专家解读：织物的顶破性能和胀破性能测试

我们平时穿衣的毛衫肘部特别容易变形，针织裤子的膝盖是最先磨破出洞，更别说穿的袜子时不时有脚趾钻出来观察世界，消费者往往会发出疑问，这些情况是织物的质量问题？还是织物本身的特性？实际上，这些问题归根结底是织物是否耐用。强力测试作为纺织品力学性能测试项目之一，对考核织物的耐用性能有着关键作用。目前，我国普遍用胀破性能或顶破性能来考核针织物和无纺布等织物的强力。那么，这项性能是如何测试的？针对哪些产品？测试步骤是什么？对检测人员有什么要求呢？本期我们邀请广检集团的检测专家对检测方法进行解读。

1 纺织品胀破测试和顶破测试的原理是什么？国内外有哪些测试方法和对应标准？

顶破强力的原理是将试样夹持在固定基座的圆环试样夹内，圆球形顶杆以恒定的移动速度垂直地顶向试样，使试样变形直至破裂，测得顶破强力。胀破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及胀破扩张度。

顶破强力常用的国内外测试标准主要有3个：GB/T 19976—2005《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》；ISO 3303—1:2012《橡胶或塑料涂覆织物 破裂强度的测定 第1部分:钢球法》；GB/T 8878—2002《棉针织内衣》的5.4.1条。

胀破测试常用的国内外标准主要有： 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》、GB/T 7742.2—2015《纺织品 织物胀破性能 第2部分：胀破强力和胀破扩张度的测定 气压法》、ASTM D3786/D3786M—2018《纺织品胀破强力测试方法 膜片法》、ISO 13938—1:2019《纺织品 织物的胀破性能 第1部分：胀破强度和胀破扩张度的测定 液压法》、ISO 13938—2:2019《纺织品 织物胀破性能 第2部分：胀破强力和胀破扩张度的测定 气压法》。

2 两种考核指标的异同点是什么？

两种考核指标的共同原理都是在平放的织物上，垂直方向以一定速度施加圆形应力使织物变形并致使织物爆破。主要不同的是顶破强力是以圆球形顶杆直接垂直作用于织物爆破，胀破是以气压或液压推动膜片膨胀使之接触的织物变形产生爆破效果。顶破强力的数值单位是牛顿N，胀破的数值单位kPa。

胀破标准方面，中国标准和美国标准ASTM的区别一个是对介质有明确的规定，将气体、液体两种介质分为了两个标准，而美国标准ASTM将气体、液体都列入；另一个区别就是国标只需测试5个点，而美标需要测试10个点。

3 在我国目前的产品标准范围内，哪些产品需要考核这类性能？

在我国目前的产品标准范围内，要考核顶破强力的有GB/T 22848—2009《针织成品布》、GB/T 22849—2014《针织T恤衫》、GB/T 22854—2009《针织学生服》、FZ/T 73010—2016《针织工艺衫》、FZ/T 73032—2017《针织牛仔服装》、FZ/T 73056—2016《针织西服》、FZ/T 73037—2019《针织运动袜》、FZ/T 73060—2017《整体成型针织鞋面》等在内的数十个常见的产品标准。

要考核胀破的有GB/T 31888—2015《中小学生校服》（毛针织类）、FZ/T 73009—2009《羊绒针织品》、FZ/T 73018—2012《毛针织品》、FZ/T 62014—2015《蚊帐》、FZ/T 64017—2011《针刺压缩弹性非织造布》等。

4 这项指标性能测试可以反映纺织品的哪些质量问题？

这项指标性能可以帮助企业、消费者了解产品的破损性能，尤其适用针织品和部分非织造布。产品破损分析分析到单纱性能，当然更微观和细致，但如果每个产品都要拆线圈、松缕纱最后看到单纱，操作过程繁琐，而且针织品的拉伸延展性一般比梭织布料好，针织线圈结构也会影响消费使用，所以不只是通过单纱情况来判断产品性能。直接以顶破或胀破来模仿针织品受肘部、膝盖、脚指头等定向推动织物变形并测得爆破力，是很直观的有效试验方法。

5 能否通过一种具体纺织品的测试举例来介绍胀破和顶破测试的步骤？

（1）顶破强力测试方法。以GB/T 19976—2005为例，取一块调湿后针织样品进行如下步骤： ①裁剪5块试样，标记正反面，置于GB 6529大气下进行调湿（图1）。②将试样反面朝上，夹持在夹持器上保证试样平整、无张力、无折皱（图2）。③选择钢球直径，将顶杆及夹持器安装在试验仪上，顶杆以300mm/min 往下顶破试样（图3）。④测试完成，记录力值，继续测试剩下的4块试样，计算平均值（图4）。

图1 样品调湿

图2 准备夹持器

图3 进行试验

图4 记录测试结果

（2）胀破性能测试方法。以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》为例，取一块调湿后针织样品，测试面积为7.3cm2，进行试验。

试验步骤：（1）开启仪器，选择测试面积7.3cm2及测试次数5次（图5）。（2）打开仪器保护罩，将试样正面朝上平铺在测试孔（图6），放下保护罩，再放下测试罩，将试样固定（图7）。（3）开启仪器，测得第一个点的胀破强力，如果其胀破时间不在（20±5）s的范围内，应当舍去，后续的测试，仪器会自动调节流速，使得胀破时间保持在（20±5）s的范围内，选择试样不同的5个点重复前述步骤进行测试，直至5个点测试完成。撤去试样，按照上述步骤以空机进行测试（图8），此时测得“膜片压力”，仪器会自动扣除“膜片压力”，从而获得样品的胀破强力。

图5 设置仪器

图6 放置试样

图7 固定试样

图8 空机测试

6 测试的难点和需要注意的问题有哪些？

首先，试样应具有代表性，试验区域应避免折叠、折皱，并避开布边。

其次，区分试样的正反面按照标准要求操作；一般情况，因为实际穿着过程正面朝外，目的是模拟人体正常穿着服装的状态，胀破是从底部往上进行的，所以样品反面是对着膜片，正面朝上，与实际穿着时的状态一致。试样也应先按照标准要求调湿。

再次，对于胀破时间的把控，通常进行预试验，对流速进行把控，后续的试验，仪器会根据预试验自动调节流速，保证其胀破时间在（20±5）s的范围内，在测试过程中，对于胀破时间不在（20±5）s范围内的点，也应该舍去，重新测试。如果出现多个点胀破时间不在范围内，应及时检查仪器是否故障，是否出现漏油，或测试罩是否松动等问题。

最后，运用标准的人员要准确理解顶破和胀破的方法参数和细节。对于使用的测试速度、弹子直径、圆环内径（测试面积）、试样数量等，有些标准规定了，有些需要商议决定。譬如，胀破的不同试验面积和弹子直径对数值结果都有明显影响，如袜子标准FZ/T 73037—2019规定使用的钢球直径为20mm，而整体成型针织鞋面FZ/T 73060—2017使用的钢球直径则为25mm，这两种产品都不同于一般针织产品标准使用的弹子直径38mm。原因是这两个标准都是脚部穿着用品，使用小直径钢球更符合实际使用状态。所以，一方面商议检测参数时要特别注意关键参数；另一方面检测报告也应体现所选关键参数，以提高可读性。