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本文論述了工作服面料耐磨性的幾種常用測試方法及影響因素 關(guān)鍵詞:耐磨性;測試方法;影響因素 耐磨性就是工作服面料具有的抵抗磨損的特性。工作服面料在使用過程中,會受到各種不同的外界因素 的作用,特別是經(jīng)常與周圍所接觸的物體相互摩擦,造成工作服面料不同程度的磨損乃至損壞,影響 其服用性能,因此檢測工作服面料的耐磨性是很重要的。 

1. 耐磨性的測試方法 工作服面料耐磨性的測試方法主要有兩大類,即實(shí)際穿著試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室儀器試驗(yàn)。實(shí)際穿著試驗(yàn) 比較符合實(shí)際穿著效果,但要花費(fèi)大量人力與物力,而且試驗(yàn)所需時(shí)間很長,組織工作也很復(fù) 雜,在實(shí)際工作中比較難進(jìn)行。為了克服這些不足之處,所以在一定條件下,對工作服面料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室 的儀器試驗(yàn)。工作服面料在實(shí)際使用中,所受的磨損情況是多種多樣的,如與操作機(jī)臺、田間作物、 戰(zhàn)士武器、桌椅等相摩擦。不同用途的工作服面料在使用過程中,磨損程度也有很大的差異。例如, 外衣、手套、襪類等所受的摩擦作用較為劇烈,內(nèi)衣、汗衫等所受的摩擦作用較輕。所以要得 到正確的符合實(shí)際的耐磨試驗(yàn)結(jié)果,必須認(rèn)真選擇實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件,使與實(shí)際服用條件近似。 由于這種原因,耐磨儀的種類很多,測試方法也很多,在選用時(shí)須注意選擇最適合的儀器與方 法。

 

 1.1 磨損的類型 在模擬實(shí)際使用的過程中,根據(jù)測試樣在磨損時(shí)的狀態(tài)特征可以分為平磨、曲磨、翻動磨 與擺動磨等。

 

 1.1.1 平磨 就是對測試樣以一定的運(yùn)動形式作平面摩擦,模擬的是工作服袖部、臀部、襪底等處的磨損 形態(tài)。工作服面料平磨儀的種類很多,目前測試行業(yè)用得最多的是馬丁旦爾儀。常用的標(biāo)準(zhǔn)有 ASTM D4966、ISO 12947。試驗(yàn)時(shí)將一定尺寸的測試樣在規(guī)定壓力下與標(biāo)準(zhǔn)磨料互相接觸,并使試樣 以利薩如軌跡相對于磨料運(yùn)動,使測試樣受到多方向的均勻磨損。

 

判斷其耐磨性指標(biāo)有三種方 法,即終點(diǎn)法、質(zhì)量損失法與外觀變化法。終點(diǎn)法:當(dāng)機(jī)工作服面料兩根不同經(jīng)緯的紗線斷裂,針工作服面料 一根紗線斷裂時(shí),非織造布出現(xiàn)一個(gè)不小于 0.5mm 的洞,起絨工作服面料的絨全部被磨掉,記下摩擦 次數(shù)作為耐磨性指標(biāo)。質(zhì)量損失法:試樣在測試前稱得質(zhì)量 A,經(jīng)過一定的摩擦次數(shù)后稱得的 質(zhì)量 B,則質(zhì)量損失 A-B,或者質(zhì)量損失百分比(A-B)/A×100%作為耐磨性指標(biāo)。外觀變化法: 測試樣經(jīng)過一定的摩擦次數(shù)后,觀察其外觀變化,如顏色變化,有無起毛起球現(xiàn)象,磨損程度等, 外觀變化的程度作為耐磨性指標(biāo)。 

 

1.1.2 曲磨 是使工作服面料試樣在彎曲狀態(tài)下受到反復(fù)摩擦。常用的標(biāo)準(zhǔn)有 ASTM D3885 和 ASTM D3886。 ASTM D3885 模擬工作服的袖口和領(lǐng)子口;褲子的褲管口的磨損狀態(tài)。測試樣繞過一把作為磨料 的刀片,然后兩端分別被夾持在上下平板的夾頭內(nèi),刀片借重錘給予一定的張力。

 

隨著下平板 的往復(fù)運(yùn)動,試樣受到反復(fù)磨損和彎曲作用,直到試樣斷裂為止,記錄下摩擦次數(shù)作為耐磨性 指標(biāo)。也可以把測試樣摩擦一定次數(shù)后,在強(qiáng)力機(jī)上測試其拉伸強(qiáng)度下降率。ASTM D3886 模 擬衣褲的肘部與膝蓋的磨損狀態(tài)。測試樣放置于一脹氣膜上,脹氣膜受到的壓強(qiáng)為 4 psi,使 試樣處于拱弧的狀態(tài),在1 lb 的壓力下與0 號砂紙進(jìn)行摩擦,直到有紗線斷裂,記錄下摩擦次 數(shù)作為耐磨性指標(biāo)。 

 

1.1.3 翻動磨 試驗(yàn)前,先將工作服面料試樣的四周用粘合劑粘合,防止邊緣的紗線脫落,并稱取試樣質(zhì)量。然后 將試樣投入儀器的試驗(yàn)筒內(nèi),試驗(yàn)筒內(nèi)壁襯有不同的磨料,如塑料層、橡膠層或金剛砂層等, 根據(jù)需要來選擇,試驗(yàn)筒內(nèi)安裝有葉片。試驗(yàn)時(shí),葉片進(jìn)行高速回轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速一般為2000 轉(zhuǎn)每分 鐘,試樣在葉片的翻動下連續(xù)受到摩擦、撞擊、彎曲、壓縮與拉伸等作用。

 

經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間后, 一般為5 分鐘,取出試樣,再稱其質(zhì)量,計(jì)算其質(zhì)量損失率,損失率越小,表示工作服面料越耐磨,反之 則耐磨性差。經(jīng)翻動磨的工作服面料磨損情況和經(jīng)實(shí)際使用、洗滌后紗線與工作服面料的結(jié)構(gòu)變化特征較 為相似。常用的標(biāo)準(zhǔn)有AATCC 93。 

 

1.1.4 擺動磨 用10 號棉布或鋼絲網(wǎng)作為磨料,磨料裝在儀器的半圓柱上,試樣受到一定的張力和壓力, 與在做擺動運(yùn)動的裝在半圓柱上的磨料進(jìn)行摩擦,直到紗線斷裂為止,記錄下摩擦次數(shù)作為耐 磨性指標(biāo)。也可以把測試樣摩擦一定次數(shù)后,在強(qiáng)力機(jī)上測試其拉伸強(qiáng)度下降率。擺動磨比較 適用于裝飾面料,如窗簾布、沙發(fā)布等。常用的標(biāo)準(zhǔn)有ASTM D4157。

 

 2. 工作服面料的磨損過程 工作服面料的磨損,通常是從突出在其表面的紗線屈曲波峰或線圈凸起弧段的外層開始,逐漸向 內(nèi)發(fā)展。當(dāng)組成紗線的部分纖維受到磨損而斷裂后,纖維端豎起,使工作服面料表面起毛。隨著磨損 的繼續(xù)進(jìn)行,有些纖維的碎屑從工作服面料表面逐漸脫落,有些纖維從紗線內(nèi)抽出而局部變細(xì),因此 工作服面料變薄,質(zhì)量減輕,組織破壞,出現(xiàn)破洞。

最后,工作服面料因剩余強(qiáng)度的下降,在受到某一突然的較 大外力作用時(shí),發(fā)生嚴(yán)重破壞,以至喪失繼續(xù)使用的價(jià)值。工作服面料在磨損過程中出現(xiàn)的各種破壞 形成,決定于組成工作服面料的纖維特性、紗線與工作服面料的結(jié)構(gòu)、染整工藝以及使用條件等因素。工作服面料 是由纖維或長絲組成,所以工作服面料的磨損可以歸結(jié)為主要是工作服面料中纖維或單絲受到機(jī)械損傷或 纖維間聯(lián)系的破壞。 

 

3.影響工作服面料耐磨性的因素 影響工作服面料耐磨性的因素很多,下面就纖維的機(jī)械性能、纖維的形態(tài)尺寸、紗線和工作服面料的結(jié) 構(gòu)與后整理方面進(jìn)行討論。 

 

3.1 纖維的機(jī)械性能與形態(tài)尺寸的影響 

 

3.1.1 纖維機(jī)械性能的影響 纖維的拉伸、彎曲與剪切性能對工作服面料耐磨性的相對重要性,根據(jù)組織結(jié)構(gòu)與使用條件的差 異而不同。由于纖維的形態(tài)與柔軟特性,在通常情況下,纖維主要承受拉伸應(yīng)力,所以纖維的拉 伸性能在機(jī)械性能中顯得特別重要,在磨損的過程中,纖維受到反復(fù)應(yīng)力的作用,但這種應(yīng)力 遠(yuǎn)比斷裂應(yīng)力小,所以纖維在反復(fù)拉伸中的變形能力大的,具有比較好的耐磨性。纖維在重復(fù) 拉伸中的變形能力決定于纖維的強(qiáng)度、伸長率與彈性能力。

 

強(qiáng)度大,伸長率大的纖維,拉伸曲 線下的面積大,因此能儲存較多的拉伸能。 現(xiàn)在來分析一些主要紡織纖維的耐磨性。玻璃纖維的強(qiáng)度雖然很大,硬度也很高,但伸長 率極低,而且很脆,因此玻璃纖維的耐磨性差。粘膠纖維和醋酯纖維在一次拉伸時(shí)的斷裂功還 是比較大的,但由于這兩種纖維的彈性較差,結(jié)果使得它們在多次拉伸后的斷裂功明顯下降, 所以耐磨性是很差的。

 

羊毛纖維雖然強(qiáng)度不高,但其伸長率與彈性卻十分大,多次拉伸后的斷 裂功降低很少,因此在作用不是過分劇烈的某些條件下,羊毛纖維的耐磨性是相當(dāng)好的。錦綸 和滌綸的斷裂功大,彈性恢復(fù)能力高,所以它們的耐磨性非常好。由此可見,纖維的伸長率與彈 性對耐磨性的影響是很大的。 

 

3.1.2 纖維形態(tài)尺寸的影響 纖維的形態(tài)尺寸,如纖維長度、細(xì)度和橫截面形態(tài)等,對工作服面料的耐磨性也是有影響的。因 為纖維的形態(tài)尺寸與纖維在紗線中的附著力強(qiáng)弱有關(guān),也和磨損時(shí)纖維中所產(chǎn)生的應(yīng)力大小 有關(guān)。紗線中只要有極少量的纖維分離,紗線結(jié)構(gòu)就會變得松散,在外力的繼續(xù)作用下,將很快 地解體,最終降低工作服面料的耐磨性。 在同樣紡紗條件下,較長的纖維比較短的纖維在紗線內(nèi)產(chǎn)生相對移動較為困難,因此就難 于從紗線中抽出。另外,由較長纖維紡成的紗線,其強(qiáng)度、伸長率和耐疲勞等機(jī)械性能好,這對 工作服面料的耐磨性是有利的。這也是中長纖維工作服面料有較好耐磨性能的原因之一。 

 

細(xì)度細(xì)的纖維紡成的紗線,其強(qiáng)度、伸長率與耐疲勞性好。但纖維細(xì)度過細(xì),在磨損過程 中即使是較小的作用力,也會引起很大的內(nèi)應(yīng)力,使纖維容易損壞。如果纖維過粗,則纖維與紗 線的抗彎性能差,并且由于紗線中纖維根數(shù)過少而使纖維間的抱合力弱,這對工作服面料的耐磨性是 不利的。因此,關(guān)于纖維細(xì)度的選擇,應(yīng)該是在保持足夠的單纖維拉伸強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度條件下, 使纖維細(xì)度提高。有資料說明,以取2.2-3.3dtex 的纖維細(xì)度為宜。這又是中長纖維工作服面料耐磨 性好的另一原因。

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