ASTM D4157 – 02 纺织面料耐磨性的标准试验方法

　　1.范围
　　1.1本试验方法规定了使用摆动圆筒测试仪测定机织面料的耐磨性能。这种测试方法可能无法用于某些织物结构。
　　注1 -测量纺织品面料耐磨性的其他程序载于：试验方法D3884，D3885，D3886，D4158和AATCC 93。
　　1.2以SI单位表示的值将被认为是标准的，以英国单位表示的值仅为提供信息，并不确切等值。
　　1.3本标准并非旨在解决所有的安全问题，如有的话，与其使用相关。本标准的用户有责任建立适当的安全和健康措施，并在使用前确定适用的法规限制。
　　
　　2.参考文献
　　2.1ASTM标准：
　　D123 纺织品相关术语
　　D1776 纺织品调节和试验规程
　　D3597 机织装饰织物 - 平纹、植绒规格
　　D3884 纺织品面料耐磨试验方法（旋转平台，双头法）
　　D3885纺织品面料耐磨试验方法（挠曲摩擦法）
　　D3886纺织品面料耐磨试验方法（充气膜法）
　　D4158纺织品面料耐磨试验方法（均匀摩擦法）
　　D4996纺织品面料耐磨试验方法（马丁代尔耐磨测试仪）
　　D5034 纺织品面料断裂强度和伸长率试验方法（抓样法）
　　D5035纺织品面料断裂强度和伸长率试验方法（条样法）
　　2.2其他文献：
　　AATCC 93 织物耐磨性：埃克西来罗测试仪法
　　
　　3.术语
　　3.1定义：
　　3.1.1磨损，名词 - 与另一面摩擦对材料任何部分的磨损。
　　3.1.2磨损周期，名词 - 在磨损试验，摩擦材料通过材料表面的一次或多次运动，或材料表面通过摩擦材料，即允许其回到起始位置。
　　3.1.2.1讨论 - 磨损周期取决于耐磨试验仪的程式化运动和使用标准。它可以包含往复单向运动如用于挠曲及磨损试验方法；圆周运动如旋转平台试验方法，或两者结合如用于充气膜试验方法。对于摆动圆筒磨损方法，一个磨损周期包含一个3.1.4定义的双摩擦。
　　3.1.3断裂强力，名词 - 施加于材料导致断裂的最大力（对照断裂点，断裂强度）。
　　3.1.4双摩擦，名词 - 在摆动圆筒磨损试验，完成一个周期需要向前向后各一运动。
　　3.2在这个测试方法中使用的其他纺织术语定义，请参阅术语D123。
　　
　　4.试验方法摘要
　　4.1在压力，张力和摩擦作用已知的条件下，耐磨性通过试样单向摩擦动作测定。各种评价耐磨性的方法见12节。
　　
　　5.意义和用途
　　5.1纺织品和其他材料的耐磨性的测量非常复杂。耐磨性受许多因素影响，如纤维内部力学性能；纤维尺寸；纱线结构；织物构造；以及加入纤维、纱线或织物的后整理材料的种类和数量。
　　5.2耐磨性同样受试验条件影响，如摩擦材料性质，样品张力，样品与摩擦材料间的压力，及样品尺寸变化。
　　5.3耐磨性试验由于特殊试验期间摩擦材料的变化而发生变化。摩擦材料肯定在频繁间隔相应变化，或依照标准定期检查。对于一次性的摩擦材料，其仅用一次或使用后发生变化。硬质金属或等效表面的永久摩擦材料，假定摩擦材料在规定系列试验后没有明显变化，但是不同实验室使用的相似摩擦材料由于使用的差异在同样的速率下不大可能变化。永久摩擦材料可能同样由于试验织物的后整理或其他织物的残留发生变化，且必须相应频繁清洁。磨损相对量测量同样受评价方法和操作者判断影响。
　　5.4实验室试验仪器测量的纺织品耐磨性通常若干表现在材料实际使用的耐磨或耐久性的因素之一。当耐磨性（经常在规定的机上使用规定技术产生规定程度或数量的磨损，以次数表示）或耐久性（定义为经受使用中的磨损的能力，包括磨损效果）相关时，关系随不同最终用途而变化，不同因素可能在任一计算或来源于特定耐磨数据的预测耐久性内是必要的。实验室试验相关可能是可靠的，因为相关最终用途性能表明各种材料的耐磨性差异大，但是其应依赖实验室试验结果差异小。通常，其应依赖特定最终用途的实际磨损寿命的预测，除非有数据显示实验室耐磨试验和预期最终用途的实际磨损间的特定关系。
　　5.5这些普通观察应用于所有类型织物，包括机织物、无纺布及针织服装织物、家用织物、工业用织物及地毯。因此，发现有许多不同种类摩擦试验仪器、摩擦材料、试验条件、试验程序、耐磨性评估方法、及结果分析并不意外。
　　5.6迄今为止为耐磨性开发的所有试验方法和仪器可能显示不同操作者和不同试验室获得的结果有较高程度的变化，然而，其代表先进最大范围使用的方法。此试验方法提供机织物耐磨性比较测量，且不一定预测织物实际使用中的实际性能。
　　5.7如果两个或多个实验室间报告的试验结果实际有差异，应进行对比试验使用有效的统计工具确定是否有统计误差。至少，试验样品尽可能均匀，从获得不同试验结果的材料获取，随机给每个实验室分配相同数量的试验结果。两个实验室的试验结果，在先前系列试验的选定的几率水平下采用不成对数据统计试验进行比较。如果发现误差，发现并纠正其原因，或考虑已知误差调整以后的试验结果。
　　
　　6.仪器
　　6.1振动圆筒耐磨仪，包括下列部件
　　6.1.1振动圆筒部件，配有边夹将一片摩擦材料安装于其表面板，能够以每分钟90 ± 1次（双摩擦）的频率摆动通过76±2mm (3 ±0.1in.) 圆弧。
　　6.1.2四试样夹持臂，以允许同时试验数个样品，每个夹持臂有一套受控张力控制夹，其前夹连接到刻度张力杆，受控压力垫连接到刻度压力杆。
　　6.1.3标准砝码(340g)，在拉力杆上滑动且连接至每个夹持臂前夹，用于调整试样的张力从4.45N(1lbf)增加到总计26.7N(6lbf)。
　　6.1.4翼形螺钉，其顶着每个夹持臂后夹，使松弛的试样拉紧。
　　6.1.5海绵橡胶压垫，50×50mm (2×2in.)，公差为±1mm (0.05in.)，与圆筒表面相适应和与压力杆相配。
　　6.1.6标准砝码(150g)，在压力杆上滑动且连接着每个压力垫，用于调整施加在试样上的压力从4.45N(1lbf)增加到总计15.575N(3.5lbf)。
　　6.1.7两开槽真空管，悬浮于圆筒上去除棉绒和微尘。
　　6.1.8自动计数器，设置和停止机构以记录周期（双磨），并在预定的周期停止机器。
　　6.2摩擦材料：
　　6.2.110#粗棉布，具有以下特点：
　　6.2.1.1单位面积质量 - 500 ±25g/m2 (14-15.8 oz/yd2)。
　　6.2.1.2编织类型 - 平纹。
　　6.2.1.3织物密度 - 41±1经纱/in.×28±1纬纱/in.
　　6.2.1.4纱线支数 - 7/2棉纱，经纱和纬纱。
　　6.2.1.5透气性，小于4cmf。
　　6.2.1.6后整理，表面平整，没有变形。
　　6.2.2筛网，下述为规格信息。
　　6.2.3细砂纸，清洁橡胶垫。
　　6.2.4尼龙刷，中软毛，或相当。
　　6.2.5中性家用清洁剂。
　　6.2.6气源，具有调节喷嘴。
　　6.2.7数显推拉力计。
　　
　　7.取样
　　7.1取一按照合适材料说明书中规定的或买方和卖方间达成协议的批样。如果没有上述说明书或其他协议，按照7.2规定的进行实验室取样。
　　7.2从每卷或每匹织物或批样中织物进行实验室取样。实验室取样应为全幅且至少50 cm(约20 in.)长，且不应从接近于织物卷或匹的末端1m(1 yd) 进行任何取样。织物的卷或匹认为是织物基本单元。
　　7.3从批样织物中每卷或每匹进行实验室单元取样，批样为全幅且至少50(20 in.)，且不应从接近于织物卷或匹的末端1m(1 yd) 进行任何取样。
　　7.4服装样品的样品按照买卖双方的协议。
　　
　　8.试验样品数量和准备
　　8.1没有合适样品说明书的情况下，从试验的每个取样取12个样品，6个经向（织造方向），6个纬向（织造横向）。
　　8.2样品准备：
　　8.2.1裁剪试验样品为73 mm(2 in.) × 245 mm(9 in.)。样品应带。经向（织造方向）摩擦长度方向应平行于经纱裁剪，纬向（织造横向）摩擦长度方向应平行于纬纱裁剪。对于机织物不要从相同的经纱裁剪两个经向样品或相同的纬纱裁剪两个纬向样品。如果织物有图案，确保样品为图案代表取样。
　　8.2.2在织物的长度方向和纬向裁剪样品。裁剪样品代表以对角线在织物长度和宽度大的对角线分布。
　　8.2.3确保样品没有折叠，褶皱。不要在布边10%范围内取样。
　　8.2.4如果织物有图案，确保样品为图案代表取样。
　　8.2.5当需要时应进行封边以防止纱线脱落。样品边缘可能通过蓝色橡胶或试验方法D5034规定的针脚缝纫以进行封边。
　　
　　9.调节
　　9.1对于按照所述进行的试验，将样品放置于预调节标准大气中达到近似湿度平衡，然后将样品放入试验标准大气中达到湿度平衡。在不小于2 h连续称重间隔下，样品的重量不超过初始重量的1%，则认为已经达到平衡。
　　
　　10.准备，维护，校准测试仪器
　　10.1使用制造商提供的指示准备和校准磨损测试仪。
　　10.2确认橡胶垫在其夹持器下方伸长。
　　10.3确认整个橡胶垫底面与圆筒接触，并且观察不到空间。如果观察到空间，按规定改造橡胶垫底面。橡胶垫应至少每年更换一次。
　　10.3.1如果使用丝网磨料，用尼龙刷拆除和清理圆筒。插入并夹持50目砂纸至圆筒上。去除所有垫的压力并将样品夹持臂锁定在位置上。将测试仪运行50周期。检查每50周期后橡胶垫下表面与气缸之间的空间。继续直到橡胶垫的整个表面符合圆筒形状。砂纸上的磨损图案可以帮助确定一致性。
　　10.4至少每周计划：用刷子清洁气缸表面和金属丝网，然后使用温和的洗涤剂溶液。用真空系统清洁。检查磨损，如需要按10.3.1规定磨新。
　　10.5在每次试验后：刷橡胶垫片，以消除任何松散纤维等。使用尼龙刷，以及布刷和擦拭清洁圆筒表面和铁丝网。如果使用一次性磨料，如砂纸或帆布，每次测试后更换。
　　10.6摆动圆筒测试仪校准中应按照该方法附录规定进行。
　　
　　11.程序
　　11.1在纺织品试验标准大气中试验调节过的样品，其为70±2℉ (21±1℃)和65±2%的相对湿度。
　　11.2请参考表1为给定最终用途选择磨料。确保磨料张紧且紧固于圆筒。在没有指定磨料的情况下，使用铁丝网。如果使用#10帆布，确定使用的是新的粗布，它是以短边平行于经线安装于机器上。如果使用丝网，它应该预处理过且使用2000000个周期或出现明显的磨损后废弃，二者取其先出现者。
　　1.1从控制的实验室抽样单元中随机取4个径向和4个纬向未磨损样品。
　　1.2小心操作试样以避免改变材料的自然状态。
　　1.3将滑动砝码置于拉力杆上设置特定最终用途规定的拉力。请参考表1。在没有规定拉力的情况下，设置为8.9N(2lbf)。确保滑动砝码设置为适当的拉力。
　　1.4样品安装选项：
　　1.4.1选项1--将试样放置于夹持臂的夹具内，长边方向平行于摩擦方向且织物正面与磨擦材料接触。将样品固定于后夹中。抓住前夹中的样品，保持在短边方向张力相等，并在负重张力杆在水平位置时把样品拉紧。固定前夹。所有纱线获得均匀的张力，用至少1.5in.宽沿着样品边缘的夹具拉样品。
　　选项2 -夹持臂在上位时夹紧前夹内的样品。放置样品通过后夹具而不固定。夹持臂1.1.1仍在上位，推进张力杆并调整底部夹具中的织物。用一只手拧紧后夹具保持织物在夹持臂下位，拉力杆水平，并应被轻微调整。
　　1.2调整夹持臂顶部的滚花螺钉，直到压力杆位于水平位置。位置取决于样品厚度。此用水平仪检查。
　　1.3按11.4 -11.7指示将其它样品固定在所有的测试臂上。
　　1.4在耐磨仪的自动计数器上设置规定的周期数。如没有规定的周期数，设置为3000。对于更长时间的测试，每隔5000次检查。
　　1.5启动机器对试样摩擦设定的周期数。
　　1.5.1如果在测试过程中试样被拉伸，通过调节后夹具之后的滚花螺钉使刻度张力杆返回到水平位置并使用水平仪调整水平。
　　1.6每个周期共摩擦2个经向（纵向）和2个纬向（横向）试样。试验样品数目由材料规格决定。
　　1.7当样品摩擦设定的周期数后或达到其他规定的终点或失败时的，通过下列一个或多个程序评估。
　　
　　2.结果分析
　　2.1磨损断裂--利用下表确定每个样品的平均断裂周期数：
　　
　　总周期数平均最接近的结果
　　200以下10次
　　200至1000（不含）25次
　　1000至5000（不含）50次
　　5000以上100次
　　2.2断裂强力损失率--用试验方法D5035拆纱条样法测定摩擦规定周期数样品的断裂强力。样品的摩擦区域应在拆纱条样的中央，且放在拉力试验机的夹具之间。
　　2.2.1在相同的环境下测定相同样品未摩擦部分或控制织物的断裂强力。
　　2.2.2通过利用方程1计算断裂强力损失率并报告精确至1.0%，比较摩擦样品和控制样品的断裂强力：
　　
　　其中：
　　A = 摩擦前的断裂强力，
　　B = 摩擦后的断裂强力。
　　2.3视觉变化评价，试样摩擦指定的周期数，然后目测评价磨损对光泽，颜色，起绒，起球等的影响。
　　2.3.1选择1 -终点为机织物两个或两个以上的纱线断裂，或在针织面料时出现了一个洞。
　　2.3.2选择2 -到达终点时，有一个颜色或外观的变化，足以引起客户抱怨。颜色变化可以由多种原因引起，例如，起绒织物或花式线圈的损失或花式纱的影响，募集完成的损失。凡不同类型的纤维在混纺织物中染成不同颜色，纱线或纤维纱的损耗差异可能会导致颜色或外观出现明显的变化。在这种情况下，终点是买方和卖方之间协议的依据AATCC变色灰卡评估。
　　2.3.3颜色变化依据AATCC灰卡为3级或更低时，达到终点。
　　
　　3.报告
　　3.1声明样品按照ASTM测试方法D4157进行试验。描述材料或产品抽样和抽样使用方法。
　　3.2根据测试使用的选项，报告下列信息：
　　3.3所用磨料类型，张力和负荷调整。
　　3.4所需的试样破裂循环的平均数，如果已经确定平均损失率。
　　3.5断裂负荷（报告到最近的百分比）后得到的一个或多个指定的周期数磨损，如果已经确定。
　　3.6对磨损的影响光泽，颜色，起绒，起球，厚度等，在给定数量的周期，通过定性或比较排名记录，如果已经确定。
　　3.7如果使用任何其他方式评估磨损效果，说明采用的特定方法。

2016-07-27 11:55