纺织品的拉伸断裂检测.doc

实验六纺织品的拉伸断裂检测织物的拉伸断裂强力是指织物受外力直接拉伸至断裂时所需的力。它是表示拉伸力绝对值的一个指标，法定单位是牛（N）。在织物断裂强力的测定中，断裂强力是指在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样被拉断的最大力。通常用断裂强力指标来评定日照、洗涤、磨损以及各种整理对织物内在质量的影响。因此，对于机械性质具有各向异性、拉伸变形能力小的家用纺织品都要进行该性能的检测。目前织物的断裂强力测定方法主要有两种，即条样法和抓样法。国内外测定纺织品断裂强力的相关标准见表3-1。本实验采用条样法。表3-1 国内外纺织品断裂强力测定的相关标推检测方法 国内标准同外主要标准条样法 GBT 3923.1-1997， FZT 60026-1999ISO 13934.1-1999，ISO 13935.1-1999， ISO 4606-1995ASTM D 503595,BS 2576-86（95），DIN 53857.1-1979，DIN ENISO 13934.1-1994， DIN EN ISO 13934.2-1994 NFG 07-001-1973,EN ISO 13934.1-1999等 抓样法 GBT 3923.2-1998ISO13934.2一1999,ISO 13935.2一1999,ASTM D 5034一95，DIN 53858-1979,NF G 07一1201973，EN ISO 13934.2一1999等（一）条样法条样法可测知试样整个工作宽度上的断裂强度，并可分析纱线在织物中的有效强力且与织造前的纱线强力比较，故该法应用最普遍。 条样法测试的主要技术参数国内外标准各不相同，见表3-2项目 GBT 3923.1-1997ISO 13934.1ASTM D 5035测试范围 适用于机织物,也适用于针织物、涂层织物及其他类型的纺织织物 适用于机织物,也适用于其 他技术生产的织物适合于机织物,对针织物和高弹织物（大于11）建议不采用设备 CRE拉-伸强力测试仪 上下夹具限距 100mm或200mm,精度为土l。 100 mm或 200 mm（视伸长率值定） 75mm 拉伸速度 20mm/min或100mm/min,精度为土l0 20mm/min或100mm/min, （视伸长率值定） 300 mmmin环境条件 温度（20土2）,相对湿度 (65土2) 温度（20土2）相对湿度 (65土2) 温度（20土1）相对湿度(65土2) 调温时间 至少4h24h至少4h试样尺寸 长至少 200mm或 100mm,宽 (50土2) 长30mm, 宽50mm 长250或50mm,宽25mm 试样数量 经向5块,纬问5块 经-向5块，纬向5块 经向5块,纬问8块 1. 检测标准GBT 3923.11997纺织品织物拉伸性能第 1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法2检测原理由适宜的机械方法使试样的整个宽度全部被夹持在规定尺寸的夹钳中，然后以规定的速度拉伸试样，直至试样发生断裂，并显示断裂点的最大拉力。3测试仪器等速伸长型（CRE）试验仪。4检测方法及步骤（1）试样准备：在距布边 150 mm以上处，剪取两组试样，一组为经向试样，另一组为纬向试样。每组5块，每块试样的有效宽度为50 mm（不包括毛边），长度应能满足隔距要求200 mm，如试样的断裂伸长率超过75，应满足隔距长度为 100 mm。试样应均匀分布于样品上，试样间不含有相同的经纬纱，长度方向与待测方向平行。取好试样，放入恒温恒湿实验室进行调湿处理后再进行测试。（2）检查校准仪器后，设置测试参数:若织物的断裂伸长率8，则隔距长度设为200mm，拉伸速度设为 20 mmmin；若织物的断裂伸长率为 875，则隔距长度设为200mm，拉伸速度设为 100 mmmin；若织物的断裂伸长率 75，则隔距长度设为 100 mm,拉伸速度设为 100 mmmin。（3）夹持试样；在夹钳中心位置夹持试样，以保证拉力中心线通过夹钳的中点。试样可在预张力下夹持或松式夹持、所加预张力值应根据织物的单位面积质量确定，织物单位面积质量200 gm2时，预张力值2 N；织物单位面积质量为200500gm2时，预张力值5N；织物单位面积质量 500 gm2时，预张力值 10 N。（4）启动拉伸试验仪，进行拉伸强力测定：拉伸试样至断裂，记录断裂强力、断裂伸长或断裂伸长率。每个方向至少试验5块。如果试样在距钳口 5 mm以内断裂，则作为钳口断裂。当 5块试样试验完毕，若钳口断裂数值大于最小的“正常值”，可以保留；若小于最小“正常值”，则舍弃，另加试验量，以得到5个“正常”断裂值；若所有试验结果均为钳口断裂，或不能得到5个正常值”，应报告单值。实验八纱线和织物机械性能的测试一、实验目的掌握纱线、织物断裂强力和断裂伸长率的测定方法，熟悉单纱强力机、织物强力机的结构和操作方法。掌握织物撕破强力的测试方法。二、实验原理纱线、织物的两端分别夹在电子单纱强力机的上、下夹持器内，当夹持器相对运动时，纱线或织物受力的作用被拉伸至断裂，测得断裂强力和断裂伸长率。测定织物撕破强力的方法有多种，本实验采用单缝撕裂法。单缝撕裂法是将试样沿一个方向剪开一段形成两瓣，分别夹在强力试验机的上、下铗钳中，当铗钳相对运动时，横向纱线沿裂口断裂，测定其强力。三、实验内容（一）纱线断裂强力和断裂伸长率的测定1. 实验材料和仪器（1）实验材料：棉纱线或混纺纱线。（2）实验仪器：PC/YG061F 型电子单纱强力机。2.实验步骤（1）开启机器各开关按钮起动机器，运行测试程序，设置通讯参数，使机器处于联机状态。（2）设置实验参数，包括速度、隔距等，按下“实验”键进入拉伸等待状态。（3）将纱线的一端放入上夹持器中夹好，加上预加张力（标准上规定采用：0.50.1Cn/tex），夹好下夹持器，按“拉伸”键，下夹持器下移，直至纱线断裂。（4）读取或打印显示器上断裂强力和伸长率。（二）织物断裂强力和断裂伸长率的测定1. 实验材料和仪器（1）实验材料：经漂白和未漂白的纯棉织物各一块（经纬为35cm30cm）。（2）实验仪器：Y065型织物强力试验机、钢尺、剪刀等。2. 实验步骤（1）试样准备：将每块试样分别剪成35cm6cm五条（测平均值），然后抽去边纱，使之成为35cm5cm长条备用。（2）织物断裂强力和断裂伸长率的测定开启计算机和强力机电源按钮，起动机器，运行测试程序，使机器处于联机状态。设置实验参数，包括隔距、速度、实验次数等。将试样上端伸入上铗钳，布条应夹在铗钳的中间位置，旋紧上铗钳。将试样的下端伸入下铗钳，加上预加张力（见表8 -1），使布条全幅纱线在重力作用下达到均匀伸直，然后旋紧下铗钳，去除预加张力。按下“拉伸”键，使下铗钳向下运动，直至加入的试样发生断裂。读取显示器上断裂强力和伸长率或打印数据。表8 -1 预加张力选择表单位面积重量（8/m,+2） 预加张力（N）150以下 2150 -5005500 以上 10（三）织物撕破强力的测试1.实验材料和仪器（1）实验材料：经漂白和未漂白的纯棉织物各一块（20cm25cm）。（2）实验仪器：YG065 型织物强力试验机、钢尺、剪刀等。2. 实验步骤（1）试样准备：将试样剪成20cm5cm五条，再剪一条长10cm的缝。（2）撕破强力的测定：开启机器各开关按钮起动机器，运行测试程序，使机器处于联机状态。设置实验参数，包括隔距、速度、实验次数等。将试样的一“舌”的内边（即剪开线）置于上铗钳的中心位置夹紧，另一“舌”的内边按同样要求夹紧于下铗钳中，上下二“舌”的内边（即剪开线）必须连成一线，并通过上、下铗钳中心线。按下“拉伸”键，使下铗钳向下运动，直到试样撕裂长度达7.5cm 为止。读取显示器上撕破强力或打印数据。四、实验讨论（1）纱线、织物断裂强力和断裂伸长率及撕破强力为什么要取多次平均值？（2）比较漂白和未漂白纯棉织物断裂强力，说明漂白纯棉织物断裂强力变化原因。五、实验要求及注意事项（1）在使用纱线、织物强力机前要仔细阅读使用说明，正确操作强力试验机，按实验要求设置参数。（2）织物强力试样最外边的经纱或纬纱的长度与试样长度相同，中间不能有断点。（3）试样布条从铗钳的夹持线或钳内断裂，或者从铗钳中滑脱，其测试结果无效，应重做。（4）裁剪撕破强力试样时应沿某一经纱或纬纱方向裁剪。针织物顶破强力测试方法对比分析中国纤检 | 发表时间：2010-6-11 | 文章字数：4881 | 字号： 小 中 大 针织物顶破强力测试方法对比分析Comparison and Analysis for the Testing Methods of Bursting Strength文/ 王敏 温箐 谢火胜 摘要：为了了解针织物顶破强力的几种测试方法胀破法（GB/T 7742.1-2005）、弹子顶破法（20 mm）和钢球法（38 mm）之间的差异，本文选择几种不同类型的针织物进行对比测试分析，结果表明，钢球法可以获得比弹子顶破更大的顶破强力，三种方法具有相似的破坏机理，其结果相互之间具有良好的线性相关性。关键词：针织物；顶破强力或胀破强力；弹子顶破；钢球法针织衣物的肘部、膝部等部位，在服用过程中不断受到集中性负荷的顶、压作用而扩张直至破坏，这种破坏作用叫顶破1。由于针织物服用过程中受到顶破的作用，若仅测试针织物的拉伸断裂强力并不能反映实际穿着的情况，而利用特定设备测试出的针织物在扩张至破裂时所承受的力，就是针织物的顶破强力或胀破强力。顶破强力或胀破强力是考核针织物质量的一个重要物理指标。目前，顶破强力或胀破强力的测试方法主要有三种：胀破法、弹子顶破法和钢球法。国外如美国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚等采用胀破法测试 1。我国的GB/T 7742.1-2005纺织品 织物胀破性能 第部分：胀破强力和胀破扩张度的测定 液压法标准引用了国际标准ISO 13938-1:1999中的胀破测试法。测试原理是：将试样夹在可延伸的膜片上，在膜片下面施加液体压力，并以恒定速度增加液体体积，使膜片和试样膨胀直至试样破裂即测得胀破强力2, 这个方法同时还能测试出样品的胀破扩张度。国家标准棉针织内衣在修订前，顶破强力采用弹子顶破法测试，即利用一个25 mm的圆形弹子顶压针织物来测试。而2005年制定的GB/T 19976-2005纺织品 顶破强力的测定 钢球法标准所列出的测试方法与之前相比有两点差异：一是顶破的弹子（钢球）直径改为38 mm，二是规定强力测试仪器为国际通用的CRE（等速伸长型）强力仪。为了了解上述三种方法之间的差异，本文选择了不同类型的针织物进行对比测试分析，探讨不同方法测试结果之间的相关性。1 对比测试1.1 仪器设备胀破法：胀破仪（恒定体积增长速率为100cm3/min500cm3/min，精度10%），膜片。弹子顶破强力试验：弹子顶破强力机，下降速度为10cm/min11cm/min，弹子直径为2 cm，圆环内径为2.5 cm。钢球法：等速伸长型试验仪（CRE），精度不超过示值的1%。包括一个试样夹持器和一个球形顶杆组件。顶破装置由夹持试样的环形夹持器和钢质球形顶杆组成。环形夹持器内径为（450.5）mm，顶杆的头端为抛光钢球，本试验所用钢球直径为（380.02）mm。1.2 试样处理和测试的环境胀破法：样品须在温度（202）和湿度（652）%的状态下调湿和试验。 弹子顶破强力试验：将试样在常温下展开平放20 h，然后在试验室温度为（202），相对湿度为（653）%条件下，放置4 h后进行试验。钢球法：预调湿、调湿和试验用大气应按GB 6529规定执行，温度为（202），湿度为（654）%。1.3 测试结果根据织物的种类和克重选择8种不同的样品，将所选样品按照胀破法、弹子顶破法和钢球法分别测试其顶破强力或胀破强力。三种不同测试方法的测试结果如表1所示。表1 对比试验样品类型及测试结果样品编号织物结构克重/ (g/m2)纤维成分测试结果胀破法/ KPa弹子顶破/ N钢球法/ N1平纹138.6 棉100%680.83195402平纹180.0棉100%725.93816783平纹234.7 棉100%886.05008954珠地211.0 棉60.9% 涤纶39.1%669.33766625单面提花130.2桑蚕丝100%989.04979496平纹153.7 棉 51.1%桑蚕丝 48.9%643.13085507双罗纹163.0 涤纶 100%1428.382214348单面垫纱290.0 涤纶 100%1393.880816002 分析2.1 试验结果分析图1为弹子顶破法和钢球法测试结果的柱形图。从图1中可以看出，弹子顶破法测出的强力值明显小于钢球法，前者大约为后者的50%60%。这主要是因为：钢球的直径（38 mm）大于弹子的直径（20 mm），织物受顶破作用时，钢球与试样的接触面积明显大于弹子，要达到相同的压强值，钢球法所须加载的力要明显大于弹子顶破法。图1弹子顶破和钢球法的结果比较目前，几个常用的针织标准已修订或新制定为国家标准，国家标准采用钢球法取代原来的弹子顶破强力法，其顶破强力修订前后的考核指标见表2。表2 新旧标准顶破强力考核指标的比较旧标准顶破强力要求新标准顶破强力要求GB/T 8878-2002单面、罗纹织物 150 NGB/T 8878-2009单面、罗纹、绒织物 150 N双面、绒织物 220 N双面织物 220 NFZ/T 73007-2002单面织物 180 NGB/T 22853-2009上衣 180 N双面、绒类 240 N裤子 220 NFZ/T 73008-2002单面织物 150 NGB/T 22849-2009150 N双面织物 240 NFZ/T 73021-2004单面织物 180 NGB/T 22854-2009180 N双面织物 240 N对比新、旧标准的顶破强力的标准值可以发现：虽然新标准采用了钢球法测试顶破强力，但是对顶破强力的要求并没有相应的提高；而对于没有更新的标准（如FZ/T 73020-2004等），原来采用弹子顶破法测试针织物的顶破强力，现在均采用了钢球法测试，但是其对顶破强力的要求仍然沿用原标准的标准值，这些显然都是不合理的。2.2 破坏分析图2和图3分别给出了针织物顶破测试时两种典型的破坏情况。图2为平纹组织，图3为珠地组织，其中（1）为胀破法，（2）为钢球法，（3）为弹子顶破法。 （1） （2） （3）图2平纹组织的破坏 （1） （2） （3）图3 珠地组织的破坏从图中可以看出，对于平纹组织和珠地组织，三种测试方法所形成的破坏裂口都是相似的。平纹组织会形成平行于织物纵向的裂口，而且沿着织物的横向有较多的线圈脱散；而珠地组织的破坏裂口为破洞形状，破坏主要表现为纱线的断裂，几乎不会形成线圈脱散。因此推断，三种方法具有相似的破坏机理。由弱环理论可知：针织物在受到顶破或胀破作用时，会在某一强力最弱处首先产生破坏，进而在此破坏处产生应力集，随着试验地进行，平纹织物在破坏的周围会有大量的线圈沿横向脱散，裂口沿纵向不断扩展；珠地织物则会有更多的纱线发生断裂，其裂口会沿四周扩展。2.3 相关性分析分别对三种方法的结果进行二元线性回归分析，所得结果见表3，其中，x弹子顶破法，y钢球法，z胀破法。可以看到，三种方法相互之间具有线性关系，相关系数也较高，具有很好的相关性。图4为三种测试方法相互间的相关曲线图，从图中可以更直观的看到，三种方法之间具有良好的线性相关性。表3 三种测试方法间的回归方程及相关系数线性回归方程相关系数y = 1.9333x - 55.794z = 1.545x + 152.38z = 0.7862y + 208.830.99050.99160.9848图4 三种方法的相关曲线图3 结言由以上分析可以得出如下结论：1）钢球的直径比弹子大，钢球法获得的顶破强力也较弹子顶破法大。目前采用GB/T 19976-2005（钢球法）标准测试顶破强力的产品标准，顶破强力要求明显偏低，使有些产品虽然达到标准要求，但顶破强力值较低，影响服用功能的要求。因此，建议在修订标准时，可以考虑适当提高顶破强力的标准值要求。2）三种测试方法具有相似的破坏机理，织物破坏后的裂口形状也基本相同。3）三种测试方法的结果相互之间具有良好的线性关系，三者之间具有很好的相关性。参考文献：1 缪秋菊, 王海燕. 针织面料与服装M. 上海：东华大学出版社，2009. 2GB/T 7742.1-2005纺织品 织物胀破性能 第部分：胀破强力和胀破扩张度的测定 液压法S.(作者单位：广州市纤维产品检测院拉力试验机夹具产 品 详 细 介 绍： 常用夹具总览 Grips & Fixtures For Every Testing Need RA-1 RA-2 RA-3 RA-4 RB-1 RB-2 橡胶夹具(200kg) 单偏心轮夹具(200kg) 橡胶夹具(100kg) 双偏心轮夹具(200kg) 夹钳式橡胶夹具(50kg) 剪式夹具(200kg) Elastomeric grips Eccentric grips Elastomeric grips Double eccentric grips Pliers rubber grips Pincers grips RB-3 RB-4 FA-1 FA-2 FB-1 FB-2 织带夹具(300kg) 肘节夹具 (200kg) 万能钳夹具(300kg) 平面夹具(200kg) 鞋眼冲击夹具(100kg) 鞋带头拔脱夹具(50kg) Webbing grips Toggle grips Pliers grips Plane grips Shoe eyelet impact grips Shoelace tip break grips FC-1 FC-2 FC-3 FC-4 FC-5 TA-1 车缝位抗撕力夹具(50kg) 针脚破裂夹具(50kg) 天皮拉脱夹具(100kg) 皮革撕裂夹具(50kg) 勾子夹具(50kg) 布(条式法)夹具(200kg) Stitch tear resistance grips Stitch teat grips(wire loop type) Toplift peeling grips Leather tear grips Hook grips Fabrics grips (strip method) TA-2 TB-1 TB-2 TB-3 TB-4 TB-5 布(抓式法)夹具(200kg) 绞纱夹具(300kg) 织线夹具(200kg) 尼龙线夹具(300kg) 平面夹具(50kg) 单纱夹具(50kg) Fabrics grips(grab method) Roller grips Capstan grips Cord capstan grips Screw action grips Cord and yarn grips TB-6 AT-100 AT-200 AT-500 EA-1 EA-2 织物缝隙夹具(100kg) 气压棉线夹具(100kg) 气压单纱夹具(200kg) 气压式尼龙线夹具(500kg) 尖嘴型夹具(50kg) 门型夹具(50kg) Needle holding grips Pneumatic cotton thread grips Pneumatic yarn grips Pneumatic yarn grips Beak grips Frame-shape grips SA-1 SA-2 SA-3 SA-4 SA-5 SA-6 拉链拉动力夹具(50kg) 拉链齿合强度夹具(200kg) 拉链下止强度夹具(200kg) 拉链上止强度夹具(50kg) 拉链拉片强度夹具(50kg) 拉链单齿牢固度夹具(100kg) Fastener slide grips Slider teeth gearing grips Slider bottom stop grips Slider top stop grips Slider puller grips Slider single tooth firmness grips SA-7 SA-8 SA-9 SA-10 MA-3T MA-5T 拉链帽盖拉脱强度夹具(50kg) 拉链闭锁强度夹具(200kg) 拉链单齿强度夹具(100kg) 拉链头开口张力夹具(50kg) 螺旋式金属夹具(3ton) 螺旋式金属夹具(5ton) Slider cap grips Slider locking grips Slider single tooth strength grips Slider open-end tension grips 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