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纺织品顶破强度测试——薄膜顶破强力测试仪方法(ASTM D3786)

适用范围

1.1 本试验方法适用于液压式溶胀强力试验机或气动膜片式溶胀强力试验机测试纺织品的抗溶胀性能。 这种方法通常适用于范围广泛的纺织产品。

1.2 本方法同样适用于弹性机织物或工业机织物,如安全气囊。 由于新材料可能会超出仪器的范围,请参考报告部分并考虑改用测试方法D3787或D6797。

1.3 本规范中的数字单位以英制和国际单位制表示。 每个单位系统中表示的值并不完全相等; 因此,每个单位制应独立使用。 混合使用两种单位制可能会导致结果不一致。

注 1:用钢球膨胀法测试膨胀强度,见试验方法 D 3787。

1.4 本标准并未解决与其使用相关的所有可能的安全问题,本标准的使用者有责任建立适当的安全和健康实践并在使用前确定应用范围。

1.5 本标准根据国际公认的标准制定原则《国际标准制定、指导和推荐规范原则》进行修订,由世界贸易组织技术性贸易壁垒委员会发布。

 

薄膜耐破度试验

参考资料

2.1 ASTM标准:

D123 纺织相关术语

D1776 纺织品调理和测试标准实践

D3787 纺织品溶胀强度的标准测试方法——等速牵引(CRT)钢球溶胀试验

D4850 纺织品相关术语及其测试方法

D6797 通过球形爆炸试验测定固定伸长率 (CRE) 的标准试验方法 纺织品抗压碎性的标准试验方法

2.2 其他标准。

TAPPI 方法 T403,纸张耐破度

 

术语

3.1 所有与 D13.59 相关的术语,织物测试方法,参见 D4850 术语部分

3.1.1 本标准还包括与顶破强力、针织布、无纺布、弹力布、机织布相关的术语。

3.2 本标准涉及的其他术语见 D 123。

测试方法概述

4.1 样品被夹在可膨胀的薄膜上。 薄膜被液压推动膨胀,直到样品破裂。 膨胀样品所需的压力与膨胀薄膜所需的压力之间的差被记录为膨胀力。

 

含义和用途

5.1 本方法用于测定针织、无纺布和机织薄膜的顶破强力,纺织工业广泛用于评价各种用途的纺织品。

5.2 在某些情况下,通过应用测试方法 D 3786 中的程序获得的测试结果与材料的实际特性不相关。 测试方法 D 3786 被认为适用于纺织品商业运输中破裂强度的验收测试,因此已广泛用于贸易验收测试。 如果买卖双方根据测试方法 D 3786 对不同的值存在分歧,则会在买卖双方的实验室之间比较所评估材料的随机样本,以确定是否存在统计偏差。

注2:针织物和非织物断裂时发生的力传递和拉伸可以通过本试验方法中描述的夹紧方法来防止。

纺织品耐破度测试

设备材料

6.1 液压膜破裂试验仪(见图1)——符合6.1.1~6.1.4要求的试验装置。 安装时注意避免外部引起的振动。

爆破强度测试仪

图1 液压薄膜爆破试验机

6.1.1 夹具确保测试样品固定在平行耐用不锈钢板表面的两个环之间,并且在测试过程中没有滑动。 施加足够的压力以最大程度地减少实际滑动。 上下夹具表面有直径为 31 至 0.75 毫米(1.22 至 0.03 英寸)的同轴孔。 夹具表面应足够耐用,易产生切削作用的边缘应制成曲率半径不大于0.4mm的曲面。 下夹具与密封容器结合,压力介质在其中膨胀橡胶膜。

注3:由于夹具单元和夹具表面磨损和变形较大,应定期检查和修理,必要时更换。 按照规定在夹具表面开槽的最终效果是不确定的。

6.1.2 薄膜——由合成或天然橡胶制成,夹在夹具板和仪器之间。 其上表面的中心区域保持与板平行,直到它被压力压缩拉伸。 薄膜应定期检查,必要时更换。

6.1.3 压力计——设备配备压力测量系统,在整个量程内精确到最大量程的 1%。 对于配备 Bolden 型压力计的设备,测量范围为最大值的 25% 至 75%。

6.1.4 压力系统——增加薄膜下的压力,直到试样破裂。 压力可以通过两种方式获得:液压和气动。

液压系统

6.1.4.1 液压系统 – 液压由流速为 95 ± 5 mL/min 的水流产生。 流体的可变位置由设备压力调节室中的活塞控制。 推荐用于阀室的流体是 USP 化学纯的 96% 丙三醇。

注 4:如果需要,可以使用乙二醇代替丙二醇。

6.1.4.2 气压是通过使用控制阀控制干净、干燥的空气流产生的。

6.1.5 校准用于测试仪的铝板——使用已确定膨胀力在 70-790kPa(10 至 115psi)范围内的铝板

检查测试仪的工作性能。

注 5:不建议在其他制造商的测试仪上使用一个制造商的铝板。 验证应根据制造商提供的使用说明进行确认。

6.1.6 压力记录表

6.1.6.1 液压设备——应找到合适的方法在样品损坏的瞬间停止加压,并保证阀腔内的压力恒定,以确保记录膨胀压力和需要的压力。展开电影顺利完成。

6.1.6.2 气压装置——应采取措施记录试样损坏时的加载压力。 并记录将薄膜膨胀至相同程度所需的压力。

打样

7.1 大样——作为验收的大样,根据申请的材料规格或买卖双方的其他协议,从清单中随机抽取一定数量的织物卷。 织物卷的数量被认为是基本的抽样单位。

注 6 买卖双方之间的规范或协议必须考虑所取样品之间的织物卷组合

抽取测试样本之间的差异,以便抽样计划可以降低生产者和消费者的风险,并达到可接受的质量水平和有限的质量水平。

7.2 实验室样品——作为可接受性测试的实验室样品,在丢弃前 1 米长的织物后,从该批次的每卷织物中沿织物边缘取 1 米(1 码)的全宽,或剪下一条长条从圆形针织物的卷或片部分至少 305 毫米(1 英尺)宽。

7.3 测试样品——从每个实验室样品中取出 10 个边长为 125 毫米(5 英寸)的正方形测试样品。

纺织品耐破度测试样品

 校准

8.1 测试仪器的日常校准——测试仪器的操作应定期(例如,每月)验证,这可以通过扩展和打破五个标准铝样品来完成。 五个铝样品显示的溶胀阻力的平均值应在铝包装上注明的标准值的±5% 以内。 使用铝片进行检定并不适用于所有的测试仪器。 应参考制造商为不同待测仪器提供的说明。

8.2 压力计的校准——用活塞式固定负载测试仪或水银柱根据先前使用的角度校准压力计。 或者,使用示踪电子压力计或设备供应商推荐的其他校准仪器。 这种校准更适合在测试仪的正常位置进行。

8.3 如果没有协议,按照美国纸浆和造纸工业技术协会给出的Method TAPPI Method T403方法检查仪器。

注7:读数小的原因可能是压力表误差(偏差或非线性误差)、压力表膨胀过快、压力表指针摩擦太大、空气进入压力系统或压力表、膜片无法归零,或抽速太低(手动测试仪)。 读数大的可能原因是压力计误差(非线性误差)、指针松动(过度)、止动螺栓弯曲压力计指针、夹紧力不足(打滑)、夹紧力不均匀(部分打滑)、薄膜僵硬或无弹性、薄膜在上面夹具板归零,多片测试,泵送速度太快(手动测试仪)和双膨胀。 如果压力计意外超出其最大量程,请务必在再次使用前重新校准。

爆破强度测试仪的校准

湿度调节

9.1 按照规范 D1776 将样品(或实验室样品)从常规环境中取出到标准环境中进行水分调节。

试样的选择和数量

10.1 除非另有约定,否则根据应用材料规范标准在实验室样品上取 10 个试样,每个试样呈圆形,边长至少 125 毫米(5 英寸)。 样品在没有剪切的情况下进行测试。 针织物的取样,使不同的样品含有不同的行或行的纱线,并且距织物边缘的距离不小于织物宽度的十分之一。 此限制不适用于筒状针织物。

纺织品顶破强力测试程序

11.1 在 9.1 中描述的标准条件下测试所有湿润测试样品。

11.2 手动水压试验机:

11.2.1 将样品插入三脚架下,使样品紧贴在板上,使手柄尽可能向右夹住放置在板上的样品。

注8:对于弹性较大的样品,夹紧前需将样品均匀铺在板上,去除部分弹性。

11.2.2 在下午 120 点顺时针转动手轮,直到样品膨胀和破裂。

11.2.3 一旦发现试样破损,立即停止手轮转动(见注9)。

11.2.4 断裂后立即松开夹在试样上的夹柄。 并立即逆时针转动轮子至初始位置,释放薄膜上的张力,记录使薄膜膨胀所需的压力(隔膜压力)。 记录使样品膨胀的总压力。

注9:如果刻度盘指示压力已停止增加且样品未破裂,则推动杠杆以卸除压力。 记录为样品的弹性超过测试仪的尺寸限制。 如果样品滑落,丢弃该测试结果并重新应用新的测试样品。

11.3 电动液压试验机:

11.3.1 将样品夹在上下夹具之间,保证平整无皱折。 根据设备说明将样品夹在适当的位置并施加压力,直到样品损坏。

11.3.2 薄膜校准(薄膜压力)——薄膜在没有样本的情况下使用上述扩展样本设置进行扩展,然后将薄膜扩展到带有样本的薄膜高度所需的压力记录为薄膜校准(板压力)。

11.4 气压测试仪。

11.4.1 调节溶胀试验机的控制阀,使试样溶胀的平均时间在(20±5)s范围内。 这需要进行预测试以确定控制阀的正确设置。 记录从拱形开始到试样断裂所需的时间。

11.4.2 确保试样夹紧且不会滑出位置。 将记录仪调零并按要求放置在适当的测量位置。 根据设备要求将安全罩固定在合适的位置,加压至试件断裂。

11.4.3 薄膜校准——在没有样品的情况下使用与上述相同的控制阀设置,将薄膜膨胀至样品膨胀的平均高度并记录所需的压力,即“薄膜压力”。

计算

12.1 通过从破裂样品的总压力中减去拉伸薄膜的薄膜压力来计算每个测试样品的破裂压力。

12.2 报告每个测试样品的压力读数以及每个实验室样品和批次的平均值。

12.3 报告所用破裂测试仪的型号。

报告

13.1 声明测试是根据测试方法 D3768 - 使用薄膜膨胀测试仪进行测试,描述抽样的产品或材料以及使用的抽样方法。

13.2 报告每个样本的溶胀强度和平均值,单位为 kPa (psi)。 如果织物没有破裂,报告应说明设备的最大膨胀压力,并且样品在此压力下没有破裂。

13.3 记录所用爆破仪的型号。

准确度和偏差

14.1 总结——比较两组十个观察值的平均值,每 95 个案例中应该有 100 个差异不超过以下阈值,其中两组观察值由同一熟练操作员在同一仪器和同一台设备上进行测试从同一测试材料中任意取的样品。

短纤圆筒针织物 41 kPa (6.0 psi )

长丝经编针织物 14 kPa (2.0 psi )

在不同的情况下可能会有很大的偏差,因此只能在特定的方法中进行测试。

在此限度内,在测试方法 D 3786 的爆破强度的程序中没有已知偏差。分析了 14.2-14.4 并研究了其他情况下的偏差。

14.2 实验室间数据——实验室间测试比较于 1977 年进行,使用六种任意选择的织物,每种织物有四个结果,在五个实验室中的每个实验室进行测试。 三种织物是短纤圆筒针织物,三种是长丝经编针织物。 溶胀强度结果的差异表示为标准偏差,如表 1 所示。

注10:两组样品的差异主要是纱线来源的差异,而非针织机型号的差异。 但是,没有客观证据支持这种观点。

注11:这些数据是在实验室使用自动液压测试仪获得的,而手动测试仪的准确性尚无定论。

14.3 临界差异——对于 14.2 中报告的差异情况,如果该差异等于或大于表 2 中所示的临界差异,则有 95% 的概率水平表明两个观察值之间存在显着差异(见注释10).

注 12:表中所列的临界差值应视为整体情况,尤其是在实验室间精密度方面。 在宣布两个专业实验室之前,必须确定实验室间统计偏差的数量,以及根据从评估材料的随机样本中获得的最新数据进行比较。

14.4 偏差——测试方法 D 3786 中的程序偏差是未知的,因为溶胀的测试数据也仅限于该测试方法。

表 1 以标准方差和百分比表示的水力膨胀强度差异

单一操作员部分 实验室内分割 实验室间分数
短纤筒编 6.8 1.1 2.5
长丝经编 2.3 3.1 2.6

 

表2 指定条件下膨胀压力临界差值  普西尔A

观察次数/平均值 单人操作准确度 实验室精度 实验室间分数
短纤筒编 5 8.4 9.0 11.3
10 6.0 6.7 9.6
20 4.2 5.2 8.7
40 3.0 4.3 8.1
长丝经编 5 2.9 9.1 11.6
10 2.0 8.8 11.4
20 1.4 8.7 11.3
40 1.0 8.7 11.3

 

A 基于无限自由度,使用 t = 1.645 计算临界差值。

 

 

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