泡沫塑料垫片对起毛起球测试结果的影响

苏丹霞

[1 广州质量监督检测研究院，广东510110；2 国家皮革制品质量监督检验中心（广州），广东510110]

0 引言

起毛起球是织物使用过程中影响其外观和使用性能的因素，针对不同织物类型，有多种测试织物起毛起球的方法，如圆轨迹法、马丁代尔法、起球箱法和随机翻滚法等，其中圆轨迹法的现行国家标准为GB/T 4802.1—2008《织物起毛起球性能的测定第1部分：圆轨迹法》[1]，其规定了圆轨迹起球仪、尼龙刷、织物磨料、泡沫塑料垫片、评级箱和评级方法，但是对泡沫塑料垫片的规定仅为单位面积质量约270 g/m2，厚度约8 mm，垫片直径约105 mm，对单位面积质量的厚度并未说明，从日常检测中发现供应商提供的泡沫塑料垫片的单位面积质量均小于270 g/m2，而且厚度约为8 mm，按GB/T 10802—1989《软质聚氨酯泡沫塑料》的规定其厚度允差为±2.0 mm，而现有的资料只对标准面料和评级灯箱做了探讨[2]，本文就泡沫塑料垫片对测试结果的影响进行了探讨。

1 试验

1.1 试验材料与仪器

材料：聚酯/粘纤混纺织物、泡沫塑料垫片、规格为4 种不同密度且厚度分别为6 mm、8 mm、10 mm 的四种织物各三片。

仪器：YG(B)502 圆轨迹起毛起球仪，温州大荣；YG(B)901 评级灯箱，温州大荣；Z005 电子拉力机，德国Zwick 公司。

1.2 试验方法

测试的环境条件：温度20 ℃,相对湿度RH65%。

1.2.1 泡沫塑料垫片密度的测试

泡沫塑料垫片的密度采用GB/T 6343—2009《泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》[3]进行测试。

1.2.2 泡沫塑料垫片硬度的测试

一般情况下，泡沫塑料的硬度与密度呈正相关，但是泡沫塑料的密度大小及硬度均可以通过原料及配方的改变使密度变小、硬度变大[4]。泡沫塑料垫片的硬度会影响织物起毛起球时织物与磨料的接触面积，从而影响起毛起球测试结果，故需对泡沫塑料垫片的硬度进行测试，测试方法参照采用GB/T 10807—2006《软质泡沫聚合材料 硬度的测定方法》方法A[5]，压头直径（100±1）mm 进行测试。

1.2.3 起毛起球测试

用9 块垫片，分别对聚酯/粘纤混纺织物采用GB/T 4802.1—2008 的参数类别：D（压力：490 cN，起毛次数：10 次，起球次数：50 次）进行起毛起球测试和评级，分析垫片对起毛起球测试结果的影响。

2 结果与讨论

2.1 垫片的密度和硬度

通过对泡沫塑料垫片密度和硬度的测试，其测试结果见表1。

表1 不同泡沫塑料垫片的密度与硬度

由表1 可以看出，样品1 和4 垫片的硬度相近，但密度却相差约10 kg/m3，即密度与硬度不成正相关，硬度大的垫片其密度可以很小，而GB/T 4802.1—2008 中规定泡沫塑料垫片的单位面积质量为270 g/m2，且厚度未知，即使在厚度已知的且满足270 g/m2要求的情况下，不同厂家生产的泡沫塑料垫片的硬度也是可以千差万别的，其对织物起毛起球测试结果产生的影响也是各不相同的。

2.2 垫片厚度和硬度对测试结果的影响

对4种不同密度的泡沫塑料垫片分别在6 mm、8 mm 和10 mm 的条件下进行测试，每个垫片测试5 次，取5 次起毛起球测试结果的平均值和5次测试后磨痕直径的平均值，其结果见表2。

从表2 可以看出，4 种不同密度的泡沫塑料垫片均随厚度的增加起球级数降低，且磨痕直径减小，说明厚度对起毛起球结果影响较大，而GB/T 4802.1—2008 中仅规定厚度约为8 mm，则由此引起的结果偏差约为1 级；而在相同厚度下，不同硬度的泡沫塑料垫片对起毛起球测试结果及磨痕直径影响不是特别大，样品2 和4 泡沫塑料垫片的硬度基本相同，其起毛起球测试结果一致，磨痕直径则略有偏差，样品1的泡沫塑料垫片的硬度小于样品2 和4，其起毛起球结果一致，但其磨痕直径比样品2 和4的磨痕直径偏大，而样品3 泡沫塑料垫片是4种泡沫塑料垫片中硬度最大的一个品种，其起毛起球结果比另外3 种泡沫塑料垫片的结果偏低，在同一厚度条件下均偏低半级，磨痕直径则比另外三种垫片的磨痕直径小很多，标准中在不规定泡沫塑料垫片硬度的情况下，其对测试结果也有较大的影响。

从以上分析可以得出，泡沫塑料垫片影响起毛起球测试结果的主要参数为厚度和硬度，而与泡沫塑料垫片的密度关系不大，更与泡沫塑料垫片的单位面积质量关系不大。

2.3 垫片厚度、硬度与测试结果之间的关系

泡沫塑料垫片的厚度与硬度影响织物起毛起球测试结果的主要原因在于织物与尼龙刷或织物磨料的接触面积，其测试示意图见图1。

表2 不同垫片厚度和硬度下的起球结果

图1 起毛起球测试示意图Fig.1 Schematic diagram of pilling test

图1 中无论泡沫塑料垫片的薄厚H，装上试样以后均为一个突出的弧形试样面，当试样与尼龙刷或织物磨料接触时在试样夹头及负重压力F作用下,泡沫塑料垫片被压缩使得试样与磨料之间形成一个磨痕，其直径为D，由表2 可知，磨痕直径D越小，起球级数越低，垫片则最厚，而垫片的硬度在偏差不大的情况下对起球测试结果影响不大，但硬度差异较大时就明显影响测试结果。对于垫片厚度、硬度与起球测试结果之间的关系，究其原因在于试样在压力F下，垫片厚度和硬度均影响磨痕直径D（即试样与磨料的接触面积S），且磨痕直径D（接触面积S）与垫片厚度和硬度呈反比，而接触面积S 的大小直接影响试样与磨料之间的压强P，压强P与起球测试结果呈反比，故当垫片厚度较厚和硬度较大时，磨痕直径D（接触面积S）减小，试样与磨料之间的压强P变大，起球级数变低。

3 结论

随着厚度的增加，通过对不同密度的泡沫塑料垫片硬度的测试和不同垫片厚度、硬度条件下起毛起球测试结果的影响，结论如下：

（1）垫片硬度相同的条件下，垫片厚度对起毛起球测试结果影响较大，且随着厚度的增加，起球级数呈逐渐降低的趋势。因此，垫片厚度应该是标准中严格控制的一个参数。

（2）垫片硬度在较小偏差范围内对起球测试结果影响较小，差异较大时对起球测试结果影响较大，标准中也应该对泡沫塑料垫片的硬度加以规定。

（3）作为最常用的起毛起球测试方法，且其泡沫塑料垫片作为经常使用的材料，有必要进行核查，而磨痕直径的核查有利于检查垫片的老化或者变形。

[1]GB/T 4802.1—2008, 纺织品 织物起毛起球性能的测定第1 部分：圆轨迹法[S].北京：中华人民共和国质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2008.

[2]汪正月,张玉莲,冯文等.圆轨迹起毛起球测试方法需注意的若干问题的探讨[J].中国纤检,2009,(7):66-67.

[3]GB/T 6343—2009,泡沫塑料及橡胶表观密度的测定[S].中华人民共和国质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2009.

[4]章玉梅.加入接枝聚醚提高聚氨酯泡沫塑料硬度[J].塑料,1996,25(4),20-22.

[5]GB/T 10807—2006,软质泡沫聚合材料硬度的测定方法[S].中华人民共和国质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2006.