项目三 测定织物的耐用性能

织物在加工及其使用过程中，要受到拉伸、撕裂、顶裂、磨损等破坏，这些都直接关系到织物的使用性能和使用寿命。其中，织物的耐磨性是影响耐用性能的主要指标，它是织物强力、延伸度和回弹性三种力学性能的综合表现。织物的强力包括拉伸强力、撕破强力、顶破强力等，考核织物的力学性能，有助于了解纤维制品的耐用性能（endurance），并且可以判断织物在染整加工过程中的损伤程度。

本项目的教学目标是使学生学会各种强力、耐磨性、起毛起球性等物理指标的测试方法，对常用的测试仪器与设备能正确使用并安全操作。

任务一 测定织物的拉伸强力

纺织品在加工、服用过程中经常承受各种方向的拉伸力，它是导致织物损坏的作用力的主要形式。织物拉伸断裂性能的基本指标包括：断裂强力、断裂伸长率、断裂长度、断裂功等。其中织物的断裂强力是用来评价染整产品内在质量的重要指标之一。如棉织物漂白方法选择不当、工艺条件控制不合理，可能导致强力下降。所以，了解织物强力的测定方法，有助于合理控制染整加工工艺条件，保证产品质量。

一、任务描述

在纯棉和涤/棉织物，或经染整加工前后的织物中任选一组试样进行拉伸强力（tensile strength）实验，分析比较两种织物的断裂强力及断裂伸长率。

二、实验准备

1.仪器设备 HD026N型多功能电子织物强力仪、剪刀、钢尺、镊子、笔、挑针、烘箱。

2.实验材料 同种组织规格的纯棉、涤/棉织物各一块，或经漂白前后的纯棉织物各一块。

三、方法原理

织物拉伸强力的测试是通过给规定尺寸的试样以恒定伸长速率，使其伸长，直至断脱，记录断裂时的最大拉力和伸长（分别称为断裂强力和断裂伸长）。

四、操作步骤

1.试样准备

（1）在距布边约150mm处剪取330mm×60mm的经、纬向试样各5条（另加预备试样1～2条），按平行法（图2-2）或梯形法（图2-3）裁样。

图2-2 平行法裁样示意图

图2-3 梯形法裁样示意图

（2）沿着条样长度方向，扯去边纱，使条样的有效宽度为（50±0.5）mm（不包括毛边）。

2.仪器调试

（1）接通电源，开启“电源”开关（图2-4），仪器自动进入自检状态，30s后如果自检不正常，屏幕会出现“警告”，按警告提示操作，直至自检正常。

（2）按“设置”键进入设置状态（图2-5），按屏幕提示进行各种参数设置。

图2-4 HD026N型多功能电子织物强力仪整机示意图

1—顶破夹持器 2—顶破头 3—传感器 4—上夹持器 5—下夹持器 6—水平泡 7—产品铭牌 8—启动按钮 9—控制箱 10—电源开关 11—打印机 12—传感器插座 13—控制电缆插座

图2-5 控制箱面板键功能示意图

1—拉伸/停止键 2—返回/停止键 3—删除键 4—打印键 5—复位键 6—键 7—设置键

（3）使用外置预加张力夹夹持时，设置参数项中预加张力必须设为“0”，使用内置预加张力时，在设置参数中设置好“预加张力”值。根据试样单位面积质量确定预加张力（表2-14）。

表2-14 预加张力的确定

（4）根据断裂伸长率选择拉伸速度。织物断裂伸长率与拉伸速度及隔距长度的关系（表2-15）。

表2-15 织物断裂伸长率与拉伸速度及隔距长度的关系

（5）设置完成后，按“”键二次返回设置主菜单，再按“”键一次，进入工作状态。定速拉伸试验操作工作状态屏幕显示：

3.测试

（1）将准备好的试样先夹在上夹持器上，再嵌入下夹持器，夹上规定的外置预加张力夹，将上夹持器略松后再旋紧，旋紧下夹持器，取下张力夹。

（2）按“启动”键，开始拉伸，此时下夹钳向下运动，直到夹入的布样发生断裂。记录断裂强力、断裂伸长或断裂伸长率。

（3）一次拉伸结束后，按“△”“▽”键，屏幕显示：

（4）如果试样在钳口处滑移不对称或滑移量大于2mm时，测试结果无效，应重新实验。如果试样在钳口5mm以内断裂，则作为钳口断裂。当五块试样测试完毕，若钳口断裂的值大于最小的“正常值”，可以保留；若小于最小的“正常值”，应重新实验以取得五个“正常值”。

4.结果计算

（1）快速试验是在一般温湿度条件下进行的，所以实测结果应根据实际回潮率和温度加以修正。

修正强力=织物强力修正系数×实测织物的平均强力

若强力计算结果＜100N，修约至1N；≥100N且＜1000N，修约至10N；≥1000N，修约至100N。

（2）平均断裂伸长率为经（纬）向断裂伸长率各以其算术平均值作为结果，当平均值在8%及以下时，修约至0.2%；大于8%且小于50%时，修约至0.5%；50%及以上时，修约至1%。

五、注意事项

（1）此法适用于机织物，也适用于其他技术生产的织物（如针织物、非织造布、涂层织物及其他类型的纺织织物），但不适用于弹性织物、纬平针织物、罗纹针织物、土工布、玻璃纤维织物等。

（2）试样必须夹持平整、垂直，必须无张力或者张力小于设定张力值。

（3）在完成一次拉伸后，如按打印键不起作用，请检查打印机电源是否开启，打印机是否缺纸。

（4）若测定漂白前后试样的强力变化，漂白后试样最好经碱煮后再测定。

（5）如果试样宽度不是（50±0.5）mm，则需另作说明。

六、实验报告（表2-16）

表2-16 实验报告

任务二 测定织物的撕破强力

一、任务描述

在纯棉和涤/棉织物，或经染整加工前后的织物中任选一组试样，采用冲击摆锤法或梯形法进行撕破强大（tearing stkenqth）实验，分析比较两种织物的撕破强力。

二、实验准备

1.仪器设备 YG033A织物撕裂仪、织物强力试验机、米尺、剪刀、笔、镊子、划样板。

2.实验材料 同种组织规格的纯棉、涤/棉织物各一块，或经染整加工前后织物各一块。

三、方法原理

冲击摆锤法撕破是将试样固定在铗钳上，将试样切开一个切口，释放处于最大势能位置的摆锤，可动铗钳离开固定铗钳时，试样沿切口方向被撕裂，把撕破织物一定长度所做的功换算成撕破力。

梯形法撕破是在试样上画一个梯形，用强力试验仪的铗钳夹住梯形上两条不平行的边，对试样施加连续增加的力，使撕破沿试样宽度方向传播，测定平均最大撕破力。

四、操作步骤

1.冲击摆锤法

（1）在距布边150mm左右处，按冲击摆锤法划样板划取经、纬试样各5块（图2-6），要求不含严重疵点，并且各试条长、短边线与布面的经、纬纱线相平行。

图2-6 冲击摆锤法划样板示意图（单位：mm）

（2）调整水平调节螺栓（图2-7），保持仪器水平状态。用座标纸或普通纸模拟织物装夹好后，拉动撕裂刀把，试样切口长度应调节为（20±0.2）mm。

图2-7 YG033A落锤式织物撕裂仪结构示意图

1—水平调节螺栓 2—力值标尺 3—小增重锤A 4—扇形锤 5—指针调节螺钉 6—动夹钳 7—固定夹钳 8—止脱执手 9—撕裂刀把 10—扇形锤挡板 11—水平泡 12—大增重锤B 13—指针挡板

（3）选择摆锤质量，使试样的测试结果落在相应标尺的15%～85%范围内。

（4）竖起扇形锤，使扇形锤定位，将指针靠紧指针挡板，按下止脱执手使扇形锤自由落下，在扇形锤回摆时用手抓住扇形锤，勿使指针受到干扰，指针应停在“0”位上。如有偏差应调整指针调节螺钉，然后再重复上述方法，使指针能正确对准“0”位为止。

（5）仪器校正零位后，将摆锤升到起始位置。装夹试样，使试样长边与铗钳的顶边平行，且位于中心位置，缺口朝上。

（6）拧紧两夹钳螺母，试样的上部保持自由，并朝向扇形锤，拉动撕裂刀把，剪开20mm长度切口。

（7）拉动止脱执手，使扇形锤自由落下，试样全部撕裂，并在回摆时用手抓住扇形锤，目测指针读数，记录撕破强力（单位：N）。并检查结果是否落在所用标尺的15%～85%范围内。

（8）重复以上操作，经、纬向各五次，计算平均值。

2.梯形法

（1）在距布边150mm处，按梯形法划样板剪取经、纬向试样各5块（图2-8），条样尺寸为75mm×150mm。用样板在每个试样上画等腰梯形，并在梯形短边的正中处，开剪一条15mm长的剪缝。

图2-8 梯形试样划样板示意图（单位：mm）

（2）开启织物强力试验仪，设定两铗钳间距离为（25±1）mm，拉伸速度为100mm/min，选择适宜的负荷范围，使断裂强力落在满刻度的10%～90%范围内。

（3）沿梯形不平行两边夹住试样，使切口位于两铗钳中间，梯形短边保持拉紧，长边处于折皱状态。

（4）启动仪器，下布钳下降，直至条样全部撕裂，读取最高撕破强力值，并记录。

（5）重复以上操作，经、纬向各5次，计算5块试样的撕破强力平均值。

五、注意事项

（1）试样必须夹牢，否则两面受力不匀将影响测试结果。

（2）观察撕裂是否沿力的方向进行，纱线是否从织物上滑移而不是被撕裂。如果织物未从铗钳口滑移，撕破一直在15mm宽的凹槽区内，说明实验是正常的，否则结果需剔除。如果5块试样中有3块或3块以上被剔除，说明此方法不适用。

（3）织物的撕破强力试验与织物拉伸试验一样，要求在标准大气条件下进行，否则要按织物的实际回潮率进行修正，修正公式和修正系数按GB/T 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》。

（4）冲击摆锤法不适用于机织弹性织物与稀疏织物，梯形试样撕破强力的测定适用于各种机织物。

六、实验报告（表2-17）

表2-17 实验报告

任务三 测定织物的顶破强力

一、任务描述

在纯棉和涤/棉针织物，或经染整加工前后的纯棉针织物中任选一组试样进行顶破强力（bursting strength）实验，分析比较两种织物的顶破强力。

二、实验准备

1.仪器设备 HD026N型多功能电子织物强力仪或YG031型织物顶破强力机（顶破钢球直径为20mm，下降速度为100～110mm/min，圆环铗钳内径为25mm）、剪刀、圆形划样板。

2.实验材料 纯棉、涤/棉针织布各一块，或经染整加工前后的针织物各一块。

三、方法原理

顶破强力纺织品在使用过程中受到垂直于织物平面的集中负荷作用（如膝、肘等部位）而鼓起扩张直至破损。顶破强力测试是用一个球面体，对试样的一面施以垂直的压力，直至试样破裂。

四、操作步骤

（1）在距布边150mm处，剪取直径为50mm圆形试样5块（图2-9）。

图2-9 顶破强力取样示意图

（2）参照本项目任务一的仪器操作方法，开启“电源”开关（图2-6），仪器自检结束自动进入工作状态，选择顶破强力测试功能，设定试验参数。设定完毕，按“”键回到工作界面。

（3）将试样装入圆形顶破夹样器夹紧，然后把夹样器放到支座上定位（图2-6）。按启动按钮，顶破头向上移动（单一功能的顶破强力仪是向下运动），跟踪力值显示实时的力值。

（4）当试样被顶破后，顶破头稍作停顿便自动回到起始位置，“破裂强力”显示一栏中显示最大的破裂强力，“顶破伸长”显示一栏中显示顶破伸长值。

（5）重复以上操作5次，计算5块试样的顶破强力平均值。

（6）若试验是在非标准实验条件下进行，则所测得的实际顶破强力，应根据试样的实际回潮率修正。顶破实验完毕后，将全部试样烘干测算出其回潮率后，按下式计算修正强力：

修正强力=实测顶破强力平均值×换算系数

五、注意事项

棉、毛针织物顶破强力换算系数见表2-18，换算系数因针织物的品种而异。

表2-18 顶破强力换算系数

六、实验报告（表2-19）

表2-19 实验报告

任务四 测定织物的耐磨性

一、任务描述

在纯毛和毛/涤织物或纯棉和涤/棉织物中任选一组试样进行平行实验，比较两种织物的耐磨性（wear resistance）。

二、实验准备

1.仪器设备 YG522N型织物耐磨试验仪、米尺、划样板、剪刀、天平。

2.实验材料 纯毛、毛/涤织物各一块，或纯棉、涤/棉织物各一块。

三、方法原理

织物的耐磨性是指织物抵抗各种磨损的特性。实验时，将圆形织物试样固定在工作圆盘上，工作圆盘匀速回转，利用砂轮对试样产生的摩擦作用而使试样形成环状磨损，通过称量磨前和磨后织物的质量，可计算出织物质量减少率，以表征织物的耐磨性能。

四、操作步骤

（1）距布边约150mm处取样，将织物剪成直径为125mm的圆形试样5～10块，在试样中央剪一个小孔，用天平称其重量（精确至0.01g）。

（2）抬起加压臂（即左右方砂轮磨盘），将准备好的试样装在工作盘上（图2-10），用内六角扳手旋紧圆箍上的螺丝，然后将垫片压在试样上面的中心，并将螺帽旋紧。

图2-10 YG522N型织物耐磨试验仪示意图

1—试样 2—工作圆盘 3—左方支架 4—右方支架 5—左方砂轮磨盘 6—右方砂轮磨盘 7—计数器 8—开关

（3）选用合适类型的砂轮，将压力调节至适当范围（表2-20）。砂轮磨盘对试样的加压重量为：支架重量（250g）+砂轮重量+加压重锤重量-平衡重锤或平衡砂轮重量。

（4）在计数器上设置好需要实验的转数，将计数器转至零位，并将吸尘器的吸尘软管插在耐磨机上。

表2-20 不同类型织物适用砂轮类型及加压重量

（5）分别插上耐磨机、吸尘器的电源插头，开启电源开关，使耐磨仪和吸尘器同时工作。

（6）一组实验结束后关闭电源开关，停车后将加压臂、吸尘管抬起，取下试样换上新的试样，清理砂轮后，可继续进行实验。

（7）重复上述操作，每种试样平行做5～10次，然后将试样合并称重。

（8）计算试样磨损程度。若试样重量减少率越大，织物耐磨性能越差。

式中：G为磨损前试样的重量；G₁为磨损后试样的重量。

五、注意事项

（1）测试温度对测试结果有一定的影响，所以应在一定的环境温度下测试。

（2）也可记录当试样上出现两根以上的纱线磨断或出现一定面积的破洞时的摩擦次数作为耐磨性评价指标。

六、实验报告（表2-21）

表2-21 实验报告

任务五 测定织物的起毛起球性

一、任务描述

在纯毛、毛/涤、涤纶仿毛织物三种试样中任选两种试样进行平行实验，比较它们的起毛起球性能（pilling tendency）。

二、实验准备

1.仪器设备 YG502N型织物起毛起球仪、机织毛毡（重578～678g/m²、厚度约1.8mm）、试样垫片（聚氨酯泡沫塑料，相对密度为0.04g/cm³，厚度为3mm）、圆形冲样器或模板、笔、剪刀、标准样照、评级箱。

2.实验材料 纯毛织物、毛/涤织物、涤纶仿毛织物各一块。

三、方法原理

织物起毛起球性测试时，装在磨头上的试样在规定压力下与磨台上的自身织物磨料相互摩擦一定次数，使织物表面起球。试样与磨料相对运动轨迹为李莎茹（Lissa-jous）图形。然后在规定光照条件下，将磨过的试样对比标准样照，评定起球等级。

四、操作步骤

（1）在距布边约100mm处，随机切取两组试样，一组为4块40mm直径的试样，另一组为4块140mm直径的磨料。

（2）将试样牢固地装夹在试样夹头上（图2-11），保持试样的测试面朝外。若测试织物小于500g/m²时，可在试样和试样夹金属塞块之间垫一块聚氨酯泡沫塑料。

图2-11 YG502N型织物起毛起球仪

1—机体 2—磨台旋转活动架 3—尼龙刷高度调节螺母 4—尼龙刷 5—磨料夹 6—试样夹头 7—重锤 8—磨料 9—启动键

（3）按标准规定，调整试样夹头，加压重锤，并设置摩擦次数（表2-22）。

表2-22 摩擦参数类别的设定

（4）放下试样夹头，使试样与毛刷平面接触。按下“启动键”，仪器开始运转，当到达预置次数时，仪器停止工作，一次起毛实验完成。

（5）将磨台旋转活动架提起，转动180°后放下，使磨料处在工作位置。

（6）放下试样夹头，使试样与磨料平面接触。按下“启动键”，仪器开始运转，当到达预置次数时，仪器停止工作，一次起球试验完成。

（7）取下试样，在评级箱内对比评级样照给每块试样评级，如果介于两级之间，记为半级，如3.5级。

5级：无变化；

4级：表面轻微起毛和（或）轻微起球；

3级：表面中度起毛和（或）中度起球，不同大小和密度的球覆盖试样的部分表面；

2级：表面明显起毛和（或）起球，不同大小和密度的球覆盖试样的大部分表面；

1级：表面严重起毛和（或）起球，不同大小和密度的球覆盖试样的整个表面。

（8）以4块试样的平均值（级）表示试样的起球等级。计算平均值，修约到小数点后两位。如小数部分小于或等于0.25，则向下一级靠；如大于或等于0.75，则向上一级靠；如大于0.25且小于0.75，则取0.5。

五、注意事项

由于目测评定的主观性，建议至少两人参与对试样的评级。

六、实验报告（表2-23）

表2-23 实验报告