T/CNTAC 4—2017 CNTAC 纱线与固体材料之间摩擦系数试 验方法 Testing method for coefficient of friction between yarn and solid material 2017 -05 -27发布 2017 -05 -27实施 中国纺织工业联合会 发布 ICS 59.080.01 W 04 中国纺织工业联合会标准 CNTACVâOShQÆ N-Vý~º~Ç]åN€TTOhQÆSb€g/YÔTXO ~º~Ç]åNyÑ[fb€g/SÑ\UN-_à u5‹Ýÿ010-85229381 ®{±ÿcttrc@126.com QW@ÿhttp://www.cnfzbz.org.cn/T/CNTAC 4 —2017 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 -2009给出的规则起草。 本标准由中国纺织工业联合会 科技发展部 提出。 本标准由中国纺织工业联合会标准化技术委员会 归口。 本标准起草单位：山东省纺织科学研究院、纺织工业科学技术发展中心、山东省特种纺织品加 工技术重点实验室。 本标准主要起草人： 杨成丽、刘壮、王慧、王国建、李娟娟、张士雷、宋元泽。 本标准版权归中国纺织工业联合会所有。未经许可，不得擅自复制、转载、抄袭、改编、汇编 、 翻译或将本标准用于其他任何商业目的。 T/CNTAC 4 —2017 1 纱线与固体材料之间摩擦系数试验方法 1 范围 本标准规定了测定 运动纱线与固体材料之间动态摩擦系数的方法。 本标准适用于 各类纱线，包括长丝，不适用纱线强力过低导致试验过程中试样断裂的纱线 。 本标准可以比较相同的纱 线与不同固体材料的摩擦性能，或者相同纱 线与不同粗糙度表面之间 的摩擦性能，以及 同一固体材料与不同纱 线之间的摩擦性能。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6529 纺织品 调湿和试验用标准大气（ ISO 139:2005,MOD ） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 摩擦 friction 有相对运动趋势的两个物体在接触表面上阻碍相对运动的 现象。 3.2 动摩擦 kinetic friction 两个物体在运动中产生的摩擦。 3.3 摩擦系数 coefficient of friction 两表面间的摩擦力与垂直作用在其接触表面上的作用力之间的比值。 3.4 缠绕角度 wrap angle 在纱线摩擦试验 时，试样与固体材料摩擦表面之间的接触角度。 CNTACVâOShQÆ N-Vý~º~Ç]åN€TTOhQÆSb€g/YÔTXO ~º~Ç]åNyÑ[fb€g/SÑ\UN-_à u5‹Ýÿ010-85229381 ®{±ÿcttrc@126.com QW@ÿhttp://www.cnfzbz.org.cn/T/CNTAC 4 —2017 2 4 原理 将一定速度运行的纱线以规定的缠绕角度通过固定的固体材料表面。分别测定试样输入张力和 输出张力，根据阿蒙顿定理计算摩擦系数（见图1） 。 注：阿蒙顿定律为 Exp(μθ)＝T2/T1 1— 输入张力， 2—纱线， 3—输出张力， 4—固体材料， 5—缠绕角度 图1 5 测试仪器 5.1 摩擦系数测试仪器 应能给定预加输入张力，并使纱线以预设的线速度运行，测量输入与输出张 力，并且计算摩擦系数。仪器 主要由以下几个部分组成 ：导纱架、预加输入张力调节装置、输入张 力测量传感器、输出张力测量传感器、固体材料摩擦表面、缠绕角度调节装置、驱动系统、吸纱装 置以及数据采集处理系统。 5.2 导纱架，满足卷装纱高度的纱线导出装置，能够平滑导出纱线。 5.3 预加输入张力调节装置，可以控制纱线预加输入张力 ，精确至±1 mN。 5.4 纱线张力测量传感器，精度 ±1 mN，记录与显示输入 或输出张力（忽略纱线本身重力） ，数据采 集频率为 100 Hz。 5.5 固体摩擦 材料， 0.03 μm～6 μm粗糙度的铬合金表面，直径为 （12.7± 0.1）mm和（ 20.0± 0.1） mm的两种圆柱体 。 注：根据需要，可选择其他直径或 表面粗糙度的 材料作为摩擦表面，在试验报告中说明。 T/CNTAC 4 —2017 3 5.6 缠绕角度调节装置 ，安装有导纱轮和固体材料摩擦表面的角度刻度盘，调节试验所需的缠绕角 度，可以使用若干个导纱轮引导纱线走向。 5.7 驱动系统 ，用于调节和控制纱线的运行速度，不超过 400 m/min。推荐速度为（ 100 ±5）m/min。 5.8 吸纱装置 ，用以吸除试验完毕的残纱，防止纱线因静电等原因卷入罗拉。 5.9 数据采集处理系统 ，采集输入张力 、输出张力以及试验时间数据 ，试验时间精度为 ± 0.1 s，实时 显示力值曲线， 能计算并显示输入输出张力平均值及摩擦系数等试验结果。 5.10 图2为一种典型的纱线摩擦测量设备示意图。 1、导纱架，2 、预加输入张力调节装置， 3、导纱轮， 4、输入张力传感器， 5、输出张力传感器， 6、驱动系统，7 、吸纱装置， 8、角度刻度盘， 9、固体摩擦材料， 10、试样（纱线） 图2 6 试样 6.1 实验室取样：随机抽取每一个纱包中的五个卷装纱样品，每个卷装纱样品测试五次。 6.2 去除卷装纱试样的外表层，确保试验用纱无污染，无变形，不妨碍纱线被匀速导出。 6.3 将待测卷装纱在相对湿度为 5％～ 25％，温度不超过 50 ℃的空气环境中预调湿至少 3小时，再 在GB/T 6529规定的标准大气下调湿至平衡。 CNTACVâOShQÆ N-Vý~º~Ç]åN€TTOhQÆSb€g/YÔTXO ~º~Ç]åNyÑ[fb€g/SÑ\UN-_à u5‹Ýÿ010-85229381 ®{±ÿcttrc@126.com QW@ÿhttp://www.cnfzbz.org.cn/T/CNTAC 4 —2017 4 7 试验程序 7.1 将调湿过的试样在 GB/T 6529 中要求的标准大气下进行试验。 7.2 选择固体摩擦材料。根据纱线试样的线密度选择， 线密度为 1.5 tex～80 tex的试样采用 直径 12.7 mm的固体摩擦 材料；线密度 超过 80 tex的试样采用 直径 20 mm的固体摩擦材料。使用放大镜检查 摩擦材料表面是否存在 有磨损、沟槽 或者污渍 等迹象，如有，应替换、 重新抛光 或者清洁 。 7.3 设定预加输入 张力。线密度范围为 1.5 tex～80 tex的纱线输入张力为 9.8 mN/tex，线密度 超过 80 tex的纱线输入张力为 3.0 mN/tex。 7.4 安置试样。 穿过导纱架平滑的导出纱线，使运行的纱线直接穿过设备输入、输出张力测量传感 器及导纱轮而不接触固体材料摩擦表面，来保证输入张力等于输出张力，从而去除试验设备本身各 导纱部件的摩擦对试验数据的影响。 7.5 选择缠绕角度。 调节试样与导纱轮以及固体材料摩擦表面之间的缠绕角度，推荐使用缠绕角度 为180°。 注1：对于每个试样在不知道其拉伸强度等特性时，建议从较小的缠绕角度开始试验，可以对不同试样采用相同 缠绕角度进行横向对比，也可以对相同试样采用不同缠绕角度进行纵向对比。 注2: 缠绕角度可根据试验情况自行调节设定，一 般不宜过大，尤其是对于高摩擦系数的纱线，缠绕角度过大会 导致纱线断裂，建议缠绕角度为 180 º。 7.6 调整纱线的线速度为 100 m/min。 7.7 预先设定试验时间为 60 s。 7.8 启动测试仪器 ，待纱线运行平稳后， 开始试验。 试验过程中， 系统实时绘制并显示张力值曲线， 注意观察并记录一切运行不正常的情况。 如果在试验过程中力值曲线突然升高至超量程， 应及时切 断电源查找原因，防止张力传感器长时间过量程形变而损坏。 7.9 达到预定 试验时间，确认试验数据是否有效。记录 有效试验的 平均输入、输出张力值 。 7.10 重复 7.8～7.9，完成一个卷装纱试样 的五次试验。 7.11 重复步骤 7.4～7.10直至五个卷装纱试样全部测完。 注：用于比较试验时，建议使用相同的缠绕角度、摩擦表面