本文论述了工作服面料耐磨性的几种常用测试方法及影响因素 关键词:耐磨性;测试方法;影响因素 耐磨性就是工作服面料具有的抵抗磨损的特性。工作服面料在使用过程中,会受到各种不同的外界因素 的作用,特别是经常与周围所接触的物体相互摩擦,造成工作服面料不同程度的磨损乃至损坏,影响 其服用性能,因此检测工作服面料的耐磨性是很重要的。 

1. 耐磨性的测试方法 工作服面料耐磨性的测试方法主要有两大类,即实际穿着试验与实验室仪器试验。实际穿着试验 比较符合实际穿着效果,但要花费大量人力与物力,而且试验所需时间很长,组织工作也很复 杂,在实际工作中比较难进行。为了克服这些不足之处,所以在一定条件下,对工作服面料进行实验室 的仪器试验。工作服面料在实际使用中,所受的磨损情况是多种多样的,如与操作机台、田间作物、 战士武器、桌椅等相摩擦。不同用途的工作服面料在使用过程中,磨损程度也有很大的差异。例如, 外衣、手套、袜类等所受的摩擦作用较为剧烈,内衣、汗衫等所受的摩擦作用较轻。所以要得 到正确的符合实际的耐磨试验结果,必须认真选择实验室试验条件,使与实际服用条件近似。 由于这种原因,耐磨仪的种类很多,测试方法也很多,在选用时须注意选择最适合的仪器与方 法。

 

 1.1 磨损的类型 在模拟实际使用的过程中,根据测试样在磨损时的状态特征可以分为平磨、曲磨、翻动磨 与摆动磨等。

 

 1.1.1 平磨 就是对测试样以一定的运动形式作平面摩擦,模拟的是工作服袖部、臀部、袜底等处的磨损 形态。工作服面料平磨仪的种类很多,目前测试行业用得最多的是马丁旦尔仪。常用的标准有 ASTM D4966、ISO 12947。试验时将一定尺寸的测试样在规定压力下与标准磨料互相接触,并使试样 以利萨如轨迹相对于磨料运动,使测试样受到多方向的均匀磨损。

 

判断其耐磨性指标有三种方 法,即终点法、质量损失法与外观变化法。终点法:当机工作服面料两根不同经纬的纱线断裂,针工作服面料 一根纱线断裂时,非织造布出现一个不小于 0.5mm 的洞,起绒工作服面料的绒全部被磨掉,记下摩擦 次数作为耐磨性指标。质量损失法:试样在测试前称得质量 A,经过一定的摩擦次数后称得的 质量 B,则质量损失 A-B,或者质量损失百分比(A-B)/A×100%作为耐磨性指标。外观变化法: 测试样经过一定的摩擦次数后,观察其外观变化,如颜色变化,有无起毛起球现象,磨损程度等, 外观变化的程度作为耐磨性指标。 

 

1.1.2 曲磨 是使工作服面料试样在弯曲状态下受到反复摩擦。常用的标准有 ASTM D3885 和 ASTM D3886。 ASTM D3885 模拟工作服的袖口和领子口;裤子的裤管口的磨损状态。测试样绕过一把作为磨料 的刀片,然后两端分别被夹持在上下平板的夹头内,刀片借重锤给予一定的张力。

 

随着下平板 的往复运动,试样受到反复磨损和弯曲作用,直到试样断裂为止,记录下摩擦次数作为耐磨性 指标。也可以把测试样摩擦一定次数后,在强力机上测试其拉伸强度下降率。ASTM D3886 模 拟衣裤的肘部与膝盖的磨损状态。测试样放置于一胀气膜上,胀气膜受到的压强为 4 psi,使 试样处于拱弧的状态,在1 lb 的压力下与0 号砂纸进行摩擦,直到有纱线断裂,记录下摩擦次 数作为耐磨性指标。 

 

1.1.3 翻动磨 试验前,先将工作服面料试样的四周用粘合剂粘合,防止边缘的纱线脱落,并称取试样质量。然后 将试样投入仪器的试验筒内,试验筒内壁衬有不同的磨料,如塑料层、橡胶层或金刚砂层等, 根据需要来选择,试验筒内安装有叶片。试验时,叶片进行高速回转,转速一般为2000 转每分 钟,试样在叶片的翻动下连续受到摩擦、撞击、弯曲、压缩与拉伸等作用。

 

经过规定的时间后, 一般为5 分钟,取出试样,再称其质量,计算其质量损失率,损失率越小,表示工作服面料越耐磨,反之 则耐磨性差。经翻动磨的工作服面料磨损情况和经实际使用、洗涤后纱线与工作服面料的结构变化特征较 为相似。常用的标准有AATCC 93。 

 

1.1.4 摆动磨 用10 号棉布或钢丝网作为磨料,磨料装在仪器的半圆柱上,试样受到一定的张力和压力, 与在做摆动运动的装在半圆柱上的磨料进行摩擦,直到纱线断裂为止,记录下摩擦次数作为耐 磨性指标。也可以把测试样摩擦一定次数后,在强力机上测试其拉伸强度下降率。摆动磨比较 适用于装饰面料,如窗帘布、沙发布等。常用的标准有ASTM D4157。

 

 2. 工作服面料的磨损过程 工作服面料的磨损,通常是从突出在其表面的纱线屈曲波峰或线圈凸起弧段的外层开始,逐渐向 内发展。当组成纱线的部分纤维受到磨损而断裂后,纤维端竖起,使工作服面料表面起毛。随着磨损 的继续进行,有些纤维的碎屑从工作服面料表面逐渐脱落,有些纤维从纱线内抽出而局部变细,因此 工作服面料变薄,质量减轻,组织破坏,出现破洞。

最后,工作服面料因剩余强度的下降,在受到某一突然的较 大外力作用时,发生严重破坏,以至丧失继续使用的价值。工作服面料在磨损过程中出现的各种破坏 形成,决定于组成工作服面料的纤维特性、纱线与工作服面料的结构、染整工艺以及使用条件等因素。工作服面料 是由纤维或长丝组成,所以工作服面料的磨损可以归结为主要是工作服面料中纤维或单丝受到机械损伤或 纤维间联系的破坏。 

 

3.影响工作服面料耐磨性的因素 影响工作服面料耐磨性的因素很多,下面就纤维的机械性能、纤维的形态尺寸、纱线和工作服面料的结 构与后整理方面进行讨论。 

 

3.1 纤维的机械性能与形态尺寸的影响 

 

3.1.1 纤维机械性能的影响 纤维的拉伸、弯曲与剪切性能对工作服面料耐磨性的相对重要性,根据组织结构与使用条件的差 异而不同。由于纤维的形态与柔软特性,在通常情况下,纤维主要承受拉伸应力,所以纤维的拉 伸性能在机械性能中显得特别重要,在磨损的过程中,纤维受到反复应力的作用,但这种应力 远比断裂应力小,所以纤维在反复拉伸中的变形能力大的,具有比较好的耐磨性。纤维在重复 拉伸中的变形能力决定于纤维的强度、伸长率与弹性能力。

 

强度大,伸长率大的纤维,拉伸曲 线下的面积大,因此能储存较多的拉伸能。 现在来分析一些主要纺织纤维的耐磨性。玻璃纤维的强度虽然很大,硬度也很高,但伸长 率极低,而且很脆,因此玻璃纤维的耐磨性差。粘胶纤维和醋酯纤维在一次拉伸时的断裂功还 是比较大的,但由于这两种纤维的弹性较差,结果使得它们在多次拉伸后的断裂功明显下降, 所以耐磨性是很差的。

 

羊毛纤维虽然强度不高,但其伸长率与弹性却十分大,多次拉伸后的断 裂功降低很少,因此在作用不是过分剧烈的某些条件下,羊毛纤维的耐磨性是相当好的。锦纶 和涤纶的断裂功大,弹性恢复能力高,所以它们的耐磨性非常好。由此可见,纤维的伸长率与弹 性对耐磨性的影响是很大的。 

 

3.1.2 纤维形态尺寸的影响 纤维的形态尺寸,如纤维长度、细度和横截面形态等,对工作服面料的耐磨性也是有影响的。因 为纤维的形态尺寸与纤维在纱线中的附着力强弱有关,也和磨损时纤维中所产生的应力大小 有关。纱线中只要有极少量的纤维分离,纱线结构就会变得松散,在外力的继续作用下,将很快 地解体,最终降低工作服面料的耐磨性。 在同样纺纱条件下,较长的纤维比较短的纤维在纱线内产生相对移动较为困难,因此就难 于从纱线中抽出。另外,由较长纤维纺成的纱线,其强度、伸长率和耐疲劳等机械性能好,这对 工作服面料的耐磨性是有利的。这也是中长纤维工作服面料有较好耐磨性能的原因之一。 

 

细度细的纤维纺成的纱线,其强度、伸长率与耐疲劳性好。但纤维细度过细,在磨损过程 中即使是较小的作用力,也会引起很大的内应力,使纤维容易损坏。如果纤维过粗,则纤维与纱 线的抗弯性能差,并且由于纱线中纤维根数过少而使纤维间的抱合力弱,这对工作服面料的耐磨性是 不利的。因此,关于纤维细度的选择,应该是在保持足够的单纤维拉伸强度与剪切强度条件下, 使纤维细度提高。有资料说明,以取2.2-3.3dtex 的纤维细度为宜。这又是中长纤维工作服面料耐磨 性好的另一原因。

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