织物涨破测试仪测试原理分析

顶破强力或胀破强力的测试方法主要有三种：胀破法、弹子顶破法和钢球法。

国外如美国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚等采用胀破法测试。

我国的GB/T 7742.1-2005《纺织品织物胀破性能 第1部分：胀破强力和胀破扩张度的测定液压法》标准引用了标准ISO 13938-1:1999中的胀破测试法。

测试原理是：将试样夹在可延伸的膜片上，在膜片下面施加液体压力，并以恒定速度增加液体体积，使膜片和试样膨胀直至试样破裂即测得胀破强力, 这个方法同时还能测试出样品的胀破扩张度。

国家标准《棉针织内衣》在修订前，顶破强力采用弹子顶破法测试，即利用一个25 mm的圆形弹子顶压针织物来测试。

而2005年制定的GB/T 19976-2005《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》标准所列出的测试方法与之前相比有两点差异：一是顶破的弹子(钢球)直径改为38 mm，二是规定强力测试仪器为通用的CRE(等速伸长型)强力仪。

【胀破机理】

平纹组织会形成平行于织物纵向的裂口，而且沿着织物的横向有较多的线圈脱散;

而珠地组织的破坏裂口为破洞形状，破坏主要表现为纱线的断裂，几乎不会形成线圈脱散。

三种方法具有相似的破坏机理：弱环理论

由弱环理论可知：针织物在受到顶破或胀破作用时，会在某一强力弱处首先产生破坏，进而在此破坏处产生应力集，随着试验地进行，平纹织物在破坏的周围会有大量的线圈沿横向脱散，裂口沿纵向不断扩展;珠地织物则会有更多的纱线发生断裂，其裂口会沿四周扩展。

【测试结果】

不同的测试方法对结果的比较如下：

1)钢球的直径比弹子大，钢球法获得的顶破强力也较弹子顶破法大

2)三种测试方法具有相似的破坏机理，织物破坏后的裂口形状也基本相同。

3)三种测试方法的结果相互之间具有良好的线性关系，三者之间具有很好的相关性。

织物胀破及其机理

定义：

织物在一垂直织物平面的负荷作用下鼓起、扩张破裂的现象称为胀破。

织物的胀破强力是织物的一个重要力学指标。

测试意义

拉伸强度对某些织物(如针织物和花边)不太适宜，但可用胀破强度来代替。织物破损时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的压力，特别是某些针织品(如纬编织物)具有直向延伸、横向收缩的特征，直向和横向相互影响较大，如采用拉伸强度试验，必须对经向、纬向和斜向分别测试，而破裂强度则可以对织物强度作一次性评价。

胀破机理

机织物：在非经纬纱方向的织物变形，是由经纬两组纱线相互剪切产生，其伸长变形较经纬方向要大，在顶力作用下，首先在变形能力较小的方向和强度弱处的纱线断裂，接着沿着经向或纬向相对撕裂，因而裂口一般成直线形。如果织物的经纬向变形能力相近，顶破时经纬纱接近同时断裂，裂口常为L或者T 字形，说明经纬纱同时发挥大作用，顶破强力较直线形的裂口情况要高。针织物：各线圈勾结连成一片，共同承受伸长变形，直至织物撕裂。

非织造布：主要是纤维的断裂和纤维网的松散化，顶破口是一个隆起的松散纤维包，胀破是纤维网扯松开裂状。

HT-229胀破强度仪

一，适用范围：

HT-229胀破强度仪用于测定针织物、机织物、无纺及其它工艺织成的织物的胀破强度和胀破扩张度。

二，适用标准：

GB/T7742.1-2005《纺织品 织物胀破性能 第1部分：胀破强力和胀破扩张度的测定液压法》

三，技术参数：

1、测量范围：0-6.000 Mpa

2、小分度值：0.002Mpa

3、测试面积： 7.3cm2（Φ30.5mm）

4、弹性膜片厚度：≤2mm

5、下 夹 环：Φ30.5±0.05mm

6、大扩张度：35 ±0.02mm

7、大胀破时间：99.9±0.1S

8、加压速率：10 -150ml/min

9、电 源：AC220V 50Hz 200W

10、外形尺寸：600×400×530mm

11、重 量：200kg

四，胀破机理

平纹组织会形成平行于织物纵向的裂口，而且沿着织物的横向有较多的线圈脱散;

而珠地组织的破坏裂口为破洞形状，破坏主要表现为纱线的断裂，几乎不会形成线圈脱散。

五，三种方法具有相似的破坏机理：弱环理论

由弱环理论可知：针织物在受到顶破或胀破作用时，会在某一强力弱处首先产生破坏，进而在此破坏处产生应力集，随着试验地进行，平纹织物在破坏的周围会有大量的线圈沿横向脱散，裂口沿纵向不断扩展;珠地织物则会有更多的纱线发生断裂，其裂口会沿四周扩展。

六，测试意义

拉伸强度对某些织物(如针织物和花边)不太适宜，但可用胀破强度来代替。织物破损时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的压力，特别是某些针织品(如纬编织物)具有直向延伸、横向收缩的特征，直向和横向相互影响较大，如采用拉伸强度试验，必须对经向、纬向和斜向分别测试，而破裂强度则可以对织物强度作一次性评价。

一、范围
　　1、本方法用液压胀破强度测试仪来测试织物的耐胀破性能。此方法被广泛用于各种纺织品的生产测试中。
　　2、此方法也可用于弹性机织物和工业用布。
　　3、数值使用S.L单位作为标准。
　　
　　二、原理
　　1、把试样夹固定在可变形的薄膜上﹐然后通过液压挤压薄膜直至织物被胀破。胀破样品所需的总压力和挤压薄膜所需压力的差就是织物胀破强度。
　　
　　三、意义和用途
　 　1、按照测试方法D3786得到的测试结果和实际的性能没有关联。因为此标准已广泛地用于贸易中﹐所以本测试方法还是被作为纺织品贸易的胀破强力的标准 测试。当供应采购双方在使用测试方法D3786作为接受标准测试时﹐如有分歧﹐则需从被评估的原料中取一个试样并随机剪取样品进行对比测试来发现双方化验 室间的统计偏差。

　　2、这个用于测定针织物﹐和机织布的薄膜胀破强力的方法具有广泛的产品适用性。

　　注﹕为了防止已经使用过的针织物或在测试过程中发生负荷的转移或伸长﹐需按照方法中描述来夹持样品。
　　
　　四、设备和原料
　　1、液压薄膜胀破测试仪--适用于①-④标准要求的测试机器。
　　 夹具﹐使样品在两个环形的互相平行的平面间可以稳定均一固定﹐较好是不锈钢表面﹐在测试中不可以滑动。用足够的力使其达到较小的滑动。
　 　①、上下夹具的表面应该是一个直径为75mm(3in)的圆环形﹐同轴孔直径为31±0.75mm﹐夹具的表面有一些同心槽﹐槽间距不小于0.8mm﹐ 深度不小于0.015mm。下夹具为金属的﹐同心圆的间距不小于0.4mm。下夹头的空腔内可以提供给薄膜恒定均匀(95±5ml/min)的液压。
　　注﹕考虑到夹具及表面可能磨损和变形﹐应定期检查﹐维修或必要时更换。夹具表面沟槽的具体形式没有规定。
　 　②、薄膜﹐直径为48mm﹐厚度为1.80±0.05mm(0.070±0.002in)的合成橡胶薄膜﹐中间部分加固。把薄膜固定在下夹具和设备之间 ﹐使薄膜在被下面的压力胀起之前﹐它的表面低于夹具的平面。将薄膜胀起的压力设定为30±5Kpa(4.5±0.8psi)。压力至少每月检查一次。薄膜 需经常检查是否有变形﹐必要时更换。
　　③、压力计﹐Bourdon型号的压力计以磅为单位﹐较小刻度可以准确到较大量程的1%﹐所有压力读数值应处于压力计较大量程的25%~75%之间。
　 　④、液压系统﹐能对薄膜下方施加压力且压力流动速率95±5ml/min﹐液体由 设备压力箱中的活塞推动。推荐的箱内液体为96%化学纯的甘油(USP)。液压系统以及压力计应固定好﹐以防外界震动的影响。在破裂的瞬间需停止施加任何 的压力﹐保持压力箱中的物质原状﹐直到总的压力和显示在计量表上的薄膜变形需要的压力已经记录下来。
　　注﹕乙二醇可替代甘油。
　　⑤、校正测试仪的铝箔--几片已知胀破强力的铝箔﹐范围在70到790Kpa(10~115psi), 用它们来检查测试仪的性能。
　　
　　五、样品
　　1、批次取样--作为接受测试的批次取样﹐随机抽取一定量的符合材料性能或供应。
　　2、实验室取样--接受测试的实验室取样﹐是将批次取样的每卷较外面去掉至少1米后﹐再取幅宽1米的布样。从批次取样选取出的圆筒形针织物或每卷中剪至少305mm宽的带状样品。
　　3、测试样品--每个试样取10个样品﹐每个样品至少125mm2。
　　
　　六、校正
　　1、测试仪常规的校准--测试五片标准的铝箔来检查测试仪﹐至少每月一次。五片标准的铝箔的平均胀破强力不应超过铝箔包装上的数值的±5%。
　　2、压力计的校正--校正压力计﹐和使用时的倾角一致﹐使用活塞式或水银柱式压力校正方法。校正时较好是让压力计置于正常使用时所在的位置。
　　3、如不能达成协议﹐按照Tappi方法T-403 OS-74中的说明来检测测试仪。
　 　注﹕6-读数偏低的原因有计量器误差(偏向或非线性)﹐计量器扩张过高﹐计量器指针的摩擦﹐液压系统或计量器内有空气﹐零刻度处的薄膜下垂过低﹐充液速 率偏慢(手动式测试机)。读数偏高的原因有计量器误差(偏向或非线性)﹐计量器指针松动(偏过数值)﹐计量器指针由于阻挡针而弯曲﹐夹持力不足(滑动)﹐ 夹持力不匀(部份滑动)﹐薄膜硬或弹性不足﹐零刻度薄膜高过夹具平面﹐多层测试﹐充液速率偏快(手动式测试机)﹐和两次破裂。如果计量器使用是意外超过量 程﹐在再次使用之前必须校正。
　　
　　七、调湿
　　把样品(或实验室取样)放入D1776要求的纺织品测试的标准环境中。
　　
　　八、样品的选择和数量
　　1、一般每个试样取10个样品﹐每个样品至少125mm2(5in2)或直径为125mm(5in)的圆。样品可以不用从试样上剪下来。每块样品都应含有不同经向/长度方向和不同纬向/宽度方向。取样至少离布边的距离是幅宽的10%以上﹐圆筒形针织物除外。
　　
　　九、测试步骤
　　1、把所有的试样放在7.1要求的标准大气条件下调湿平衡。
　　2、手动式测试机
　　①、将调湿后的样品放入三角架下﹐将样品沿着平面拉紧﹐将夹环尽可能向右﹐以使样品夹持在正确的位置。
　　注7-弹力大的样品﹐必须将布在平面上均一的展开﹐夹持之前去除一些弹力。
　　②、顺时针方向以120转/分的速度旋转手轮﹐直至样品破裂。
　　③、在样品破裂的瞬间停止旋转手轮﹐参考注解8。
　　④、样品破裂之后迅速地放松样品上面的夹环﹐将手杆逆时针旋转到起点﹐使薄膜放松﹐记录膨胀薄膜所需的压力﹐记录样品破裂所需要的总压力。注8-如果刻度盘上显示出压力停止上升了﹐但样品还没有破裂﹐推动操作杆去除压力。记录下样品超过测试机的测量极限的伸长。
　　3、自动测试机
　　①、样品放入三角架下﹐将样品沿着平面拉紧﹐将夹环尽可能向右﹐从而将样品夹持在适当的位置(参考注解6).
　　②、将操作手柄移向左边使薄膜膨胀。
　　③、当薄膜膨胀时﹐握住操作杆下边或右边的插销。当样品破裂的瞬间﹐尽力回转插销﹐使操作杆回到中间位置(参考注解8)。记录下样品破裂需要的总压力。
　　④、样品破裂之后迅速地放松样品上面的夹环﹐将插销摆动到其正常位置﹐将薄膜上的压力去掉﹐将操作杆推向右边﹐记录下膨胀薄膜所需的压力。
　　
　　十、计算
　　1、计算每个试样的胀破强度﹐即用胀破样品的总压力减去使薄膜变形所需的压力。
　　2、报告每个样品的胀破强度和批次取样和实验室取样的平均胀破强度。
　　3、报告测试所用的仪器类型。
　　
　　十一、报告
　　1、注明样品是按照D3786液压胀破强度测试仪的方法进行的。描述取样的原料或产品以及取样的方法。
　　2、报告每个样品的胀破强度和它们的平均值﹐单位Kpa(或psi)。
　　3、报告使用的测试仪的型号。

Mullen织物胀破强度测试仪用于测定编织物、针织物和的胀破强度或接缝胀破强度，同时应用于纸张、皮革顶破所需的爆破力，仪器为测定纺织品、针织品、纸等因受多方面外力而破损时的抵抗力(胀破强度)的试验机。本文重点为你介绍关于Mullen织物胀破强度测试仪的实验操作方法。

一、样品的选取
随机选取不同成分和组织结构的样品8份，测试每个样品的胀破强力10次，以它们结果的平均值进行分析比较。

二、仪器
MULLENC型胀破强力仪，M229AUTOBURST型胀破强度仪。

三、试验方案
选定不同的设备仪器和不同的试验方法，试样的胀破强力结果也不同。GB/T7742.1—2005中规定胀破时间可采用（20±5）s；试验面积采用50cm2，也可使用100cm2、10cm2、7.3cm2等其他试验面积[3]；FZ/T01030—1993中规定油压速度为（85±10）mL/min

本文选定试验面积、试验条件和设备仪器这三个因素分别进行单因子试验，以每个试样结果的平均值进行分析比较。其中，试验面积选为7.3cm2和50cm2；试验条件选为定油压速率95mL/min和定胀破时间20s；仪器设备选定为MULLENC型胀破强力仪和M229AUTOBURST型胀破强度仪。