織物漲破測(cè)試儀測(cè)試原理分析

頂破強(qiáng)力或脹破強(qiáng)力的測(cè)試方法主要有三種：脹破法、彈子頂破法和鋼球法。

國(guó)外如美國(guó)、日本、韓國(guó)、加拿大、澳大利亞等采用脹破法測(cè)試。

我國(guó)的GB/T 7742.1-2005《紡織品織物脹破性能 第1部分：脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測(cè)定液壓法》標(biāo)準(zhǔn)引用了標(biāo)準(zhǔn)ISO 13938-1:1999中的脹破測(cè)試法。

測(cè)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(cè)得脹破強(qiáng)力, 這個(gè)方法同時(shí)還能測(cè)試出樣品的脹破擴(kuò)張度。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《棉針織內(nèi)衣》在修訂前，頂破強(qiáng)力采用彈子頂破法測(cè)試，即利用一個(gè)25 mm的圓形彈子頂壓針織物來(lái)測(cè)試。

而2005年制定的GB/T 19976-2005《紡織品 頂破強(qiáng)力的測(cè)定 鋼球法》標(biāo)準(zhǔn)所列出的測(cè)試方法與之前相比有兩點(diǎn)差異：一是頂破的彈子(鋼球)直徑改為38 mm，二是規(guī)定強(qiáng)力測(cè)試儀器為通用的CRE(等速伸長(zhǎng)型)強(qiáng)力儀。

【脹破機(jī)理】

平紋組織會(huì)形成平行于織物縱向的裂口，而且沿著織物的橫向有較多的線圈脫散;

而珠地組織的破壞裂口為破洞形狀，破壞主要表現(xiàn)為紗線的斷裂，幾乎不會(huì)形成線圈脫散。

三種方法具有相似的破壞機(jī)理：弱環(huán)理論

由弱環(huán)理論可知：針織物在受到頂破或脹破作用時(shí)，會(huì)在某一強(qiáng)力弱處首先產(chǎn)生破壞，進(jìn)而在此破壞處產(chǎn)生應(yīng)力集，隨著試驗(yàn)地進(jìn)行，平紋織物在破壞的周?chē)鷷?huì)有大量的線圈沿橫向脫散，裂口沿縱向不斷擴(kuò)展;珠地織物則會(huì)有更多的紗線發(fā)生斷裂，其裂口會(huì)沿四周擴(kuò)展。

【測(cè)試結(jié)果】

不同的測(cè)試方法對(duì)結(jié)果的比較如下：

1)鋼球的直徑比彈子大，鋼球法獲得的頂破強(qiáng)力也較彈子頂破法大

2)三種測(cè)試方法具有相似的破壞機(jī)理，織物破壞后的裂口形狀也基本相同。

3)三種測(cè)試方法的結(jié)果相互之間具有良好的線性關(guān)系，三者之間具有很好的相關(guān)性。

織物脹破及其機(jī)理

定義：

織物在一垂直織物平面的負(fù)荷作用下鼓起、擴(kuò)張破裂的現(xiàn)象稱為脹破。

織物的脹破強(qiáng)力是織物的一個(gè)重要力學(xué)指標(biāo)。

測(cè)試意義

拉伸強(qiáng)度對(duì)某些織物(如針織物和花邊)不太適宜，但可用脹破強(qiáng)度來(lái)代替?？椢锲茡p時(shí)往往同時(shí)受到經(jīng)向、緯向、斜向等方面的壓力，特別是某些針織品(如緯編織物)具有直向延伸、橫向收縮的特征，直向和橫向相互影響較大，如采用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，必須對(duì)經(jīng)向、緯向和斜向分別測(cè)試，而破裂強(qiáng)度則可以對(duì)織物強(qiáng)度作一次性評(píng)價(jià)。

脹破機(jī)理

機(jī)織物：在非經(jīng)緯紗方向的織物變形，是由經(jīng)緯兩組紗線相互剪切產(chǎn)生，其伸長(zhǎng)變形較經(jīng)緯方向要大，在頂力作用下，首先在變形能力較小的方向和強(qiáng)度弱處的紗線斷裂，接著沿著經(jīng)向或緯向相對(duì)撕裂，因而裂口一般成直線形。如果織物的經(jīng)緯向變形能力相近，頂破時(shí)經(jīng)緯紗接近同時(shí)斷裂，裂口常為L(zhǎng)或者T 字形，說(shuō)明經(jīng)緯紗同時(shí)發(fā)揮大作用，頂破強(qiáng)力較直線形的裂口情況要高。針織物：各線圈勾結(jié)連成一片，共同承受伸長(zhǎng)變形，直至織物撕裂。

非織造布：主要是纖維的斷裂和纖維網(wǎng)的松散化，頂破口是一個(gè)隆起的松散纖維包，脹破是纖維網(wǎng)扯松開(kāi)裂狀。

HT-229脹破強(qiáng)度儀

一，適用范圍：

HT-229脹破強(qiáng)度儀用于測(cè)定針織物、機(jī)織物、無(wú)紡及其它工藝織成的織物的脹破強(qiáng)度和脹破擴(kuò)張度。

二，適用標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T7742.1-2005《紡織品 織物脹破性能 第1部分：脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測(cè)定液壓法》

三，技術(shù)參數(shù)：

1、測(cè)量范圍：0-6.000 Mpa

2、小分度值：0.002Mpa

3、測(cè)試面積： 7.3cm2（Φ30.5mm）

4、彈性膜片厚度：≤2mm

5、下 夾 環(huán)：Φ30.5±0.05mm

6、大擴(kuò)張度：35 ±0.02mm

7、大脹破時(shí)間：99.9±0.1S

8、加壓速率：10 -150ml/min

9、電 源：AC220V 50Hz 200W

10、外形尺寸：600×400×530mm

11、重 量：200kg

四，脹破機(jī)理

平紋組織會(huì)形成平行于織物縱向的裂口，而且沿著織物的橫向有較多的線圈脫散;

而珠地組織的破壞裂口為破洞形狀，破壞主要表現(xiàn)為紗線的斷裂，幾乎不會(huì)形成線圈脫散。

五，三種方法具有相似的破壞機(jī)理：弱環(huán)理論

由弱環(huán)理論可知：針織物在受到頂破或脹破作用時(shí)，會(huì)在某一強(qiáng)力弱處首先產(chǎn)生破壞，進(jìn)而在此破壞處產(chǎn)生應(yīng)力集，隨著試驗(yàn)地進(jìn)行，平紋織物在破壞的周?chē)鷷?huì)有大量的線圈沿橫向脫散，裂口沿縱向不斷擴(kuò)展;珠地織物則會(huì)有更多的紗線發(fā)生斷裂，其裂口會(huì)沿四周擴(kuò)展。

六，測(cè)試意義

拉伸強(qiáng)度對(duì)某些織物(如針織物和花邊)不太適宜，但可用脹破強(qiáng)度來(lái)代替?？椢锲茡p時(shí)往往同時(shí)受到經(jīng)向、緯向、斜向等方面的壓力，特別是某些針織品(如緯編織物)具有直向延伸、橫向收縮的特征，直向和橫向相互影響較大，如采用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，必須對(duì)經(jīng)向、緯向和斜向分別測(cè)試，而破裂強(qiáng)度則可以對(duì)織物強(qiáng)度作一次性評(píng)價(jià)。

一、范圍
　　1、本方法用液壓脹破強(qiáng)度測(cè)試儀來(lái)測(cè)試織物的耐脹破性能。此方法被廣泛用于各種紡織品的生產(chǎn)測(cè)試中。
　　2、此方法也可用于彈性機(jī)織物和工業(yè)用布。
　　3、數(shù)值使用S.L單位作為標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　二、原理
　　1、把試樣夾固定在可變形的薄膜上﹐然后通過(guò)液壓擠壓薄膜直至織物被脹破。脹破樣品所需的總壓力和擠壓薄膜所需壓力的差就是織物脹破強(qiáng)度。
　　
　　三、意義和用途
　 　1、按照測(cè)試方法D3786得到的測(cè)試結(jié)果和實(shí)際的性能沒(méi)有關(guān)聯(lián)。因?yàn)榇藰?biāo)準(zhǔn)已廣泛地用于貿(mào)易中﹐所以本測(cè)試方法還是被作為紡織品貿(mào)易的脹破強(qiáng)力的標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試。當(dāng)供應(yīng)采購(gòu)雙方在使用測(cè)試方法D3786作為接受標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí)﹐如有分歧﹐則需從被評(píng)估的原料中取一個(gè)試樣并隨機(jī)剪取樣品進(jìn)行對(duì)比測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)雙方化驗(yàn) 室間的統(tǒng)計(jì)偏差。

　　2、這個(gè)用于測(cè)定針織物﹐無(wú)紡布和機(jī)織布的薄膜脹破強(qiáng)力的方法具有廣泛的產(chǎn)品適用性。

　　注﹕為了防止已經(jīng)使用過(guò)的針織物或無(wú)紡布在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生負(fù)荷的轉(zhuǎn)移或伸長(zhǎng)﹐需按照方法中描述來(lái)夾持樣品。
　　
　　四、設(shè)備和原料
　　1、液壓薄膜脹破測(cè)試儀--適用于①-④標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試機(jī)器。
　　 夾具﹐使樣品在兩個(gè)環(huán)形的互相平行的平面間可以穩(wěn)定均一固定﹐較好是不銹鋼表面﹐在測(cè)試中不可以滑動(dòng)。用足夠的力使其達(dá)到較小的滑動(dòng)。
　 　①、上下夾具的表面應(yīng)該是一個(gè)直徑為75mm(3in)的圓環(huán)形﹐同軸孔直徑為31±0.75mm﹐夾具的表面有一些同心槽﹐槽間距不小于0.8mm﹐ 深度不小于0.015mm。下夾具為金屬的﹐同心圓的間距不小于0.4mm。下夾頭的空腔內(nèi)可以提供給薄膜恒定均勻(95±5ml/min)的液壓。
　　注﹕考慮到夾具及表面可能磨損和變形﹐應(yīng)定期檢查﹐維修或必要時(shí)更換。夾具表面溝槽的具體形式?jīng)]有規(guī)定。
　 ?、?、薄膜﹐直徑為48mm﹐厚度為1.80±0.05mm(0.070±0.002in)的合成橡膠薄膜﹐中間部分加固。把薄膜固定在下夾具和設(shè)備之間 ﹐使薄膜在被下面的壓力脹起之前﹐它的表面低于夾具的平面。將薄膜脹起的壓力設(shè)定為30±5Kpa(4.5±0.8psi)。壓力至少每月檢查一次。薄膜 需經(jīng)常檢查是否有變形﹐必要時(shí)更換。
　?、?、壓力計(jì)﹐Bourdon型號(hào)的壓力計(jì)以磅為單位﹐較小刻度可以準(zhǔn)確到較大量程的1%﹐所有壓力讀數(shù)值應(yīng)處于壓力計(jì)較大量程的25%~75%之間。
　 　④、液壓系統(tǒng)﹐能對(duì)薄膜下方施加壓力且壓力流動(dòng)速率95±5ml/min﹐液體由 設(shè)備壓力箱中的活塞推動(dòng)。推薦的箱內(nèi)液體為96%化學(xué)純的甘油(USP)。液壓系統(tǒng)以及壓力計(jì)應(yīng)固定好﹐以防外界震動(dòng)的影響。在破裂的瞬間需停止施加任何 的壓力﹐保持壓力箱中的物質(zhì)原狀﹐直到總的壓力和顯示在計(jì)量表上的薄膜變形需要的壓力已經(jīng)記錄下來(lái)。
　　注﹕乙二醇可替代甘油。
　　⑤、校正測(cè)試儀的鋁箔--幾片已知脹破強(qiáng)力的鋁箔﹐范圍在70到790Kpa(10~115psi), 用它們來(lái)檢查測(cè)試儀的性能。
　　
　　五、樣品
　　1、批次取樣--作為接受測(cè)試的批次取樣﹐隨機(jī)抽取一定量的符合材料性能或供應(yīng)。
　　2、實(shí)驗(yàn)室取樣--接受測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室取樣﹐是將批次取樣的每卷較外面去掉至少1米后﹐再取幅寬1米的布樣。從批次取樣選取出的圓筒形針織物或每卷中剪至少305mm寬的帶狀樣品。
　　3、測(cè)試樣品--每個(gè)試樣取10個(gè)樣品﹐每個(gè)樣品至少125mm2。
　　
　　六、校正
　　1、測(cè)試儀常規(guī)的校準(zhǔn)--測(cè)試五片標(biāo)準(zhǔn)的鋁箔來(lái)檢查測(cè)試儀﹐至少每月一次。五片標(biāo)準(zhǔn)的鋁箔的平均脹破強(qiáng)力不應(yīng)超過(guò)鋁箔包裝上的數(shù)值的±5%。
　　2、壓力計(jì)的校正--校正壓力計(jì)﹐和使用時(shí)的傾角一致﹐使用活塞式或水銀柱式壓力校正方法。校正時(shí)較好是讓壓力計(jì)置于正常使用時(shí)所在的位置。
　　3、如不能達(dá)成協(xié)議﹐按照Tappi方法T-403 OS-74中的說(shuō)明來(lái)檢測(cè)測(cè)試儀。
　 　注﹕6-讀數(shù)偏低的原因有計(jì)量器誤差(偏向或非線性)﹐計(jì)量器擴(kuò)張過(guò)高﹐計(jì)量器指針的摩擦﹐液壓系統(tǒng)或計(jì)量器內(nèi)有空氣﹐零刻度處的薄膜下垂過(guò)低﹐充液速 率偏慢(手動(dòng)式測(cè)試機(jī))。讀數(shù)偏高的原因有計(jì)量器誤差(偏向或非線性)﹐計(jì)量器指針?biāo)蓜?dòng)(偏過(guò)數(shù)值)﹐計(jì)量器指針由于阻擋針而彎曲﹐夾持力不足(滑動(dòng))﹐ 夾持力不勻(部份滑動(dòng))﹐薄膜硬或彈性不足﹐零刻度薄膜高過(guò)夾具平面﹐多層測(cè)試﹐充液速率偏快(手動(dòng)式測(cè)試機(jī))﹐和兩次破裂。如果計(jì)量器使用是意外超過(guò)量 程﹐在再次使用之前必須校正。
　　
　　七、調(diào)濕
　　把樣品(或?qū)嶒?yàn)室取樣)放入D1776要求的紡織品測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中。
　　
　　八、樣品的選擇和數(shù)量
　　1、一般每個(gè)試樣取10個(gè)樣品﹐每個(gè)樣品至少125mm2(5in2)或直徑為125mm(5in)的圓。樣品可以不用從試樣上剪下來(lái)。每塊樣品都應(yīng)含有不同經(jīng)向/長(zhǎng)度方向和不同緯向/寬度方向。取樣至少離布邊的距離是幅寬的10%以上﹐圓筒形針織物除外。
　　
　　九、測(cè)試步驟
　　1、把所有的試樣放在7.1要求的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕平衡。
　　2、手動(dòng)式測(cè)試機(jī)
　?、?、將調(diào)濕后的樣品放入三角架下﹐將樣品沿著平面拉緊﹐將夾環(huán)盡可能向右﹐以使樣品夾持在正確的位置。
　　注7-彈力大的樣品﹐必須將布在平面上均一的展開(kāi)﹐夾持之前去除一些彈力。
　?、?、順時(shí)針?lè)较蛞?20轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)手輪﹐直至樣品破裂。
　　③、在樣品破裂的瞬間停止旋轉(zhuǎn)手輪﹐參考注解8。
　?、?、樣品破裂之后迅速地放松樣品上面的夾環(huán)﹐將手桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到起點(diǎn)﹐使薄膜放松﹐記錄膨脹薄膜所需的壓力﹐記錄樣品破裂所需要的總壓力。注8-如果刻度盤(pán)上顯示出壓力停止上升了﹐但樣品還沒(méi)有破裂﹐推動(dòng)操作桿去除壓力。記錄下樣品超過(guò)測(cè)試機(jī)的測(cè)量極限的伸長(zhǎng)。
　　3、自動(dòng)測(cè)試機(jī)
　　①、樣品放入三角架下﹐將樣品沿著平面拉緊﹐將夾環(huán)盡可能向右﹐從而將樣品夾持在適當(dāng)?shù)奈恢?參考注解6).
　?、?、將操作手柄移向左邊使薄膜膨脹。
　?、邸?dāng)薄膜膨脹時(shí)﹐握住操作桿下邊或右邊的插銷。當(dāng)樣品破裂的瞬間﹐盡力回轉(zhuǎn)插銷﹐使操作桿回到中間位置(參考注解8)。記錄下樣品破裂需要的總壓力。
　?、?、樣品破裂之后迅速地放松樣品上面的夾環(huán)﹐將插銷擺動(dòng)到其正常位置﹐將薄膜上的壓力去掉﹐將操作桿推向右邊﹐記錄下膨脹薄膜所需的壓力。
　　
　　十、計(jì)算
　　1、計(jì)算每個(gè)試樣的脹破強(qiáng)度﹐即用脹破樣品的總壓力減去使薄膜變形所需的壓力。
　　2、報(bào)告每個(gè)樣品的脹破強(qiáng)度和批次取樣和實(shí)驗(yàn)室取樣的平均脹破強(qiáng)度。
　　3、報(bào)告測(cè)試所用的儀器類型。
　　
　　十一、報(bào)告
　　1、注明樣品是按照D3786液壓脹破強(qiáng)度測(cè)試儀的方法進(jìn)行的。描述取樣的原料或產(chǎn)品以及取樣的方法。
　　2、報(bào)告每個(gè)樣品的脹破強(qiáng)度和它們的平均值﹐單位Kpa(或psi)。
　　3、報(bào)告使用的測(cè)試儀的型號(hào)。

Mullen織物脹破強(qiáng)度測(cè)試儀用于測(cè)定編織物、針織物和無(wú)紡布的脹破強(qiáng)度或接縫脹破強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)用于紙張、皮革頂破所需的爆破力，儀器為測(cè)定紡織品、針織品、紙等因受多方面外力而破損時(shí)的抵抗力(脹破強(qiáng)度)的試驗(yàn)機(jī)。本文重點(diǎn)為你介紹關(guān)于Mullen織物脹破強(qiáng)度測(cè)試儀的實(shí)驗(yàn)操作方法。

一、樣品的選取
隨機(jī)選取不同成分和組織結(jié)構(gòu)的樣品8份，測(cè)試每個(gè)樣品的脹破強(qiáng)力10次，以它們結(jié)果的平均值進(jìn)行分析比較。

二、儀器
MULLENC型脹破強(qiáng)力儀，M229AUTOBURST型脹破強(qiáng)度儀。

三、試驗(yàn)方案
選定不同的設(shè)備儀器和不同的試驗(yàn)方法，試樣的脹破強(qiáng)力結(jié)果也不同。GB/T7742.1—2005中規(guī)定脹破時(shí)間可采用（20±5）s；試驗(yàn)面積采用50cm2，也可使用100cm2、10cm2、7.3cm2等其他試驗(yàn)面積[3]；FZ/T01030—1993中規(guī)定油壓速度為（85±10）mL/min

本文選定試驗(yàn)面積、試驗(yàn)條件和設(shè)備儀器這三個(gè)因素分別進(jìn)行單因子試驗(yàn)，以每個(gè)試樣結(jié)果的平均值進(jìn)行分析比較。其中，試驗(yàn)面積選為7.3cm2和50cm2；試驗(yàn)條件選為定油壓速率95mL/min和定脹破時(shí)間20s；儀器設(shè)備選定為MULLENC型脹破強(qiáng)力儀和M229AUTOBURST型脹破強(qiáng)度儀。