纺织品 机织物双轴向拉伸性能 断裂强力和断裂伸长率的测定 编制说明

1《纺织品机织物双向拉伸性能的测定》一、工作简况1.任务来源和起草单位断裂强力和断裂伸长率编制说明根据国标委发[2024]28号文“国家标准化管理委员会关于下达2024年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版划的通知”,《纺织品机织物双轴向拉伸性能断裂强力和断裂伸长率的测定》(计划编号:20241959-T-608)由全国纺织品标准化技术委员会归口管理,上海延锋金桥汽车饰件系统有限公司、中纺标检验认证有限公司、国家纺织制品质量监督检验中心等单位共同起草。2.背景和意义在实际使用过程中，织物通常承受的并非单一形式的应力，而是多种复杂应力的共同作用。例如，座椅面料、降落伞、帐篷、膜材、过滤袋以及汽车安全气囊气袋等应用场景中，织物的性能往往受到多轴向载荷的影响。与单轴向拉伸试验相比，双轴向拉伸试验能够更准确地模拟复杂载荷条件下的材料性能，更好反映织物在实际使用过程中因拉伸而导致破坏的难易程度。然而，由于仪器设备和试验方法的限制，我国在织物双轴向拉伸性能研究领域尚处于起步阶段，目前尚无相关的国家标准或行业标准。在实际产品开发和应用中，织物双轴向拉伸试验的需求日益迫切。例如，国外汽车厂商如奔驰、宝马、戴姆勒、保时捷、大众和通用等，均明确要求对汽车安全气囊气袋织物进行双轴向拉伸试验，并将相关数据用于CAE建模与仿真分析。此外，膜材料、土工合成材料、过滤袋等行业同样对双轴向拉伸试验有着广泛需求。因此，制定符合国内需求的织物双轴向拉伸试验方法具有重要意义。建立织物双轴向拉伸试验的国家标准，不仅能够提升我国在织物试验技术和标准化领域的水平，还将帮助国内企业更好地进入国际市场，积极应对技术性贸易壁垒，推动国产织物材料的研发与应用，促进相关产业的高质量发展。3.主要工作过程(1)前期调研与准备阶段（2023年1月～6月）标准起草单位于2023年启动标准研究工作。在此期间，开展了全面的前期调研，重点查阅国内外关于织物领域双向拉伸的相关文献、现行标准、测试仪器及方法的现状。同时，收集了国内外相关试验需求和技术要求，并开始进行设备研发工作。(2)技术评估与立项申请（2023年7月～11月）22023年7月，起草单位与中纺标检验认证有限公司的相关技术专家共同对设备能力进行评估，并探讨技术方案，明确技术路线和原则。在此基础上，于2023年11月完成立项申请资料的编制，并将其上报至国家标准化管理委员会。(3)设备开发与验收（2023年8月～2024年4月）起草单位于2024年4月完成设备的开发和验收，并进行了测量系统分析，验证了仪器的重复性和再现性，为后续试验验证和标准起草提供支持。(4)标准起草组成立与国际标准对接（2024年7月～8月）在计划下达后，起草单位组织相关人员成立标准起草组。起草组对ISO标准进行了逐句研读和分析，并针对标准内容中存在歧义的部分，与ISO标准起草单位——韩国FITI试验研究院的相关人员进行沟通确认，确保标准内容的准确性和一致性。同时，收集了各方对织物双向拉伸的技术要求和试验需求，并对欧洲两家机构的安全外检测报告及原始数据进行汇总分析，进一步明确试验技术要求和方法细节。(5)试验方法验证（2024年9月～12月）收集不同类型机织物材料，按照预先设计的试验方案，对试验方法进行了全面验证，确保方法的科学性和可操作性。(6)标准草案编制（2025年1月～3月）标准起草组根据前期调研结果，结合ISO标准、市场需求及行业现状，确定了标准的主要技术指标，并形成了标准征求意见稿。二、标准编制原则1.本文件修改采用ISO24281：2021标准，力求在技术内容上尽可能与国际标准保持一致，减少技术性差异，确保标准的国际化和通用性。2.在深入理解ISO标准的基础上，对其中存在不够准确或不够精炼的内容进行了优化修改，使其更加简洁明了，同时增强实用性和适用范围，确保使用者能够更方便地理解和操作。3.标准编制过程中充分借鉴了国内外相关测试方法和技术要求，制定了符合实际需求的测试方法，并尽量与现行相关标准保持一致，确保标准的科学性和可行性。4.标准的编写严格遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，确保文件结构规范、内容清晰、格式统一。三、主要内容的确定1.标准范围目前，国内在织物双向拉伸测试领域尚无相关的国家或行业标准可供参考。而国际上已有ISO24281：2021《纺织品机织物双轴向拉伸性能断裂强力和断裂伸长率的测定（抓样3法）》作为指导标准。通过查阅相关文献和分析市场需求，发现十字形试样条样法在实际应用中具有较大的需求和广泛的使用基础。为此，工作组在深入研究和解读ISO标准的基础上，结合国内外关于织物双向拉伸试验的研究报告和数据分析，在修改采用ISO24281：2021的同时，补充制定了十字形样条双向拉伸试验方法的技术要求。同时考虑到双向拉伸试验在安全气袋织物领域的广泛应用，而安全气袋通常为涂层织物，删除了ISO标准中“不适用于涂层织物”的表述。这与GB/T3923.1和GB/T3923.2范围一致。2.规范性引用文件参照ISO24281:2021标准，将规范性引用文件中的国际标准替换为相应的国家标准。3.术语和定义参照ISO24281:2021，将国际标准（ISO13934-1和ISO13934-2）替换为相应的国家标准（GB/T3923.1和GB/T3923.2）。同时增加“条样试验”的定义，直接引用GB/T3923.1-2013中条样试验的相关表述。4.原理在ISO24281:2021的基础上，增加了十字形试样的相关表述。5.取样等同于ISO24281:2021，中文表述参照GB/T3923.1-2013。6.设备-双轴试验仪参照ISO24281:2021，中文表述参照GB/T3923.1-2013。增加条样试验夹钳面宽度的要求。7.调湿和试验大气等同于ISO24281:2021，将国际标准ISO139替换为相应的国家标准GB/T6529。8.试样准备在试样尺寸章节中，将试验方法区分为方法A（抓样试验）和方法B（条样试验）。方法A的试样尺寸要求与ISO24281:2021保持一致，方法B给出了十字形试样的形状和尺寸。通过起草组对相关文献和标准的调研，明确了条样法试验的试样特点如下：——几何形状为十字形；——加载臂宽度相等；——内角设计为倒圆，以减少应力集中，防止撕裂；——尺寸足够大，以提供机织物整体的代表性样品。4综合分析收集的资料和数据，发现试样的有效长度（隔距长度）大多定义为100mm；夹持宽度（试样臂宽）范围为50~90mm。结合“试样应具有足够的尺寸，以提供机织物整体的代表性样品”的特点以及当前市场的应用情况，起草组最终选定了本文件的推荐样条：即隔距长度100mm，臂宽80mm，倒圆角半径10mm。该十字形试样尺寸在国内外汽车安全气袋双向拉伸试验领域得到了较广泛的应用。考虑到试样尺寸受到测试设备能力范围的限制，可能需要根据测试设备的能力和织物的特性对试样尺寸进行适当调整。文件中说明，按照相关方协议，可以采用其他几何尺寸的十字形试样，但需在试验报告中说明。9.测试程序基本参照ISO24281：2021，修改部分如下：（1）9.2设定拉伸速度：关于试验速度的设定，因试样受拉的速度是单个方向上（经向或纬向）两个夹钳速度之和。ISO24281标准没有明确速度设定50mm/min是针对试样受拉的速度还是单个夹钳的速度，容易产生歧义。与ISO24281标准起草组确认此处是针对单个夹钳的速度，因此9.2设定拉伸速度增加“设定的拉伸速度为夹钳位移速率”的注释，以便于理解。（2）9.3夹持试样：在ISO标准基础上分别列出抓样试验（9.3.1）和条样试验(9.3.2)的操作表述：其中9.3.1抓样试验与ISO标准内容一致，但修订了ISO标准的笔误，将夹据条样试验的特点在9.3.2增加条样试验试样的夹持的要求。通过以上修改，文件在保持与ISO24281:2021一致性的同时，解决了部分歧义和笔误，并补充了条样试验的相关要求，使标准更加完善和易于操作。10.结果的计算与表示基本参照ISO24281：2021，修改部分如下：（1）因双轴拉伸试验仪有四个传感器，单个拉伸方向两个传感器记录的最大力值的平均值作为试样该方向的断裂强力，本文件在ISO文字描述基础上增加断裂强力计算公式，以便于理解，避免文字描述带来的理解偏差。（2）断裂强力数值修约参照GB/T3923.1和GB/T3923.2增加注释“根据需要，计算结果可修约至0.1N或1N”。（3）修改了断裂伸长率的表述，纠正ISO标准中“平均值”的笔误：ISO将断裂伸长率表述为“单个方向上两个断裂伸长率的平均值”，实际上每个方向只有一个断裂伸长率，无法计算平均值。同时增加断裂伸长率计算公式以便于理解。11.试验报告5参照ISO24281:2021，增加“测试方法（抓样试验或条样试验）”的相关内容。12.试验验证12.1试验样品为使指定的标准方法更具有普适性，验证试验选择以下典型材料进行验证，材料清单见表1验证试验用样品12.2试验项目及试验条件验证试验项目如表2所示。每个项目将样条分成A、B两组，用于验证试验再现性。其中A组试样经向平行于仪器Y轴，纬向平行于仪器X轴。B组与A组相反，经向平行于仪器X轴，纬向平行于仪器Y轴。表2验证试验项目N%N%12.3试验数据抓样法和条样法拉伸强力和断裂伸长率试验数据见表3和表4。6表3断裂强力测试结果（单位N）123457表4断裂伸长率测试结果（单位%）12345812.4结论根据试验数据的分析，可以得出以下结论：（1）组内重复性：抓样法和条样法的拉伸强力和断裂伸长率的变异系数（CV%）均在6%以内，表明在组内试验结果的离散性较小，具有良好的重复性。（2）组间再现性：A组和B组之间的平均值差异较小（均在3%以内且标准偏差和变异系数（CV%）接近，说明在不同实验条件下试验方法的再现性总体较好。（3）试验方法的可行性：通过验证试验并对试验数据进行分析，表明规范中的试验步骤是可行且合理的，试验方法能够有效地评估材料的拉伸强力和断裂伸长率。总结：试验方法在重复性和再现性方面表现良好，符合规范要求，具有较高的可靠性和可操作性，可用于实际测试和评估。四、与国际、国外同类标准水平的对比情况目前，我国尚无关于织物双轴向拉伸性能测试方法的国家标准或行业标准。在国际上，已有ISO24281:2021《纺织品机织物双轴向拉伸性能断裂强力和断裂伸长率的测定（抓样法）》作为相关领域的技术标准。此外，国内外与双轴向拉伸性能测试相关的标准如表4所示：表4双轴向拉伸性能测试相关标准12法34从表中可以看出，国内外现有标准主要集中在两类材料的双轴向拉伸性能测试方法上：（1）纺织品领域：ISO24281:2021是目前唯一针对纺织品机织物双轴向拉伸性能的国际标准，其测试方法采用抓样法，适用于测定机织物的断裂强力和断裂伸长率。（2）金属材料领域：ISO16842:2021、JISZ2257:2021以及GB/T36024-2018均针对金属薄板和薄带的双轴向拉伸性能测试，采用十字形试样的测试方法。本项目在修改采用ISO24281:2021《纺织品机织物双轴向拉伸性能断裂强力和断裂伸长率的测定（抓样法）》的基础上，保持其原有技术内容的一致性，同时结合国内外研究9成果和实际需求，增加了十字形样条双轴向拉伸试验方法的相关内容。通过这一扩展，标准不仅涵盖了ISO24281:2021的抓样法测试方法，还补充了十字形样条测试方法，以更好地适应国内行业需求，提升标准的适用性和技术水平。五、与有关法律、法规、规章及相关标准的关系本标准属于测试方法标准，不是工业产品类标准，不涉及生产安全、环境保护、节约能源等方面的法律法规要求，也不属于食品卫生安全、人身安全等强制性国家标准，所以本标准与国家现行法律法规和强制性国家标准规定无冲突。本标准与现有的GB/T3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1