(chǎn)品和功能整理涂層類產(chǎn)業(yè)用紡織品。這些紡織產(chǎn)品的問世對相關(guān)測試技術(shù)提出了更高要求。紡織產(chǎn)品強伸性能檢測數(shù)據(jù)的精確與否不僅取決于檢測試樣的預(yù)處理、試樣剪裁及儀器操作的標(biāo)準(zhǔn)程度，同時還與試樣測試時預(yù)張力施加技術(shù)即加載規(guī)范性和大小差異有關(guān)[1-3]。在現(xiàn)有紡織品強伸性能測試過程中，預(yù)張力大小調(diào)節(jié)不便，且在夾持超薄面料或表面摩擦因數(shù)較低的紡織品(如納米纖維膜、熔噴非織造布)時，預(yù)張力夾裝置容易在重力作用下滑移或偏斜，使預(yù)張力無法規(guī)范施加，從而出現(xiàn)檢測強力數(shù)據(jù)不精確的現(xiàn)象[4-6]。

為解決這一問題，本研究提供一種新型的織物強伸性能測試預(yù)張力施加技術(shù)，可用于各種超薄型的產(chǎn)業(yè)用紡織品。此施加技術(shù)建立在一種新型的預(yù)張力夾裝置的基礎(chǔ)上，測試時預(yù)張力大小易變換，且對織物的夾持較牢固，從而可確保強伸性能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 新型預(yù)張力夾裝置的總體結(jié)構(gòu)

新型預(yù)張力夾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

a) 總體結(jié)構(gòu)

b) 局部結(jié)構(gòu)

圖1 新型預(yù)張力夾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，預(yù)張力夾裝置包括第一夾持板(110)、與第一夾持板相對應(yīng)的第二夾持板(120)、110與120之間的連接件(140)、彈性部件(150)及預(yù)張力螺帽(130)。140包括第一連接件(142)和第二連接件(144)。142與144的一端分別與110、120相連，另一端均與130可拆卸連接。150的一端與110相連，另一端與120相連。預(yù)張力夾裝置除130之外的其他部件可采用輕質(zhì)材料，130可采用金屬材料，并可根據(jù)所需130的質(zhì)量選擇性地在130內(nèi)設(shè)置空心或其他形式，以調(diào)節(jié)130的質(zhì)量。

2 測試時預(yù)張力施加技術(shù)

圖2是圖1中預(yù)張力螺帽的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，130上設(shè)置有螺紋孔(132)。通過130與142、144螺紋連接的方式便于更換不同質(zhì)量的130，滿足對不同面密度的面料的預(yù)張力調(diào)節(jié)。130為六棱柱形，方便握持和更換。130的數(shù)量為多個，規(guī)格有0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、1、2、3、4和5 N。根據(jù)織物面密度可設(shè)定預(yù)張力施加規(guī)則，例如：若織物面密度小于100 g/m2，選擇小于2 N的規(guī)格；若織物面密度在100～200 g/m2之間，則選用2～5 N的規(guī)格；若織物面密度大于200 g/m2，則130可組合使用，在以上10種規(guī)格中選擇，且每種規(guī)格可設(shè)置多個。

132—螺紋孔圖2 預(yù)張力螺帽的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是圖1中130的剖視圖。結(jié)合圖2和圖3，螺紋孔(132)為130上的通孔，在132的內(nèi)壁上，設(shè)置有用于固定142和144的漲套(134)。134可將142和144更加穩(wěn)固地固定于132，不易產(chǎn)生滑落。132可在中間部分不設(shè)置螺紋，設(shè)置一個可容置134的空腔(136)。134可為塑料的彈性片，當(dāng)142和144連接于130上的132時，彈性片發(fā)生變形漲開，對142和144產(chǎn)生一定的夾持力，能夠在一定程度上防止142和144脫落。

圖3 預(yù)張力螺帽的剖視圖

3 測試時預(yù)張力夾的夾持技術(shù)

圖4是圖1中夾持端的結(jié)構(gòu)式示意圖；圖5是圖4中Ⅵ區(qū)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，110包括112和用于夾持織物的114，120包括122和用于夾持織物的124，114位于110上遠離122的一端，124位于120上遠離122的一端。圖4中116為114和124上相互配合的夾持鋸齒。116的齒高為0.4 cm，齒面長度為2 cm，鋸齒密度為4個/cm。位于110上的116和位于120上的116相互吻合，有利于強力檢測時有效夾持試樣[7-8]。

圖4 夾持端的結(jié)構(gòu)式示意圖

如圖5所示，116的齒面上設(shè)置有橡膠皮(118)。118將116包裹，以增加夾持鉗口與檢測面料之間的阻力，防止預(yù)張力夾滑移，同時降低夾持板對試樣面料的損傷，確?？椢飶娏y試工作正常進行。118厚約2 mm，可采用環(huán)氧樹脂或熱熔膠粘貼硬度偏高且具有一定摩擦阻力的材料。

圖5 圖4中Ⅵ區(qū)的局部結(jié)構(gòu)示意圖

4 預(yù)張力夾應(yīng)用測試案例

以細旦錦綸超薄面料(經(jīng)緯紗均為7.69 dtex/7 f錦綸復(fù)絲，單絲線密度為1.10 dtex，經(jīng)緯密度為96.9根/cm×87.3 根/cm，面密度為14.9 g/m2)為測試對象，按照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分 斷裂強力和斷裂伸長率的測定-條樣法》準(zhǔn)備試樣，采用現(xiàn)有織物強伸性預(yù)張力夾和新型預(yù)張力夾對其進行拉伸性能測試對比。

現(xiàn)有織物強伸性預(yù)張力夾只有3種，其規(guī)格重力分別為2 、5和10 N。測試的細旦錦綸超薄面料面密度小，因而只能選用2 N的織物強伸性預(yù)張力夾。在使用此強伸性預(yù)張力夾進行測試時，發(fā)現(xiàn)預(yù)張力夾在夾持時容易滑移，且出現(xiàn)夾持傾斜。

采用新型的織物強伸性預(yù)張力夾進行測試時，根據(jù)織物面密度，預(yù)張力螺帽130選擇的是0.5 N。如圖1和圖6所示，由于預(yù)張力夾裝置的夾持端114為鴨嘴形，有利于強力檢測時有效夾持細旦錦綸超薄面料，配合110和120上的夾持鋸齒(116)，徹底解決了預(yù)張力夾在夾持細旦錦綸超薄面料測試過程中因夾持不緊產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象。因在110外壁上設(shè)置有標(biāo)尺119(圖6)，可正確夾持細旦錦綸超薄面料，防止傾斜。預(yù)張力夾裝置中110或120的尺寸不受限制，可根據(jù)實際需要進行調(diào)整。

圖6 新型預(yù)張力夾裝置的側(cè)視圖

表1為采用現(xiàn)有和新型兩種織物強伸性預(yù)張力夾測試所得力學(xué)性能數(shù)據(jù)。

表1 細旦錦綸超薄面料拉伸性能測試對比

由表1可知，無論是斷裂強力還是斷裂伸長率，采用新型織物強伸性預(yù)張力夾測試技術(shù)測得的數(shù)值差異小，離散性小，說明采用新型織物強伸性預(yù)張力夾測試結(jié)果更加可靠。

5 結(jié)語

采用新型織物預(yù)張力夾，根據(jù)試樣面密度選用對應(yīng)質(zhì)量的預(yù)張力螺帽，調(diào)節(jié)預(yù)張力夾對面料的夾持力，可靈活便捷地調(diào)節(jié)對試樣的預(yù)張力。使用此新型織物強伸性預(yù)張力施壓技術(shù)，方便可行，且從應(yīng)用實例可發(fā)現(xiàn)，測試結(jié)果變化差異小，測試結(jié)果比使用現(xiàn)有技術(shù)測試更加可靠。此新型預(yù)張力加載技術(shù)適用于紡絲成網(wǎng)、熔噴成網(wǎng)及納米紡絲技術(shù)制備的超薄型產(chǎn)業(yè)用紡織品的強伸性測試，可為科研人員提供可靠的測試數(shù)據(jù)。