針織物頂破強力測試方法對比分析

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• 摘要：為了了解針織物頂破強力的幾種測試方法—脹破法（GB/T 7742.1-2005）、彈子頂破法（20 mm）和鋼球法（38 mm）之間的差異，本文選擇幾種不同類型的針織物進行對比測試分析，結果表明，鋼球法可以獲得比彈子頂破更大的頂破強力，三種方法具有相似的破壞機理，其結果相互之間具有良好的線性相關性。
關鍵詞：針織物；頂破強力或脹破強力；彈子頂破；鋼球法


針織衣物的肘部、膝部等部位，在服用過程中不斷受到集中性負荷的頂、壓作用而擴張直至破壞，這種破壞作用叫頂破[1]。由于針織物服用過程中受到頂破的作用，若僅測試針織物的拉伸斷裂強力并不能反映實際穿著的情況，而利用特定設備測試出的針織物在擴張至破裂時所承受的力，就是針織物的頂破強力或脹破強力。頂破強力或脹破強力是考核針織物質量的一個重要物理指標。
目前，頂破強力或脹破強力的測試方法主要有三種：脹破法、彈子頂破法和鋼球法。國外如美國、日本、韓國、加拿大、澳大利亞等采用脹破法測試 [1]。我國的GB/T 7742.1-2005《紡織品 織物脹破性能 第１部分：脹破強力和脹破擴張度的測定 液壓法》標準引用了國際標準ISO 13938-1:1999中的脹破測試法。測試原理是：將試樣夾在可延伸的膜片上，在膜片下面施加液體壓力，并以恒定速度增加液體體積，使膜片和試樣膨脹直至試樣破裂即測得脹破強力[2], 這個方法同時還能測試出樣品的脹破擴張度。國家標準《棉針織內衣》在修訂前，頂破強力采用彈子頂破法測試，即利用一個25 mm的圓形彈子頂壓針織物來測試。而2005年制定的GB/T 19976-2005《紡織品 頂破強力的測定 鋼球法》標準所列出的測試方法與之前相比有兩點差異：一是頂破的彈子（鋼球）直徑改為38 mm，二是規(guī)定強力測試儀器為國際通用的CRE（等速伸長型）強力儀。
為了了解上述三種方法之間的差異，本文選擇了不同類型的針織物進行對比測試分析，探討不同方法測試結果之間的相關性。
1 對比測試
1.1 儀器設備
脹破法：脹破儀（恒定體積增長速率為100cm3/min~500cm3/min，精度±10%），膜片。
彈子頂破強力試驗：彈子頂破強力機，下降速度為10cm/min~11cm/min，彈子直徑為2 cm，圓環(huán)內徑為2.5 cm。
鋼球法：等速伸長型試驗儀（CRE），精度不超過示值的±1%。包括一個試樣夾持器和一個球形頂桿組件。頂破裝置由夾持試樣的環(huán)形夾持器和鋼質球形頂桿組成。環(huán)形夾持器內徑為（45±0.5）mm，頂桿的頭端為拋光鋼球，本試驗所用鋼球直徑為（38±0.02）mm。
1.2 試樣處理和測試的環(huán)境
脹破法：樣品須在溫度（20±2）℃和濕度（65±2）%的狀態(tài)下調濕和試驗。
彈子頂破強力試驗：將試樣在常溫下展開平放20 h，然后在試驗室溫度為（20±2）℃，相對濕度為（65±3）%條件下，放置4 h后進行試驗。
鋼球法：預調濕、調濕和試驗用大氣應按GB 6529規(guī)定執(zhí)行，溫度為（20±2）℃，濕度為（65±4）%。
1.3 測試結果
根據(jù)織物的種類和克重選擇8種不同的樣品，將所選樣品按照脹破法、彈子頂破法和鋼球法分別測試其頂破強力或脹破強力。三種不同測試方法的測試結果如表1所示。

對比新、舊標準的頂破強力的標準值可以發(fā)現(xiàn)：雖然新標準采用了鋼球法測試頂破強力，但是對頂破強力的要求并沒有相應的提高；而對于沒有更新的標準（如FZ/T 73020-2004等），原來采用彈子頂破法測試針織物的頂破強力，現(xiàn)在均采用了鋼球法測試，但是其對頂破強力的要求仍然沿用原標準的標準值，這些顯然都是不合理的