纺织品数字式织物胀破强力测试实验

一、织物胀破强力的测试现状
影响织物内在质量的因素有色牢度、强力（如胀破强力、撕裂强力等）、抗起毛起球性能、有害物质含量等等，其中织物胀破强力等是直接影响产品服用性能的重要指标之一。织物在一垂直织物平面的负荷作用下鼓起、扩张进而破裂的现象称为胀破，抵抗这种破坏的能力称为织物的胀破强力或胀破强度，它是织物的一个重要力学指标。
由于织物在穿着时所受的力来自不同方向，而胀破强度给出了织物多向强伸度的特征信息，提供了织物在穿着过程中肘部、膝部等部位的受力程度。因而，我国国家标准GB/T 7742对织物的胀破性能测试方法进行了规定，同时行业标准如毛针织行业标准也将胀破强度列为毛针织品的质量考核指标。
然而，在实际检测中发现，考核织物胀破强度时，检测方法中试验面积的大小对胀破强度检测值影响很大，而很多检验机构存在胀破强度试验测试面积不统一的现象，同一样品不同检验机构给出的测试值差异很大，得出产品“合格"和“不合格"两种截然不同的判定结论，给企业和消费者带来困惑和不必要的损失。
因此，明确织物胀破强力的测试标准，统一测试方法对规避这种风险有重要的意义。

二、织物胀破的机理
与织物的顶破机理相似，不同的类型织物胀破的机理不同。
对于机织物来说，织物胀破时，非经纬纱方向的织物变形，这是由经纬两组纱线相互剪切产生，其伸长变形较经纬方向要大，在压力作用下，首先在变形能力较小的方向和强度zui薄弱处的纱线断裂，接着沿着经向或纬向相对撕裂，因而裂口一般成直线形。如果织物的经纬向变形能力相近，胀破时经纬纱接近同时断裂，裂口常为L或T字形，说明经纬纱同时发挥zui大作用，胀破强力较直线形的裂口情况要高。
对于针织物来说，织物胀破时，各线圈勾结连成一片，共同承受伸长变形，直至织物撕裂。
对于非织造布来说，主要是纤维的断裂和纤维网的松散化，顶破口是一个隆起的松散纤维包，胀破是纤维网扯松开裂状。

三、影响织物胀破强力的因素
影响织物胀破强力的试验因素很多，包括织物本身的性能和试验过程中不同的技术参数或方法。
1、织物本身的性质
（1）织物拉伸断裂强力的影响，断裂强力越大，顶破强力越大。（2）经纬向结构和纱线性质差异程度的影响，差异大，顶破强力小，差异小，顶破强力大。（3）伸长率和织缩的影响（主要是针织物）伸长率和织缩越大，顶破强度越大，线密度越大，顶破强度越大。（4）纤维间固着点强度（主要针对非织造布）其强度越大，织物的顶破强力越大。（5）纤维间摩擦、卷曲、纠缠的影响。其摩擦、卷曲、纠缠的程度越大，顶破强力越大。
2、试验面积
当试验面积不同时，试样的胀破强力差异很大，一般来说试验面积越小，其胀破强力值越大。有实验表面，在其他条件一致时，采用试验面积7.3cm2所得的胀破强力值是试验面积为50cm2胀破强力值的3倍左右。因此进行胀破试验时必需注明试验面积。
3、试验条件
液压法测试时，采用定油压速率为95mL/min时所得的胀破强力值比定胀破时间20s所得胀破强力值偏大，但两种相差不大，差异在5%以内。
4、试验仪器
对织物胀破强力的测试分为液压法和气压法，所用的装置分别为液压仪和气压仪。当压力不超过80kPa时，采用液压和气压两种胀破仪得到的胀破强力结果没有明显差异，而对于要求胀破压力较高的特殊纺织品，液压仪更为适用。

四、织物胀破强力的测试方法
1、测试原理
织物胀破性能测试时，是将试样夹持在可延伸的膜片上，在膜片下面施加压力（手动液体加压，电动液体加压或气体加压等），使膜片和试样膨胀，以恒定的速度增加压力，直到试样破裂，测得胀破强力或胀破扩张度。
2、测试标准
我国国家标准GB/T 7742*部分和第二部分分别规定了织物胀破强力测试的两种方法：液压法和气压法，同时该标准等效采用ISO 13938.1和ISO 13938.2标准。另外，常用的标准还有ASTM D3786，其规定了织物的胀破性能的测试方法，包括手动和电动液压测试仪和气动测试仪的操作方法。在实际检测中，采用液压法测试较气压法测试织物的胀破性能更加广泛。
采用不同的标准，技术条件上稍微有些不同。在采用液压法测试时，GB/T 7742.1和ISO 13938.1规定，测试面积可建议为50mm2，加压速率恒定在100-500cm3/min之间，或者通过预实验，采用保证织物在20s左右被胀破的加压速率；而ASTM D3786规定的测试面积建议为125mm3，加压速率为95±5ml/min。
3、测试步骤
1）试样准备：按标准或约定尺寸裁剪试样，在松弛状态下调湿；将试样放置在膜片上，用夹环夹紧；
2）仪器设定：设定恒定的压力增长速率；仪器调零；
3）测试：对试样施加压力，直至破坏；试样破坏后，立即将仪器复位，记录破坏压力、胀破高度或胀破体积；（每组试样测试不同位置至少五次）
4、膜片压力的测定：采用与上述试验相同的试验面积、体积增长速率或胀破时间，在没有试样的条件下，胀破膜片，直至达到有试样时的平均胀破高度或平均胀破体积。以此胀破压力为膜片压力。
5、数据记录：计算胀破压力的平均值。从该值中减去膜片压力，即为试样的胀破强力。

五、织物胀破强力的评价指标
1、胀破压力 布rsting pressure （pressure at 布st）
施加于与下垫片夹持在一起的试样上，直至试样破裂时的zui大压力。
2、胀破强力布rsting strength （strength at 布st）
从平均胀破压力减去膜片压力得到的压力
3、膜片压力 diaphragm pressure
在无试样的情况下，施加于膜片上使其达到试样平均胀破扩张度所需的压力
4、胀破扩张度 布rsting distension (distension at 布st)
试样在胀破压力下的膨胀程度，以胀破高度或胀破体积表示
5、胀破高度 height at 布rst
膨胀前试样的上表面与在胀破压力下试样的顶部之间的距离
6、胀破体积 volume at 布rst
达到胀破压力时所需要的液体体积（液压法测试时）
7、胀破时间 time at 布rst
膨胀到试样破裂时所需的时间

六、测试仪器---织物胀破强力仪
如前所述，织物胀破强力的测试分为气压式和液压式两种，那么相应的测试织物胀破强力的仪器---织物胀破强力仪也有气动式和液压式两种类型。标准集团（香港）有限公司同国内多家纺织企业达成了长期的合作协议，提供各类强力试验机以及其他纺织仪器，其中，针对纺织品胀破强力测试的仪器就有气动式自动胀破强度测试仪、数字式自动胀破强度仪等。以下本文针对更常用的液压式测试仪，即 Gellowen数字式自动胀破强度仪做出详细介绍。

Gellowen数字式自动胀破强度仪
Gellowen数字式自动胀破强度仪是用于检测梭织、针织、无纺布、纸或板材的胀破强度和高度的仪器，采用的加压方式为液压鼓爆的方式。
适用标准：ASTM D3786；ERT 80-4-20；GB/T 7742.1；BS EN ISO 13938-1；BS 3424-6-B；ISO 3303-B；ISO 2758；ISO 3303.2；ISO 3689；JIS L1018 L1093；IWS TM170。
仪器特点：
l通过智能控制算法，能控制胀破时间；
l支持所有的标准要求测试面积，*不同标准的要求；
l同时具备手动和自动两种控制方式；
l配备PC端控制软件，操作简单，可对测试结果进行数据分析并打印；
l气动夹具，夹持力牢固均匀，能适用于各种材料的夹持；
l测试结果表达丰富，可显示如胀破强度、胀破强力、膜片压力、胀破高度、胀破时间等结果，方便质量控制人员全面了解试样的胀破性能。
技术参数：
1）测量范围：（满量程1%～100%）量程zui高可达6.000Mpa，zui小分度值 0.002Mpa
2）弹性膜片尺寸：外径Φ80mm，厚度0.9±0.1mm
3）测试杯套件：Φ112.8mm±0.2mm（100cm?），Φ79.8±0.2mm（50cm?），Φ35.7±0.2mm（10cm?），Φ31.5±0.2mm（7.5cm?），Φ30.5±0.2mm（7.3cm?），Φ30±0.2mm
4）zui大胀破高度：70±0.02mm
5）zui大胀破时间：99.9±0.1S
6）加压速率：100-500ml/min ，速度手动可调，或选择智能自动调节
7）输出形式：打印输出、显示输出、实时图形显示，支持联机通迅
8）操作方式：手自一体
9）液压油：甘油85%，蒸馏水15%
10）电 源：AC220V 50Hz 2000W
11）外形尺寸：750×500×950mm
12）重 量：160kg

七、总结：
本文从织物的胀破原理出发，分析了影响织物胀破强力的自身因素和测试条件，介绍了织物撕破强力测试的国内外标准及方法，并对织物胀破强力测试仪的性能特点做出介绍。希望能给印染工作者及工检部门以参考。

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