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马丁代尔织物耐磨性测试:ISO 12947最详细指导

日期:2023-02-27  363人浏览
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 马丁代尔织物耐磨性测试,ISO 12947标准共分为4个部分,第1部分为马丁代尔耐磨测试仪的要求,第2部分为试样破损的测定,第3部分为质量损失的测定,第4部分为外观变化的评定,本文是测试的最详细指导。

马丁代尔耐磨测试仪的工作原理是使圆形试样在规定负荷下,以形成李莎茹( Lissajous)图形轨迹的平面运动与磨料(标准织物)进行摩擦。装有试样或磨料的试样夹具绕其与水平面垂直的轴自由转动。

马丁代尔耐磨测试仪由装有磨台和传动装置的基座构成。传动装置包括2个外轮和1个内轮,该装置使试样夹具导板轨迹形成李莎茹图形。试样夹具导板在传动装置的驱动下做平面运动,导板的每一点描绘相同的李莎茹图形。试样夹具导板装配有轴承座和低摩擦轴承,带动试样夹具销轴运动。每个试种夹具销轴的最下端插入其对应的试样夹具接套,且在销轴的最顶端可放置加载重块。

 

1 织物破损的测定

 

1.1 适用范围

此标准规定了以固定间隔检查试样破损即试验终点的耐磨性能测试方法,适用于所有织物,包括非织造布,但不适用于特别说明的磨损寿命较短的织物,同时也不适用于涂层织物和复合织物,如果需测试涂层织物的耐磨性能可采用ISO 5470的规定。

 

1.2 测试原理

安装在马丁代尔耐磨试验仪试样夹具内的圆形试样,在规定的负荷下,以李莎茹图形轨迹的平面运动与磨料(即标准织物)进行摩擦,试样夹具可绕与水平面垂直的轴自由转动。用试样破损累计的检查间隔次数来评估织物的耐磨性能。

试样安装在垫有泡沫海绵衬的试样夹具内。当试样的单位面积质量大于500g/m2时,则不需泡沫海绵衬垫。对于不需泡沫海绵衬垫的起绒织物,应按规定的方法进行预处理。

测试规定有两种摩擦负荷参数。摩擦负荷总有效质量(即试样夹具组件的质量和加载块质量的和)为(795±7)g,(名义压力为12kPa)时,适用于工作服、家具装饰布、床上用品和产业用织物;摩擦负荷总有效质量为(595±7)g,(名义压力为9kPa)时,适用于普通服用和家用纺织品(不包括家具装饰布和床上用品)。

继续摩擦试样直到试样破损为止。检查间隔决定于试样破损,记录试样还没有破损时的摩擦次数(这个摩擦次数是指织物破损前所积累的检查间隔)。

 

1.3 测试仪器和材料

马丁代尔耐磨测试仪和辅助材料应符合ISO 12947-1的要求

放大镜(放大倍数8倍或10倍比较合适),用来辨别纱线是否完全断裂

弹性织物装样装置,为了防止样品准备的时候圆圈黏结区域散开。试样在摩擦时,可能因为弹性导致变形。方形试样安装台的尺寸为(45.0±0.1)mm。

 

1.4 调湿和试验用大气要求

试样需在ISO 139规定的大气条件下进行平衡调湿和测试。

 

1.5 试样准备

从批量样品中选取有代表性的样品

如果可能,取织物的全幅宽作为实验室样品,至少包含两个花型循环。整个样品准备过程中的拉伸应力尽可能小,以防止织物发生不适当拉伸。取样前实验室样品在松弛状态下调湿平衡至少18h。距布边至少100mm(如果是整幅实验室样品,距布边至少150mm),取至少三块试样。对于提花织物或花式织物,每个不同的花型或结构至少取两个试样。所取的每块试样应包含不同的经纱或纬纱。对提花织物或花式织物,试样应包含图案各部分的所有特征,保证试样中包括有可能对磨损敏感的花型部位,如浮线。每个部位需分别取样。

试样和辅助材料尺寸

试样的直径至少为38mm,但不宜过大,可以使试样平整地放入试样压紧螺母内。

磨料的直径或边长应至少为140mm,确保可以覆盖摩擦台并可以被夹持环固定。

机织羊毛毡底衬的直径应至少为140mm,确保可以覆盖摩擦台并可以被夹持环固定。

试样夹具泡沫海绵衬垫的尺寸至少为38mm,与试样尺寸相同。

特殊织物的试样准备

含有弹性纤维的织物按以下步骤准备试样。剪切或模切尺寸为60mx60mm的正方形试样,试样边平行于针迹或纱线;调湿试样并将摩擦面朝下放在装样台上,试样的四边突出于装样台,每边夹一个夹口长度为30mm的夹子,每个夹子挂一个配重块,悬挂时避免试样伸长;将四个配重块放在可降低的托架上,每个配重块与夹子的总质量应为(100±2.5)g,总配重为(400±10)g;连续快速地降低和升起托架(当然配重块也随之升降)三次,试样在四个配重块负荷的作用下伸长三次,然后释放负荷;再次降低托架,给试样重新施加负荷使其伸长,在这种状态下,在拉伸试样上压一个尺寸为50mx50mm、粘有双面胶带、其中心有一直径为30mm孔的方形薄片,并用胶条将其固定;再次升起托架,取下试样上的配重块和夹子,从装样台上取下试样,模切用于测试直径为38mm的试样。应当注意的是,要准确地对准薄片上直径为30mm孔的中心,使模切试样在稍拉伸的状态下,被一个4m宽的环形薄片固定。为了防止圆圈黏结区域散开,切下试样后立即将其安装在试样夹具内。采用0.2mm厚的聚氯乙烯透明薄片效果良好。在模切尺寸为50mm*50mm的正方形前,将双面胶带粘到薄片的一面上,在方形薄片上切一个直径为30mm的中心孔。试样上粘有环形薄片的一面朝上安装在试样夹具内。

对于单位面积质量大于500g/m2,不需要海绵衬垫进行测试的起绒织物,按以下方法预处理试样,以判断绒毛从织物反面脱离的情况。

将一块或更多直径或边长为140mm的实验室样品反面朝上安装在摩擦台的羊毛毡衬上,将一块尺寸为38mm的新磨料连同泡沫海绵平整地安装在试样夹具内。对服用织物,在595g的摩擦负荷下,摩擦织物反面1000次;对于其他织物,在795g的摩擦负荷下,摩擦织物反面4000次。完成规定的摩擦次数并检查试样。如果没有绒毛脱离,按上述方法在经预处理的试样上裁取测试样并进行耐磨测试;如果有绒毛脱离,需经相关各方商定是否需要继续进行耐磨测试,若进行正常耐磨测试,则需在报告中记录预处理后的任何变化,若不再进行正常耐磨测试,则需报告试样不适合采用此方法进行测试。

试样与辅助材料的安装

试样和辅助材料切割时,应注意切边整齐。将试样夹具压紧螺母放在马丁代尔耐磨测试仪的安装装置上,试样摩擦面朝下,居中放在压紧螺母内,当试样的单位面积质量小于500g/m2时,将泡沫海绵衬垫放在试样上,将试样夹具嵌块放在压紧螺母内,再将试样夹具接套放上并拧紧。检查试样都居于夹具的中间,试样切割边缘没有暴露出来,否则需要重新安装。试样安装时,需避免织物歪斜变形。

移开试样夹具导板,将羊毛毡居中放在磨台上,再把羊毛磨料正面朝上覆盖在毛毡上。将质量为(2.5±0.5)kg,直径为(120±10)mm的重锤居中压在磨台上的毛毡和磨料上面,拧紧夹持环。固定好毛毡和磨料,取下重锤。检查毛毡和磨料都居于夹持环的中间,试样切割边缘没有暴露出来,否则需要重新安装。

辅料的有效寿命

每次测试都需更换羊毛磨料,如果一次耐磨测试摩擦超过50000次,需50000次更换一次磨料。

每次磨损测试后,需检查毛毡上的沾污和磨损情况,如果沾污小于3级(ISO105-A03沾色灰卡),则需更换毛毡;如果毛毡磨损后,其厚度和重量不再符合ISO 12947-1的要求,则需更换。

毛毡的两面均可使用。测试前,每批次新毛毡需按实验室内部核查程序进行检查。毛毡每面摩擦500000次需更换,即使是沾污和磨损情况在允许的范围内。

对于使用泡沫海绵的耐磨测试,每次测试都需使用新的泡沫海绵。

马丁代尔耐磨测试仪的准备

安装试样和辅助材料后,将试样夹具导板放在适当的位置,准确地将试样夹具及销轴放在相应的工作台上,将耐磨试验规定的加载重块放在每个试样夹具的销轴上。

 

1.6 测试步骤

织物需按下表中的测试间隔进行摩擦和评估。选择第1个测试间隔的摩擦次数,启动仪器,对试样进行连续摩擦直至达到预先设定的摩擦次数。

摩擦间隔数 检查间隔(摩擦次数)
6000次之前,每1000次 1000,2000,3000,4000,5000,6000
6001次~20000次,每2000次 8000,10000,12000,14000,16000,18000,20000
20001次~50000次,每5000次 25000,30000,35000,40000,45000,50000
≥50001次,每10000次 60000,……(以+10000递增)

注:相关各方可以约定摩擦间隔数,并报告。此表中的间隔随着耐磨性的增加而增大。也可以根据各方约定,接近终点时减少间隔数直到终点,但不能低于1000次。

如果需要,6000次摩擦后,根据ISO 105-A02评定试样的颜色变化,也可以按其它约定的摩擦次数进行。

在每个测试间隔后,小心地从马丁代尔耐磨测试仪上取下带有试样的样品架,轻轻地从测试样品表面和磨料上除去松散的纤维或碎屑(如用鬃毛梳轻刷),不要损伤或弄歪纱线,根据下表检查整个试样摩擦面内的破损迹象。如果还未出现破损,试样夹具重新放在马丁代尔耐磨测试仪上,开始进行下一个检查间隔的试验和评定,继续此测试和评定次序,不要有过度的中间延迟,直至观察到破损,可以使用放大镜查看试样。

织物类型 断裂点(破损终点)
纱线断裂规则 磨损区域规则
机织物(非起绒) 两根纱线完全断裂 不适用
针织物(非起绒) 一根纱线完全断裂 不适用
起绒织物(割绒机织物、割绒针织物、雪尼尔纱织物、非割绒织物) 两根纱线完全断裂(机织物)

一根纱线完全断裂(针织物)

完全露底
起毛织物 两根纱线完全断裂(机织物)

一根纱线完全断裂(针织物)

不适用
植绒织物 不适用 完全露底
非织造布 孔洞

注:相关方可以约定破损终点,因摩擦造成的孔洞,其直径至少为205mm。

 

如果需要,小心地使用检查针检查纱线或线圈是否完全断裂。不能拔出或损坏纱线和线圈。不得移除试样表面的毛球或其他纤维缠结。日测检查外观是否变化,比如表面绒毛磨损、露底、绒簇脱落、纱线部分断裂、线圈断裂、明显的颜色变化。观察到这些外观变化时,记录变化特征及其发生的间隔,并报告。

如果测试样品安装在夹具上难以检查摩擦表面,则应小心地从夹具上取下测试样品,注意避免散边。然后将测试样品放置在背光表面(如灯台)上来检查测试样品,使用该方法可以辨别纱线的断裂或织物的变薄。从夹具上取下的试样可以放回夹具中继续摩擦,此过程中需避免试样的退化影响。

如果摩擦次数超过50000次,则每隔50000次中断试验以更换新磨料。在这种情况下需非常小心地从马丁代尔耐磨测试仪上取下带有试样的夹具,以避免损坏。然后继续摩擦,直到所有试样达到规定的摩擦终点或破损。如果没有达到摩擦终点(最大摩擦次数也可以由相关各方约定,需报告),则可以在预先约定的最大摩擦次数或10万摩擦次数时停止测试,然后测试结果应报告为“耐磨≥XXX000次摩擦,未达到摩擦终点”。

当试样破损出现,记录当时检查间隔下限为试样的测试结果。如试样在25000次摩擦后观察到破损,记录20000次摩擦作为试样破损前的最后一次检查间隔。

 

1.7 结果计算和表示

单个测试结果用每个试样终点前的检查间隔摩擦次数来表示,所有试样中最低单个测试结果为样品的测试结果。当比较ISO 12947-2:2016与ISO 12947-2:1998的测试结果时,需关注摩擦终点定义、检査和评定间隔、结果表示的改变。

 

2 质量损失的测定

 

此部分规定了以试样的质量损失来测定织物耐磨性的测试方法,以试样摩擦前后的质量差异来表征织物的耐磨性。适用范围同ISO 12947-2。此方法中设备要求、试样的准备(包括弹性织物和起绒织物)和调湿平衡、辅助材料等均相同,但测试步骤略有不同。

 

2.1 试样准备完成后,需分别称重每个试样,精确到1mg。然后安装在试样夹具中。安装磨料时,羊毛磨料的经纬纱线需与马丁代尔耐磨测试仪的框架边缘平行。安装要求同ISO 12947-2.

 

2.2 根据试样预计破损的摩擦次数,按下表中列出的相关试验系列,预先选择摩擦次数。启动耐磨实验仪,摩擦已知质量的试样直到达到所选择的测试系列中规定的摩擦次数。例如,测试系列a,试样的摩擦次数分别为100、250、500等。

序列 预计试样出现破损时的摩擦次数 称重间隔数(摩擦次数)
a ≤1000 100,250,500,750,1000,(1250)
b >1000且≤5000 500,750,1000,2500,5000,(7500)
c >5000且≤10000 1000,2500,5000,7500,10000,(15000)
d >10000且≤25000 5000,7500,10000,15000,25000,(40000)
e >25000且≤50000 10000,15000,25000,40000,50000,(75000)
f >50000且≤100000 10000,25000,50000,75000,100000,(125000)
g >100000 25000,50000,75000,100000,(125000)

注:括号里的摩擦次数需经相关各方同意。

 

从试样上取下加载重块,然后小心地从马丁代尔耐磨测试仪上取下试样夹具,检查试样表面的异常变化(如起毛、起球、起皱、起绒织物绒簇脱落)。出现这样的异常现象,将舍弃该试样。果所有试样均出现这种变化,则停止测试;如果仅有个别试样有异常,重新取样试验,直至达到要求的试样数量。观察到的异常现象及异常试样的数量,均需在测试报告中报告。

小心地用镊子从试样夹具中取下试样,用软刷除去两面的织物碎屑,不要用手触摸试样。在标准大气条件下调湿平衡后,分别测量每个试样的质量,并精确到1mg。

 

2.3 测试结果

根据每个试样摩擦前后的质量差异,求出其质量损失。计算相同摩擦数下试样质量损失的平均值、平均值的置信区间和标准偏差,修约至1mg。如果需要,计变异系数,修约到0.1%。如果需要,按ISO 105-A02评定试样摩擦区域的颜色变化

 

3 外观变化的评定

 

此部分规定了以试样的外观变化来测定织物耐磨性的测试方法。将摩擦后的试样与未摩擦的织物原样进行外观比较,以此来表征织物的耐磨性。通常有两种方法,试样摩擦协议的摩擦次数后进行外观的评定或摩擦试样到协议的表面变化所需的总摩擦次数。适用范围同ISO 12947-2。设备的要求、试样的准备(包括弹性织物和起绒织物)和调湿平衡、辅助材等均相同,但试样尺寸、试样安装和测试步骤等略有不同。

 

3.1 试样和磨料尺寸

试样和毛毡的直径或边长至少为140mm,羊毛磨料和泡沫海绵的直径为38.0mm。

 

3.2 试样安装

将试样测试面朝上放置在摩擦台的羊毛毡衬上,居中压上质量为(2.5±0.5)kg,直径为(120±10)mm的重锤,拧紧夹持环,固定好毛毡和试样,取下重锤。将一块尺寸为38mm的新磨料正面朝下连同泡沫海绵平整地安装在试样夹具内。安装要求同ISO 12947-2。

 

3.3 摩擦负荷为(198±2)g,即试样夹具和销轴的质量之和。

 

3.4 测试步骤。根据下表中列出的相关测试序列,预先选择摩擦次数。启动耐磨试验仪,连续进行摩擦,直至达到预先设定的摩擦次数。根据达到规定的试样外观变化所期望的摩擦次数,选用下表中所列的检查间隔。在每个检查间隔评定试样的外观变化。

测试序列 达到规定外观表面的摩擦次数 检查间隔数(摩擦次数)
a ≤48 16以后,每8次
b >48且≤200 48以后,每16次
c >200 100以后,每50次

 

为了评定试样的外观,小心地取下装有磨料的夹具。从马丁代尔耐磨测试仪的摩擦台上取下试样,评定表面变化。如果还未达到规定的表面外观,重新安装试样和试样夹具,继续摩擦直到下个检査间隔。重新安装时保证试样和试样夹具放在取下前的原位置。继续摩擦和评定,直至试样达到规定的表面状况。

分别记录每个试样的结果,以还未达到规定的表面变化时的总摩擦次数作为试验结果,即耐磨次数。

如果试样没有同时达到规定的表面外观,继续摩擦剩余的试样,直到最后一个试样达到规定的表面外观。

由于不同织物的表面状况可能不同,应在试验前就观察条件和表面外观达成协议,并记录在测试报告中。

 

3.5 测试结果

确定每个试样达到规定的表面变化时的摩擦次数。根据单个试样结果计算平均值。如果需要,计算平均值置信区间。如果需要,按ISO 105-A02评定颜色变化。

 
 
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