涂层面料由于其特殊的防水、防风、保温等性能,近年来在服装领域得到了广泛应用。在日常使用中,部分涂层面料服装在穿着使用三周左右,袖口、领口、裤脚边折边部位就会出现破损的情况,影响服装的正常使用。服装折边磨损作为服装袖口、领口、袋口、裤脚边等细节部位的磨损形式,严重影响着服装整体的着装效果,因此类质量问题而投诉的情况时有发生,其中涂层面料制作的服装尤为突出。相关的服装标准及GB/T 28464—2012《纺织品服用涂层织物》中对此都没有具体的质量考核项目和指标,现有的耐磨性检测方法标准中也没有折边耐磨性。因此,有必要进行服用涂层面料折边耐磨性检测及评价方法研究,为进一步将折边耐磨性指标纳入服装及相关产品标准提供依据,有利于引导企业提高产品质量,更好地满足消费者对质量的需求。
服用涂层面料折边耐磨性研究现状
服装的耐磨性即织物抵抗与另一物体摩擦而磨损的性能,是反映服装耐用性的重要质量指标。服装磨损的类型有很多种,主要有平磨、曲磨、折边磨、动态磨等,不同部位有不同的磨损状态。服装领口、袖口、袋口、裤脚边及其他折边部位的磨损状态均为折边磨。目前我国现有的纺织品、服装产品标准中只有极少数标准将耐磨性纳入质量指标考核体系[1-4]。这些标准中对耐磨性的考核仅停留在平磨类型上。纵观国内外检测方法标准,目前还没有专门检测服装折边磨损的标准和仪器,也没有涂层面料折边耐磨性的相关研究报道。
通过查阅现有文献发现,高旋、徐*研究了服装折边耐磨的检测方法原理及试验参数[5]。其检测原理:试样夹持器装在固定的支架上,试样对折压平后按规定的伸出长度被夹持器夹持,折边部分呈自由悬挂状态,磨料砂纸随往复底板做往复运动,从而反映衣服袖口、领口、裤边口的磨损情况。其主要试验参数有试样伸出夹持器的长度A、试样夹持器与砂纸的距离B以及试样与往复砂纸的摩擦长度C(三者的关系是A=B+C;对于薄型织物,A=4 mm,C=2 mm;对于厚型织物,A= 5 mm,C=2 mm)。上述文献中提到的服装折边耐磨检测方法,所检测样折边部分呈自由悬挂状态和主要试验参数关系A=B+C与实际情况相符,但磨料与试样之间的相对运动是往复式运动,不能很好地模拟服装使用时的实际摩擦运动状况。目前市面上也无具体检测仪器和检测方法标准;还无法用于服装折边耐磨性能的检测。本研究采用了上述文献中与实际情况相符的部分,尽可能模拟服装折边部位在使用中的具体状态,从而确定折边耐磨检测方法的原理、参数、仪器。
服用涂层面料Lissajous曲线折边耐磨性检测方法
2.1 原理
安装在马丁代尔耐磨试验仪试样架上的矩形折边试样于正面折边,在无负荷的情况下,以Lissajous曲线的平面运动轨迹与磨料(№600碳化硅水磨砂纸)进行摩擦,试样与摩擦介质之间为无压持续换向摩擦,使得试样各处受摩擦的几率相同,摩擦方向均匀,更符合服装实际穿着使用摩擦情况,然后根据试样折边处破损的总摩擦次数确定涂层面料折边耐磨性能或以标准规定的摩擦次数进行摩擦试验,观察试样是否破损以确定其折边耐磨性能。
实际上,大部分服装用涂层面料的涂层处于织物反面,如羽绒服、户外服、运动休闲服饰等服装的面料。少量服装面料涂层在正面,主要有两种。一是PVC涂层面料,也就是类似于过去的人造革,但它比人造革柔软,手感也较好。另一种就是近年兴起的亮PU涂层面料,用于年轻人穿着的羽绒服面料。而无论涂层是在织物正面还是反面,从实用角度来看,折边处面料始终是正面朝外,因此,我们不管涂层是在织物正面还是反面,我们只研究正面的折边耐磨性。
2.2 仪器和磨料
在GB/T 21196.1—2007《纺织品马丁代尔法织物耐磨性的测定第1部分:马丁代尔耐磨试验仪》[6]的基础上,去掉原有的试样夹具组件,重新制作能满足折边磨的试样夹具。该试样夹具组件包括两部分:一是固定在马丁代尔耐磨仪上方盖板(能按照Lissajous曲线运动)上的夹具底座,二是夹具底座上安装的可拆卸试样夹,且试样夹下部边缘距磨台上磨料的距离为2 mm±0.2 mm。
标准磨料为№600碳化硅水砂纸,磨料尺寸D=120 mm。
2.3 试样裁取
在距布边至少100 mm处裁取足够的试样数量。试样试验状态应模拟服装的袖口、领口、裤脚等的折边状态,鉴于一般服装均沿经向裁剪,故选用经向对折进行检测,此方法较符合服装实际使用情况。试样尺寸:经向40 mm,纬向34 mm。每块试样应包含不同的经纱和纬纱。建议选取6个试样进行平行试验,结果取其平均值。
2.4 主要试验参数
将试样沿经向对折呈U形,夹持在试样夹上,试样U形部分伸出试样夹长度A为4 mm;试样经向与标准磨料成90°;试样夹与标准磨料距离B为2mm;试样伸出部分中以Lissajous运动轨迹与标准磨料摩擦的面积S为34 mm×4 mm。
2.5 摩擦终点判定
当试样出现下列情形时作为摩擦终点,即为试样破损:
(1)合成纤维长丝机织物中至少两根独立的纱线完全断裂,且纱线断裂处涂层完全脱落,形成孔洞长度至少0.8 mm;
(2)非合成纤维长丝机织物中至少两根独立的纱线完全断裂,且纱线断裂处涂层完全脱落。
验证试验结果与分析
服装在服用过程中,织物磨损的受力一般都较小,但作用频繁,而且受磨损方式与部位因人而异,因此,要得到正确的符合实际的耐磨试验结果,必须认真选择试验条件,使其与实际服用条件近似,其中磨损方式及磨料类型的选择非常关键。
3.1 磨料的选择
耐磨性试验中磨料的选用极为重要。根据扫描电子显微镜分析,采用某种标准织物作为磨料,试样中纤维的破坏特征与实际穿着织物损坏后纤维的破坏特征比较接近[7]。我们用机织平纹毛织物标准磨料作为磨料进行了涤纶PU涂层面料平磨耐磨试验,当摩擦至33 000次时面料才发生破损现象,试验用时12 h,试验效率太低。目前现有的耐平磨性试验方法标准GB/T 21196.2—2007对涂层面料选择了№600水磨砂纸作为标准磨料。模拟实际穿着状态并兼顾试验效率,服用涂层面料Lissajous曲线折边耐磨性试验选用№600水磨砂纸作为标准磨料比较合适。№600水磨砂纸磨料包括碳化硅磨料和氧化铝磨料两种。通过试验发现碳化硅磨料较硬较耐磨,试验效率较高。因此选择№600碳化硅水磨砂纸作为标准磨料,磨料尺寸D=120 mm。
3.2 试验参数的选择
服装在穿着使用过程中,其折边部位的摩擦状态不是单一的往复式运动,而是比较复杂的运动。Lissajous曲线轨迹能更好地模拟服装实际穿用时的摩擦相对轨迹,使得试样各处受摩擦的几率相同,摩擦方向均匀。该摩擦相对轨迹已被国内外广泛应用于平磨检检测验方法中。服装折边部位服用过程中与其他物体的摩擦多处于无压力状态,因此,在设计涂层面料折边耐磨性检测方法时采用的磨损方式为:在无负荷的情况下,以Lissajous曲线的平面运动轨迹与磨料进行摩擦来模拟实际服用情况;服装中领口、袖口、袋口及其他折边部位缝纫加工后露出缝线部分的实际情况,选择试样伸出夹持器长度A=4 mm;根据实际穿着面料被磨损的范围选择摩擦面积S=34 mm× 4 mm。考虑砂纸标准磨料与织物标准磨料试验重现性的区别,根据数理统计原理,建议n=6,取6个平行样的检测结果的平均值作为结果较为合理。
3.3 验证试验与分析
3.3.1 样品的选取
分别选取有代表性的9种服用涂层面料进行正面折边耐磨性检测(无论涂层是在织物正面还是反面),验证试验用样品情况见表1。
3.3.2 试验数据
试验数据及运用格拉布斯准则法剔除异常值后的平均值、标准差、变异系数见表2。
3.3.3 结果分析
从检测数据可以看出,9个典型样品折边耐磨性变异系数除了9#样品外,均在30%以下,而GB/T 21196.2—2007附录B对马丁代尔平磨采用羊毛标准磨料试验数据的大CV值为22%,对照两种试验方法,分析CV值的差异原因,一是GB/T 21196.2—2007中的试验是有压情况下的摩擦试验,始终保持了试样与标准磨料的密切摩擦;而折边磨试验是无压情况下的摩擦试验,随着运动轨迹的变化,试样摩擦面与磨料的接触面也会发生变化;二是GB/T 21196.2—2007的磨料是羊毛标准织物,质量比较稳定,而砂纸是普通工业产品,非标准物质,自身的质量稳定性较差;因此折边磨试验数据CV值会比平磨试验数据的CV值大。9#样品较厚硬挺度较大,样品折边后状态变化大,导致了耐磨性数据不稳定。故该折边磨试验方法验证试验的CV值大为30%是可接受的。GB/T 21196—2007中规定的每次试验以3个平行样结果的平均值作为终结果,建议该折边耐磨性试验方法以6个平行样结果的平均值作为终结果。既然GB/T 21196.2—2007中耐磨性检测方法的稳定性能被接受,那么,在确保设备精度的前提下,该折边磨试验方法是可行的。
从9种典型试样的大量平行检测结果可以看出,78%的产品原样Lissajous曲线折边耐磨性试验的耐磨次数高于450次,鉴于GB/T 28464—2012《纺织品服用涂层织物》中平磨耐磨性高要求耐磨次数为300次,同时考虑到目前服用涂层面料质量水平,将服用涂层面料折边耐磨性考核指标拟定为450次较为合适。
结论
试验结果表明,服用涂层面料Lissajous曲线折边耐磨性试验方法是可行的,它能模拟服装穿着使用的实际摩擦情况,具有较强的实用性;马丁代尔耐磨仪设备改造也简单、易行,可操作性强;采用该方法检测服用涂层面料的折边耐磨性时,可选取№600碳化硅水磨砂纸作为磨料,耐磨次数以450次作为折边耐磨性考核指标。折边磨损作为服装的一种主要磨损方式,应尽快纳入相关产品质量指标考核体系,促进产品质量的提高。
检测流程步骤
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