马丁代尔法检测织物耐磨性能方法综述

摘要：本文介绍了织物磨损的主要原理和耐磨性能的检测方法。重点介绍了马丁代尔法方法标准体系及其关系。对国家标准GB/T 21196.2～4-2007进行了较详细的论述。

 

关键词：耐磨性能；马丁代尔法；标准体系；检测 

 

    耐磨性能是纺织产品质量的一个重要指标，直接影响产品的耐用性和使用效果。具体指织物间或与其他物质在反复摩擦的过程中，抵抗磨损的特性。

 

纺织产品的磨损主要表现在下述五个方面：

（1）摩擦过程中纤维之间不断碰撞，纱线中的纤维片段因疲劳性损伤出现断裂，导致纱线的断裂。

（2）纤维从织物中抽出，造成纱线和织物结构的松散，反复作用下纤维可能完全被拉出，导致纱线变细，织物变薄，甚至解体。

（3）纤维被切割断裂，导致纱线的断裂。

（4）纤维表面磨损，纤维表层出现碎片丢失。

（5）摩擦产生高温，使纤维产生熔融或塑性变形，影响纤维的结构和力学性质。

 

    磨损表现在织物的形态变化主要是破损、质量的损失、外观出现变色、起毛起球等变化。

 

    纺织产品的耐磨性能检测有多种方法，例如平磨法、曲磨法、折边磨法和复合磨法等。马丁代尔法属于平磨法的一种，被广泛应用于服装、家用纺织品、装饰织物、家具用织物的耐磨性检测。

 

1 标准体系介绍

1.1国际标准

ISO12947.2—1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第2部分:试样破损的测定》；

ISO12947.3—1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第3部分:质量损失的测定》；

ISO12947-4—1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第4部分:外观变化的评定》。

 

1.2美国材料协会（ASTM）标准

ASTMD4966-2010《织物耐磨性测试马丁代尔耐磨测试仪》。

 

1.3欧盟标准

ENISO12947-2:1998《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》；

ENISO12947-3:1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第3部分:质量损失的测定》；

ENISO12947-4:1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第4部分:外观变化的评定》。

 

1.4德国标准化学会（DIN）标准

DINENISO12947-2-2007《纺织品.用马氏法测定纤维耐磨性.第2部分:试验破坏测定》；

DINENISO12947-3-2007《纺织品.用马氏法测定纤维耐磨性.第3部分:质量损耗测定》；

DINENISO12947-7-2007《纺织物.用马丁代尔法测定织物的耐磨性.第4部分:外观变化评定》。

 

1.5英国标准学会（BS）标准

BSISO12947.2-1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第2部分:试样破损的测定》；

BSISO12947.3-1998《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第3部分:质量损失的测定》；

BSENISO12947-4-1999《纺织品织物耐磨性马丁代尔法的测定第4部分外观变化的评定》。

 

1.6中国国家标准

GB/T21196.2-2007《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》；

GB/T21196.3-2007《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第3部分:质量损失的测定》；

GB/T21196.4-2007《纺织品用马丁代尔(Martindale)法对织物抗磨损性的测定第4部分:外观变化的评定》。

 

    以上给出的标准，是国际上几个具有影响力的标准化组织发布的织物耐磨性能检测——马丁代尔法方法标准。其中，欧盟标准、德国标准化学会标准和英国标准学会标准均等同采用国际标准化组织标准。中国国家标准修改采用国际标准化组织标准，检测方法基本上等同国际标准化组织标准规定，只是标准的适用范围增加了涂层织物，并针对涂层织物的检测，增加相应的涂层织物破损规定、摩擦负荷参数、标准磨料和标准磨料更换要求。美国材料协会标准ASTMD4966-2010《织物耐磨性测试马丁代尔耐磨测试仪》包括耐磨性检测方法规定、马丁代尔耐磨测试仪及辅助材料的规定二部分内容，其中检测方法与国际标准化组织标准ISO12947.2～4基本一致，在质量损失的测定和外观变化的评定方面与国际标准化组织标准ISO12947.3～4略有不同，在试验的终点条件以及检测结果表示上更简化了。

 

2 织物耐磨性能评价方法

试样破损的确定条件为：机织物中至少二根独立的纱线完全断裂；针织物中一根纱线断裂，造成外观上的破洞；起绒或割绒织物表面绒毛被磨损至露底或有绒簇脱落；非织造织物因摩擦造成孔洞，其直径≥0.5mm;涂层织物的涂层部分被破坏至露出基布或有片状涂层脱落。织物耐磨性能一般从三个方面进行分析评价：试样破损的测定、质量损失的测体和外观变化的评定。

1）试样破损的测定：在一定的负荷下，夹具内试样以轨迹为Lissajous曲线平面运动与磨料进行摩擦，以试样出现破损时总摩擦次数，确定织物的耐磨性能。

2）质量损失的测定：在一定的负荷下，夹具内试样以轨迹为Lissajous曲线平面运动与磨料进行摩擦，以试样在特定的摩擦次数时，以摩擦前后的质量差别来确定耐磨性能。

3）外观变化的评定：在一定的负荷下，夹具内试样以轨迹为Lissajous曲线平面运动与磨料进行摩擦，以摩擦前后试样的外观变化来确定织物的耐磨性能。

  

3 纺织品耐磨性检测方法综述

3.1 试样破损测定

该方法适用于所有纺织织物，但不适用于磨损寿命较短的织物。

（1）磨料的选择。根据试样的特点选择不同的标准磨料。非涂层织物：机织平纹羊毛织物；涂层织物：No.600水砂纸。磨料和磨台之间用羊毛毡分隔，试验结束后，检查毛毡表面，如果出现污点或磨损，应及时更换。

（2）取样方法。至少3块，机织物应该包含不同经纬纱。提花织物或花式组织，应该包括一个完全组织的各特性部位，一个完全组织或图案较大时，各部位可分别取样。

（3）试样夹具衬垫的选择。测定试样的单位面积质量，试样的单位面积≥500g/m2,不需要泡沫塑料衬垫，试样的单位面积<500g/m2,试样夹具内加装泡沫塑料衬垫，每次试验更换泡沫塑料衬垫。检测微平台testbbs

（4）摩擦负荷总有效质量选择。摩擦负荷总有效质量包括夹持器、不锈钢碟片、试样重锤质量。根据亚太拉斯M235Martindale耐磨性与起球性测试仪提供的技术参数，夹持器质量：（200±1）g；不锈钢碟片质量：（260±1）g；试样重锤质量：（395±2）g，（594±2）g。

 

    根据试样用途，织物特征选择相应的摩擦负荷总有效质量有三种选择：1）（795±7）g：适用于工作服、家具装饰布、床上亚麻制品、产业用织物；（595±7）g：2）适用于服用和家用纺织品（家具装饰布、床上亚麻制品），非服用的涂层织物；（198±2）g：3）适用于服用的涂层织物。

（5）磨料更换周期

羊毛标准织物：50000次；标准水砂纸：6000次。

（6）检查间隔

对试样到达破损时的摩擦次数进行预估，在此基础上设计适当的检查间隔，作为试样耐磨性试验过程中对试样表面磨损状态观测点，检查间隔为一定的摩擦次数。

（7）测定结果表示

测定每个试样发生破损时的总摩擦次数，以试样破损前积累的摩擦次数作为耐磨次数。

 

3.2 质量损失的测定

适用于所有纺织织物，但不适用于磨损寿命较短的织物。测定在磨料的选择、取样方法、试样夹具衬垫的选择、摩擦负荷总有效质量选择和磨料更换周期方面要求与试样破损测定方法一致，在此不重复叙述。

 

（1）检查间隔

设计适当的检查间隔，作为试样耐磨性试验过程中对试样表面磨损状态观测点，检查间隔为一定的摩擦次数。在试验过程中按照设定的检查间隔，检查试样的磨损情况，当样品破损或者达到规定摩擦次数，试验结束。质量损失的测定，分为两种情况：第一种情况，在每一个检查间隔，测定试样试验前的质量和经过耐磨试验后试验样的质量之差Δmi；第二种情况，试样的到达磨损点，测定试样试验前的质量和经过耐磨试验后验样的质量之差Δm。

 

（2）试验结果

采用织物耐磨性的测定——质量损失的测定方法，试验结果包括以下数据：1）到达每个检查间隔时，测定的质量损失Δmi；2）试样的到达磨损点，也就是试验到达终结点时的质量损失Δm；3）质量损失Δmi与摩擦次数的关系曲线图表；4）耐磨指数Ai（次/g）,计算公式为：Ai=N/Δmi   N为摩擦总次数。

 

3.3 外观质量变化

织物耐磨性的测定——外观质量变化方法适用于磨损寿命较短的纺织织物。磨料的选择、取样方法、试样夹具衬垫的选择与织试样破损测定方法一致，在此不重复叙述。

（1）摩擦负荷总有效质量（198±2）g；

（2）磨料更换周期：每次试验更换新的泡沫塑料和标准磨料；

（3）评定试样外观变化规定：1）耐磨试验至协议规定的表面变化，以摩擦次数作为耐磨性的测定值。设计适当的检查间隔，作为试样外观变化观察点。2）耐磨试验至协议规定的摩擦次数，通过与同一织物的未测试样比较评定试样表面变化。

（4）试验结果：表面变化包括变色、起毛、起球。如果耐磨试验的终点是达到协议规定的表面变化，则检验协议书应当规定试样表面变色、起毛、起球程度等级，试验结果用试样达到检验协议书规定变色、起毛、起球程度等级时磨擦次数来表示。如果耐磨试验的终点是协议规定的摩擦次数，则试验结果就是耐磨试验到达规定的摩擦次数后，试后样与原样比较，对试后样的变色、起毛、起球程度进行评级，用试后样的变色等级，起毛、起球等级对外观质量变化进行说明。

 

4 结论

以上对马丁代尔法织物耐磨性的测定的方法标准体系进行系统介绍，指出欧洲标准，德国标准，美国材料协会标准和中国标准与国际标准ISO的关系是等同采用或修改采用的关系。马丁代尔法织物耐磨性的测定的方法有试样破损的测定法、质量损失的测定法和外观质量变化法三种。三种方法中常用的是试样破损的测定法，该方法误差小，检测结果直观明了，不同织物的耐磨性能容易比较，在服装产品、装饰织物普遍采用。质量损失的测定法和外观质量变化法检测结果的表示形式比较复杂，但是能够反映出不同的摩擦阶段试样的耐磨状况，在生产企业或科研机构分析织物的用途方面，有较强的实用性。本文基于我国的国家标准GB/T 21196.2～4—2007，对马丁代尔法织物耐磨性的三种测定方法的主要内容进行了概述，希望有助于纺织品质量检测人员正确的理解和应用马丁代尔法进行织物耐磨性的检测。

 

摘自|中国纤检杂志