電子織物強(qiáng)力機(jī)做機(jī)織物接縫強(qiáng)力測(cè)試的分析

一、測(cè)試原理及過(guò)程控制：
1．1測(cè)試原理
    用帶有抓樣強(qiáng)力試驗(yàn)夾爪的電子織物強(qiáng)力機(jī)分別拉伸含接縫和不含接縫的試樣，生成2條強(qiáng)力與伸長(zhǎng)曲線，測(cè)定在2條曲線之間形成一定距離的強(qiáng)力值，該距離等于標(biāo)準(zhǔn)要求或客戶規(guī)定的滑移量，一般織物滑移量要求為6 mm，接縫強(qiáng)力測(cè)試原理如圖1所示。
1．2測(cè)試過(guò)程及控制
    實(shí)驗(yàn)室樣品按照GB／T 6529--2008《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》規(guī)定，在溫度為(20±2)℃、相對(duì)濕度為(65±4)％恒溫恒濕條件下調(diào)濕；按照GB／T 13772．1—2008剪取試驗(yàn)試樣，尺寸為100 mm×400 mm，沿長(zhǎng)邊向內(nèi)折110 mm，距折線20 mm處作一接縫，并沿長(zhǎng)邊38 mm處畫(huà)一平行于長(zhǎng)邊的直線，使得夾頭在接縫試樣與非接縫試樣測(cè)試時(shí)可調(diào)。從距接縫12 mm處剪掉縫合試樣，兩邊都要剪掉，剪短兩側(cè)的接縫允差應(yīng)相同。將折疊的1 10 mm縫合試樣剪下，分別得到含接縫和不含接縫試樣，長(zhǎng)度為180 mm。夾頭距離為(100±1)mm，且相互平行，拉力機(jī)速度為(50±5)mm／min，將試樣固定在夾頭中央，拉動(dòng)儀器，使負(fù)荷超過(guò)200 N，將有接縫的試樣固定在夾頭中央，拉動(dòng)儀器，得到2根強(qiáng)力值與位移曲線。重復(fù)上述過(guò)程直至將同一樣品的5塊試樣測(cè)試結(jié)束，記錄每次結(jié)果，計(jì)算平均值并修 約至1 N。

二、測(cè)量模型：
    接縫強(qiáng)力測(cè)試采用CRE(constant rateextension)等速伸長(zhǎng)強(qiáng)力測(cè)試儀，測(cè)試結(jié)果直接從電腦讀取，所以測(cè)量模型為Y=于+Ay，其中y為接縫強(qiáng)力結(jié)果，夕為儀器測(cè)量示值平均值，Ay為測(cè)量不確定度值。
 

三、不確定度主要來(lái)源及分析：
   不確定度評(píng)定包括A類(lèi)評(píng)定和B類(lèi)評(píng)定?，A類(lèi)評(píng)定指利用統(tǒng)計(jì)方法，測(cè)試過(guò)程中隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度，如織物取樣、裁樣方法、織物是否調(diào)濕及均勻性、接縫針 距、儀器設(shè)置、感應(yīng)器選擇等；B類(lèi)評(píng)定指因?yàn)橄到y(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度，如儀器外部校準(zhǔn)、計(jì)算結(jié)果修約等產(chǎn)生的不確定度。
3．1 織物取樣
本 文選取滌綸／粘膠(65／35)混紡織物作為試樣，經(jīng)緯紗線密度均為15 tex x 2，經(jīng)向密度為338根／10 cm，緯向密度為323根／10 cm，面密度為230 g／m2。由于測(cè)試結(jié)果是通過(guò)比較接縫試樣和未接縫試樣之間產(chǎn)生一定滑移量的強(qiáng)力值，一般而言，織物滑移量采用6 mm，對(duì)縫隙很小就不能滿足使用要求的織物滑移量采用3 mm，對(duì)于幾毫米的滑移量要求，很小的差異便會(huì)產(chǎn)生較大的強(qiáng)力值偏差，所以取樣的均勻性就顯得十分重要，彈力織物或組織結(jié)構(gòu)較疏松的織物，在很小的力值下 便會(huì)產(chǎn)生很大的形變，不適合采用此方法。避免選擇頭尾部批次的試樣，而從中間批次選擇幅寬、均勻度、織物的密度一致的試樣。
3．2 織物裁樣
至 少距離布邊150 mm開(kāi)始取樣，5塊經(jīng)向試樣，5塊緯向試樣，尺寸為100 mm×400 mm，并沿對(duì)角線方向取樣，即任兩個(gè)樣品不能含有同一根經(jīng)紗或緯紗。并沿長(zhǎng)邊38 mm處畫(huà)一平行于長(zhǎng)邊的直線，使得夾頭在接縫試樣與非接縫試樣測(cè)試時(shí)可對(duì)齊同一紗線。雖然測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)未作規(guī)定，此處建議拆紗裁樣，裁樣前先沿經(jīng)緯向紗線各拆 下1根標(biāo)記紗線，利用標(biāo)記紗線量取100 mm×400 mm試樣，否則雖然夾頭沿38 mm標(biāo)記線進(jìn)行夾持，但不能保證38mm標(biāo)記線沿經(jīng)緯紗方向，就會(huì)造成裁樣的不均勻，重現(xiàn)性差。表1示出3．1規(guī)定滌綸／粘膠混紡織物未拆紗取樣和拆紗取 樣所得不同接縫強(qiáng)力的測(cè)試結(jié)果及方差值，未拆紗取樣測(cè)試結(jié)果的方差38．5 N遠(yuǎn)大于拆紗取樣測(cè)試結(jié)果的方差5．75 N，說(shuō)明未拆紗取樣測(cè)試結(jié)果均勻性較大，可能產(chǎn)生較大測(cè)量誤差。
3．3 織物調(diào)濕
在不同的溫濕度條件下纖維會(huì)有不同的吸濕(或放濕)率， 纖維的吸濕(或放濕)會(huì)影響到材料的物理機(jī)械性能。不同纖維的吸濕量不同，如GB 9994--2008((紡織材料公定回潮率》中規(guī)定不同纖維的回潮率為：棉纖維8．5％，羊毛15．0％，粘膠纖維13．0％，錦綸4．5％，滌綸 0．4％；纖維印染整理過(guò)程中添加的親水性或疏水性助劑也會(huì)影響其吸濕性，所以織物在測(cè)試前都需要進(jìn)行調(diào)濕，以達(dá)到試驗(yàn)條件統(tǒng)一之目的。當(dāng)織物因吸濕等造 成實(shí)際回潮率高于標(biāo)準(zhǔn)回潮率時(shí)，織物則需要進(jìn)行預(yù)調(diào)濕處理，然后再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕。如果需要紡織品預(yù)調(diào)濕，紡織品應(yīng)放置在相對(duì)濕度為 10％～25％，溫度不超過(guò)50℃的大氣條件下，使之接近平衡。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1776--2008《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》、ISO 139--2005《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》和GB／T 6529--2008《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》規(guī)定了對(duì)不同纖維的調(diào)濕要求。一般而言，纖維吸濕后都會(huì)膨脹，纖維與纖維之間、紗線與紗線之間的縫隙 變小，紗線與紗線之間的相對(duì)滑移阻力變大，織物的縫線強(qiáng)力會(huì)變大；但是織物吸濕后如果強(qiáng)力下降，如粘膠織物，織物可能出現(xiàn)在未達(dá)到規(guī)定的滑移量(如6 mm)時(shí)，發(fā)生織物沿縫線斷裂的現(xiàn)象，造成測(cè)試結(jié)果降低，圖2為織物沿縫線處斷裂示意圖。圖中所示a點(diǎn)為含接縫試樣沿縫線斷裂點(diǎn)。
3．4接縫針距
接 縫縫線的種類(lèi)、縫紉機(jī)針的型號(hào)和縫線的針距都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。其中主要的變化量是接縫針距。本文接縫縫線采用100％滌綸包芯紗(長(zhǎng)絲芯，短纖包 覆)，90號(hào)縫紉機(jī)針(相當(dāng)于習(xí)慣稱(chēng)謂的14號(hào))，(50 4-2)針／100 mm，301型縫跡?？p紉機(jī)的調(diào)試也是控制接縫斷裂的重要條件。本文采用ZOJE．ZJ8500G自動(dòng)加油高速平縫機(jī)縫紉。不同織物厚薄不一，所以無(wú)論哪 種織物都應(yīng)首先利用一塊空白試樣調(diào)節(jié)針距，保證測(cè)試樣針距為(50 4-2)針／100 mm。不同針距會(huì)造成測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大偏差，見(jiàn)表2。由表可知，滌綸／粘膠織物的針距從100針／100 mm降到33針／100 mm時(shí)，接縫強(qiáng)力從83．5 N逐漸增大到110．8 N，造成的原因可能是針距小，經(jīng)紗或緯紗沿較少量緯紗或經(jīng)紗滑移，滑移阻力小，反之滑移阻力大；而當(dāng)針距增大到一定量時(shí)，如表中25針／100 mm，接縫強(qiáng)力反而下降，原因可能是含接縫和不含接縫的試樣此時(shí)之間產(chǎn)生的距離主要是縫線的伸長(zhǎng)而非紗線滑移。
3．5感應(yīng)器選擇
現(xiàn)階段 CRE拉力機(jī)感應(yīng)器力值分別有100、250、500、1 000、5 000 N，允許示值誤差為土0．5％，則分別產(chǎn)生的示值誤差為4-0．5、±1．25、±2．5、4-5．0、4-25 N。*線性示值范圍為20％～80％，則分別產(chǎn)生的示值范圍為20～80、50～200、100～400、200 ～800、1 000 —4 000 N。GB／T 13772．1—2008所要求的zui大負(fù)荷為200 N，雖然測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)未作規(guī)定，此處建議對(duì)于GB／T13772．1—2008方法采用250 N感應(yīng)器，如果固定使用1 000 N或5 000 N感應(yīng)器，雖然減少了更換感應(yīng)器的麻煩，但可能產(chǎn)生較大的偏差。
3．6夾頭設(shè)置
夾具之間的距離為100 mm，固定機(jī)器的夾持距離時(shí)，2個(gè)夾頭的中點(diǎn)與所施加的負(fù)荷在一條直線上，前邊應(yīng)與加載方向垂直，夾持面在同一方向上。夾頭應(yīng)能牢固抓住試樣，不允許試樣滑脫，可采用雕刻或波形紋的夾頭，可改善夾頭夾緊度的輔助材料有紙、皮革、塑料或橡膠。
3．7 儀器設(shè)置
須 采用等速拉力機(jī)，即CRE機(jī)，要求拉力機(jī)速度合適，否則會(huì)產(chǎn)生力值對(duì)距離的滯后，拉力機(jī)速度規(guī)定為(50±5)mm／min。參照GB／T 13772．1—2008測(cè)試的為滑移量與接縫強(qiáng)力的關(guān)系，即距離與力值的關(guān)系，所以對(duì)拉力機(jī)力值誤差與距離誤差要求較嚴(yán)格，通常要求力值誤差不應(yīng)大 于±1％，距離誤差不應(yīng)大于±1 mm。4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
4．1 不確定度A類(lèi)評(píng)定
不確定度A類(lèi)評(píng)定是指由影響織物接縫強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的 隨機(jī)效應(yīng)因素產(chǎn)生的不確定度，包括測(cè)量過(guò)程的隨機(jī)因素和樣本本身的隨機(jī)因素2部分。根據(jù)GB／T 13772．1—2008規(guī)定，以zui低取樣5塊為zui低取樣標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行3組測(cè)試，評(píng)定其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，滌綸／粘膠織物接縫強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

四、結(jié) 語(yǔ)：
    通過(guò)分析參照GB／T 13772．1—2008《紡織品機(jī)織物接縫處紗線抗滑移的測(cè)定第1部分：定滑移量法》測(cè)定織物接縫強(qiáng)力的不確定度主要來(lái)源，織物取樣要從中間批次選擇幅 寬、均勻度、織物的密度一致的試樣；建議拆紗裁樣，裁樣前先沿經(jīng)緯向紗線各拆下1根標(biāo)記紗線，利用標(biāo)記紗線量取試樣；根據(jù)不同的纖維成分，測(cè)試之前織物充 分調(diào)濕；無(wú)論哪一種織物測(cè)試前都應(yīng)首先利用一塊空白試樣調(diào)節(jié)針距，保證測(cè)試樣針距為(50±2)針／100 mm；采用250 N感應(yīng)器，夾頭應(yīng)能牢固抓住試樣，不允許試樣滑脫，拉力機(jī)速度規(guī)定為(50±5)mm／min，力值誤差不應(yīng)大于±1％，距離誤差不應(yīng)大于4-1 mill。
    通過(guò)不確定度A類(lèi)評(píng)定和B類(lèi)評(píng)定，分別求校準(zhǔn)不確定度、合成不確定度及擴(kuò)展不確定度，試樣接縫強(qiáng)力結(jié)果為(108士4)N，包含因子為2。