纺织品耐磨性测试标准方法的改进

阎燕+唐方

摘要：

经过多次的耐磨性试验，发现耐磨性测试的国家标准GB/T 21196.3—2007《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第3部分：质量损失的测定》中存在着一定问题，影响了该方法检测结果的准确性。本文通过选取A、B两组各5块匀质牛仔面料试样，进行比对测试。A组按照标准方法试验，B组按照改进后方法进行试验，结果发现改进后的测试方法，更能准确反映试样的耐磨性能。本文通过比对试验，证明了标准方法中的不准确之处，并提出了标准方法的改进措施。

关键词：耐磨性；试样微气候；标准改进

1 前言

耐磨性能是纺织产品质量的一个重要指标，直接影响服装产品的美观和耐用性。在国家标准中，对纺织品耐磨性的测定也有非常详细的考核方法，主要有3种：（1）“GB/T 21196.2—2007《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第2部分：试样破损的测定》”，即摩擦一定的次数，看织物是否有纤维断裂和破洞等实质的破损。此类方法比较直接，容易判定，检测效率最高，是国家产品标准中如牛仔服装标准中常用的方法。但此方法并不能反映现代服装穿着的品质需求，现代服装的使用寿命不是以破损为终点，而是外观不够美观为终点。（2）“GB/T 21196.4—2007《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第4部分：外观变化的评定》”，即摩擦一定的次数，看织物的变色级数。此方法实际上最贴合实际需求，但却存在变色不易判别的情况，特别是牛仔织物本身纹理粗糙，存在着一定的色差，为外观变化的判定带来了更多的不确定性。（3）“GB/T 21196.3—2007 《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第3部分：质量损失的测定》”，即摩擦一定的次数，看织物的质量损失情况。此方法简单易操作，结果容易判定，而且对耐磨性的考核更为严格，较能反映现代服装的高品质要求。

GB/T 21196.3—2007主要是通过经过摩擦后试样的质量损失来判定试样的耐磨性能，但是在多次的耐磨性试验中，发现该标准方法存在着耐磨性质量损失失真的问题，影响了该方法检测结果的准确性，使检测结果偏离真值，不能真实反映纺织品耐磨性。本文着重对耐磨性质量损失的测定标准方法中存在的问题与原因进行分析，以促进该方法在实际运用中的普及。

2 试验

2.1 试验原理与方法

2.1.1 试验原理

在马丁代尔耐磨仪上用羊毛标准磨料对试样进行摩擦，在试验过程中间隔称取试样的质量，根据试样的质量损失确定织物的耐磨性能。

2.1.2 试验方案

本试验采用试样材质为纯棉牛仔布，单位面积质量为263g/m2，均匀无疵点。本试验取原质量比较接近的5个平行试样进行耐磨性试验，5个试样在相同的恒温恒湿环境下分别摩擦1000、2500、5000、10000和15000次后，立即称取质量得到A组（对照组）数据。称取A组（对照组）数据后，将5个试样再静置调湿6h至质量恒定，再次进行称取5个试样的质量得到B组（试验组）数据。然后用原始质量减去A组（对照组）数据与B组（试验组）数据，得到A组（对照组）和B组（试验组）的质量损失，观察分析两组数据的差异。

2.2 试验方法

按照标准GB/T 21196.3—2007的规定进行试验，将5块圆形试样安装在马丁代尔耐磨试验仪的试样夹具内，在规定的摩擦负荷9kPa下，做轨迹为李萨茹圆形的平面运动与标准磨料进行摩擦，试样夹具绕与水平面垂直的轴自由转动，在达到设定的摩擦次数后直接从夹具中取下试样，用软刷除去两面的磨损材料，然后称取摩擦后试样质量，得到试样的质量损失，以此确定织物的耐磨性能。

该标准方法中关键的一步就是原样进行调湿称取原始质量，而摩擦后并未调湿直接称取A组（对照组）的质量，这与一般的试验称取质量前后状态需保持一致的理念（同调湿或同烘干）产生差别，所以本试验添加了一步调湿平衡的程序，然后再称取试样得到B组（试验组）的质量，以此来比对分析摩擦后的调湿平衡对质量损失结果的影响规律。

2.3 材料与制备

本次试验中所使用的试样材质为纯棉牛仔布，单位面积质量为263g/m2，均匀无疵点。取试样时，按照标准用圆形模型裁剪10块直径为38mm的圆形试样，经过调湿平衡24h质量恒定时，分别称量10块试样的质量，选取其中5块质量较为接近的样品作为本试验中的试样。

2.4 仪器设备

本试验中使用的耐磨仪为马丁代尔耐磨仪，施加在试样上的夹具组件的总质量为595g，施加压力为9kPa。

2.5 试验条件

本试验中的调湿平衡、摩擦试验、称取质量等所有环节，都是在恒温恒湿环境下进行的，温度为20.6℃，湿度为66.0%。

2.6 操作过程

第1步，首先将试样在GB 6529 规定的大气中[即温度T=（20±2）℃ ，相对湿度R=（65±5）%]调湿至少18h，达恒重；

第2步，各试样分别在马丁代尔耐磨仪上进行各自规定次数的摩擦；

第3步，完成规定次数的摩擦后，取下试样并用软刷除去两面的磨损材料，然后称量每个试样得到A组（对照组）的质量，精确至1mg；

第4步，试样置于恒温恒湿环境下调湿至恒重后，再次称量每个试样得到B组（试验组）的质量，精确至1mg；

第5步，用每個试样的原始质量减去A组（对照组）的质量和B组（试验组）的质量，得到A组和B组试样的质量损失，从而得到A、B两组在1000、2500、5000、10000和15000各个摩擦测试点的试样质量损失。

3 结果与讨论

3.1 试验结果

称得的A、B两组的质量数据见表1。

由试验结果可知：

（1）调湿平衡后称取试样的B组质量有明显增长。虽然试样一直在恒温恒湿的标准大气中进行摩擦试验，但是经过调湿平衡后称得的B组的试样质量比直接称得的A组的试样质量有较大增长，从而导致B组质量损失比A组少；

（2）B组试样质量比A组试样质量增加的幅度随摩擦次数的增加而增加。经摩擦、调湿平衡后，B组试样比A组试样增加的质量为1.4mg～6.5mg，试样质量增加幅度与摩擦次数呈正比例变化关系，即摩擦次数越大，B组试样质量与A组试样质量的差值就越大。B组质量损失总小于A组质量损失，且A组的质量损失与B组的质量损失差值随摩擦次数的增加而增加。比对结果见图1。

3.2 分析与讨论

该标准方法GB/T 21196.3认为摩擦行为本身就是在恒温恒湿环境下进行的，所以整个过程中试样均能保持温湿度平衡，所以该标准方法只要求試验前进行调湿，摩擦后就不需要再调湿了，可以立刻称取试样质量，得到试样的质量损失，即A组数据。但通过对比试验发现，试样静置调湿平衡后称得的B组试样质量，比立即称得的A组试样质量有明显增长，由此可见试样静置调湿后又发生了吸湿，试样质量增加。说明虽然试样处于恒温恒湿环境下进行试验，但是试样内部微环境并非总保持温湿度平衡状态。试样进行摩擦试验时，试样本身会因摩擦生热而导致试样内部微环境中的水分损失，所以标准方法中直接称取质量得到的A组数据中并非全部是试样磨损，还包含一部分的水分损失。当经过调湿平衡后，损失的水分重新获得，因此调湿平衡后称取质量得到的B组数据才是真实的试样磨损。所以标准方法得到A组的质量损失比调湿平衡后得到的B组的质量损失大，幅度明显，A组数据失真严重，影响了结果的准确性。

摩擦次数越多，调湿后B组试样质量比A组试样质量增加幅度越大，因为摩擦次数越多，时间越久，试样中的水分损失越多，所以B组试样质量增加幅度与摩擦次数呈正比例关系。同时由图1可知，在2500～10000次之间曲线斜率较大，水分损失较快；在2500次前摩擦刚开始，试样热量尚未凝聚达到一定的程度，所以水分损失较慢；在10000次摩擦后，由于摩擦一段时间后试样内所含水分甚少，所以水分损失的速度放缓，曲线斜率变小。

4 结论

在标准大气环境中进行试验并不代表试样本身就处于水分平衡状态，由于试样处于摩擦试验运动状态，会导致试样本身的微环境并不等于实验室的标准大气环境。所以为了获得准确的结果，必须在试验结束后将试样在标准大气环境下调湿平衡一段时间，质量达恒定后再进行称取质量。因此GB/T 21196.3应该将试验过程“摩擦后取下试样夹具，刷除两面的磨损材料，测量每个试样组件的质量”改为“摩擦后取下试样夹具，刷除两面的磨损材料，静置调湿质量达恒定后再测量每个试样组件的质量”，静置调湿过程不可缺少。