摘 要：剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度是考核粘扣帶粘合牢固性能的重要指標(biāo)。本文對(duì)國(guó)內(nèi)關(guān)于粘扣帶剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，從標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍、測(cè)試原理、操作步驟與結(jié)果計(jì)算的注意點(diǎn)進(jìn)行分析，講述了標(biāo)準(zhǔn)的部分疑問(wèn)之處。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)試樣取樣標(biāo)記和粘合方式、滾輪質(zhì)量、滾動(dòng)壓合方式、測(cè)試次數(shù)、取值方法這幾個(gè)重點(diǎn)部分進(jìn)行比較分析，提出了注意事項(xiàng)，并給出了建議。

關(guān)鍵詞：剝離強(qiáng)度；剪切強(qiáng)度；粘扣帶

中圖分類(lèi)號(hào)：TS117" " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " " 文章編號(hào)：1674-2346（2024）04-0047-06

Test Standard and Experimental Analysis of Shear Strength and

Peel Strength of Hook and Loop Fasteners

ZHU Jinhua" " CAI Jinghao

（Ningbo Institute of Product and Food Quality Inspection，Ningbo Fiber Inspection Institute，Ningbo，Zhejiang 315048，China）

Abstract： The peel strength and shear strength are the important indexes to evaluate the adhesion strength of hook and loop fasteners.In this paper，the three standards about the peel strength and shear strength of hook and loop fasteners in China are analyzed from the application range，test principle，operation steps and the points of attention in the calculation of results，and some questions in the standards are described.The paper compares and analyzes the marking and bonding mode of the sample，the quality of the roller，the rolling pressing mode，the number of tests and the method of value selection，and puts forward some points of attention and suggestions.

Key words： peel strength;shear strength;hook and loop fasteners

粘扣帶又稱(chēng)維克牢（Velcro）、魔術(shù)貼、子母扣等，是一種具有良好固定作用的紡織品[1]。粘扣帶使用起來(lái)十分方便，具有“一碰就粘合，一扯就分開(kāi)”的特性，并且能反復(fù)拆開(kāi)、扣合使用。一段粘扣帶一般由一段鉤面粘扣帶和一段毛面粘扣帶構(gòu)成。鉤面粘扣帶的單絲鉤端是先將錦綸絲編織成多個(gè)等間距排列環(huán)狀體，再將環(huán)狀體的適當(dāng)一側(cè)用切鉤機(jī)截?cái)?，形成具有鉤粘性的鉤端。毛面粘扣帶的毛端是將錦綸絲編織成多個(gè)等間距排列環(huán)狀體，不需要切割 [2]。粘扣帶作為一種緊固件，可以取代傳統(tǒng)的拉鏈、扣子、繩帶等緊固方式，廣泛應(yīng)用于鞋帽服飾、旅行箱包、家紡內(nèi)飾、體育運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車(chē)電子等行業(yè)[3]。

檢驗(yàn)粘扣帶的粘合牢固程度兩個(gè)重要指標(biāo)是剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行的粘扣帶的剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)試原理、操作步驟、結(jié)果計(jì)算方面有相同之處和不同之處。有些標(biāo)準(zhǔn)中的一些規(guī)定，并未很明確的說(shuō)明，可能導(dǎo)致各檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)員在理解和操作時(shí)，會(huì)有不統(tǒng)一的地方。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確理解、對(duì)操作方法的精益求精，對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確客觀公正，對(duì)市場(chǎng)上產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一的檢驗(yàn)和監(jiān)督有重要意義。本文對(duì)關(guān)于粘扣帶的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、測(cè)試原理、操作步驟和結(jié)果表達(dá)的異同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)控和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)檢測(cè)給出指導(dǎo)性建議。

1" " 標(biāo)準(zhǔn)的概況

1.1" " 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目

目前，國(guó)內(nèi)和歐美地區(qū)關(guān)于粘扣帶剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)主要有10個(gè)，如表1。國(guó)標(biāo)GB/T 3903.20-2008和GB/T 3903.21-2008分別參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 22777-2004和ISO 22776-2004編寫(xiě)，與歐洲標(biāo)準(zhǔn)幾乎相同。GB/T 23315-2009中關(guān)于剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的儀器設(shè)備、試樣制備、測(cè)試步驟、計(jì)算的描述較為簡(jiǎn)略。美標(biāo)ASTM D5170-1998（2021） 和ASTM D5169-1998（2021）與國(guó)標(biāo)和歐標(biāo)均有較大的差別。本文主要對(duì)國(guó)內(nèi)的GB/T 23315-2009、GB/T 3903.20-2008、GB/T 3903.21-2008等3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析。其他的一些標(biāo)準(zhǔn)，可以參照本文對(duì)這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分析進(jìn)行關(guān)注。

1.2" " 適用范圍

GB/T 3903.20、GB/T 3903.21適用于各種鞋類(lèi)粘扣帶。GB/T 23315沒(méi)有特指適用于各種鞋類(lèi)粘扣帶，各種鞋帽服飾、箱包、玩具等產(chǎn)品上的粘扣帶，都可采用此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

1.3" " 測(cè)試原理

1.3.1" " 剝離強(qiáng)度

GB/T 3903.20和GB/T 23315中6.2的剝離強(qiáng)度測(cè)試原理是相同的，都是在規(guī)定條件下將粘扣帶的鉤面和圈面壓在一起，用拉力試驗(yàn)機(jī)從粘扣帶一端沿著長(zhǎng)度方向剝開(kāi)一定長(zhǎng)度，得到所需的力值，然后根據(jù)公式計(jì)算出單位有效寬度所需的力，即為剝離強(qiáng)度。

1.3.2" " 剪切強(qiáng)度

GB/T 3903.21和GB/T 23315中6.1的剪切強(qiáng)度測(cè)試原理相同，即按照要求，將粘扣帶一定的長(zhǎng)度和一定的寬度進(jìn)行粘合，得到一定的粘合區(qū)域平面，然后在拉力試驗(yàn)機(jī)上，沿著與粘扣帶長(zhǎng)邊平行的方向，以恒定速度將粘扣帶拉開(kāi)，根據(jù)公式計(jì)算出剪切強(qiáng)度。

2" " 操作步驟與結(jié)果計(jì)算的注意點(diǎn)

2.1" " 有效寬度和有效長(zhǎng)度的規(guī)定及測(cè)量

3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試樣有效寬度和有效長(zhǎng)度的規(guī)定和測(cè)量要點(diǎn)，見(jiàn)表2。值得注意的是，GB/T 3903.20規(guī)定了按照EN 12240測(cè)量粘扣帶有效寬度的方法，并未規(guī)定具體的有效寬度。送來(lái)檢測(cè)的樣品寬度，從幾毫米到幾十毫米都有可能，根據(jù)樣品的實(shí)際寬度來(lái)測(cè)定有效寬度，對(duì)于很寬的樣品（如寬度大于50mm），檢驗(yàn)員將選擇一個(gè)小于實(shí)際寬度的適合測(cè)試的寬度，而且要與實(shí)驗(yàn)室的滾輪壓力相匹配，使有效寬度上滾壓壓力為（1.0€？.1）N/mm，滾輪配置規(guī)格有限，所以有效寬度需進(jìn)行一定的規(guī)定。

GB/T 23315中剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度均規(guī)定，有效寬度為20mm（寬度＜20mm時(shí)，以實(shí)際有效寬度為準(zhǔn)），粘合有效長(zhǎng)度為50mm。此標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定較詳細(xì)，便于檢驗(yàn)人員操作上統(tǒng)一。

2.2" " 4個(gè)鉤面粘扣帶和4個(gè)圈面粘扣帶的粘合組合方式

鉤面粘扣帶的鉤和圈面粘扣帶的毛圈都有方向性，所以兩個(gè)組合粘在一起時(shí)，不同的粘合方式會(huì)導(dǎo)致不同的粘合強(qiáng)力。幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，粘合組合方式的描述雖有差別，但實(shí)際操作方法應(yīng)該都是相同的。

2.3" " 粘合所用的滾筒重量

GB/T 23315中6.1.1規(guī)定，拉力試驗(yàn)專(zhuān)用滾筒重量3.3kg。GB/T 3903.20的5.2和GB/T 3903.21的5.2規(guī)定，滾筒能夠?qū)υ嚇用亢撩讓挾仁┘樱?.0€？.1）N的力，未對(duì)滾筒重量做明確的規(guī)定。

2.4" " 粘合時(shí)的滾壓方式

這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，為使粘扣帶粘合牢固，滾壓粘合方式不同，具體見(jiàn)表2。

2.5" " 強(qiáng)力機(jī)上拉伸速度

3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，試樣在強(qiáng)力機(jī)上的拉伸速度區(qū)別，見(jiàn)表2。

2.6" " 數(shù)據(jù)測(cè)量的次數(shù)

GB/T 3903.20中，試樣會(huì)重復(fù)測(cè)量，所以4個(gè)粘合粘扣帶每個(gè)產(chǎn)生3個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，共產(chǎn)生12個(gè)結(jié)果。GB/T 23315中剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度均為一組4個(gè)樣品，每個(gè)樣品只測(cè)試一次，未重復(fù)測(cè)量。GB/T 3903.21的8.1.5中規(guī)定，測(cè)量4個(gè)粘合試樣分開(kāi)所需的最大力，并未重復(fù)測(cè)量。

2.7" " 力值的取值方法

GB/T 3903.20的8.1.12中規(guī)定，測(cè)定剝離力的平均值。GB/T 23315中6.1.4規(guī)定，拉力最大力值為剪切力。6.2.3規(guī)定，拉力峰值的平均值為剝離力。GB/T 3903.21的8.1.5.3中規(guī)定，記錄分開(kāi)所需的最大力。

2.8" " 最終報(bào)告結(jié)果

最終報(bào)告結(jié)果的區(qū)別，見(jiàn)表2。

3" " 實(shí)驗(yàn)部分

3.1" " 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

GB/T 3903.20-2008，GB/T 3903.21-2008、GB/T 23315-2009等3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，由于試樣準(zhǔn)備、滾輪壓力、滾壓方法、數(shù)值測(cè)試次數(shù)和取值方法有較大不同，本部分通過(guò)購(gòu)買(mǎi)市售粘扣帶，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，對(duì)重點(diǎn)操作步驟進(jìn)行說(shuō)明，以供相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)參考。

3.2" " 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備

3.2.1" " 材料

錦綸粘扣帶，市售；機(jī)織紡織鉤面，機(jī)織紡織圈面。

3.2.2" " 試樣制備

從試樣距頭端100mm開(kāi)始，剪取一段寬度20mm長(zhǎng)度420mm的圈面粘扣帶。每隔100mm做標(biāo)記，4段100mm，每段從頭端方向依次標(biāo)記1、2。鉤面粘扣帶按照上述方法同樣操作，如圖1。

按照EN 12240方法，用3把鋼尺測(cè)量圈面粘扣帶和鉤面粘扣帶的有效寬度，每個(gè)測(cè)3個(gè)數(shù)據(jù)，分別求平均值，取兩個(gè)平均值中較小值作為粘合粘扣帶的有效寬度。

按照標(biāo)記將圈面粘扣帶和鉤面粘扣帶剪下來(lái)，將圈面1和鉤面1粘合，作為組合試樣11；將圈面1和鉤面2粘合，作為組合試樣12；將圈面2和鉤面1粘合，作為組合試樣21；將圈面2和鉤面2粘合，作為組合試樣22，如圖2為剝離強(qiáng)度圈面與鉤面粘合組合方式，如圖3為剪切強(qiáng)度圈面與鉤面粘合組合方式。剝離強(qiáng)度測(cè)試時(shí)，也是從如圖2每個(gè)試樣左邊分別標(biāo)記為11、12、21、22的一端開(kāi)始剝離。

3.3" " 儀器

AI-7000S拉力試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司。

3.4" " 實(shí)驗(yàn)方法

將本文3.2.2中制備好的4組試樣，每組的4個(gè)粘合試樣分別按照GB/T 3903.20-2008、GB/T 23315-2009中6.2、GB/T 3903.21-2008、GB/T 23315-2009中6.1的滾壓方式、強(qiáng)力機(jī)上拉伸規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)中的取值方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.5" " 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.5.1" " 剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

3.5.2" " 剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

3.5.3" " 結(jié)果分析

從表3和表4中可以看出， GB/T 23315-2009中6.2剝離強(qiáng)度測(cè)試出的4個(gè)試樣的剝離力結(jié)果均大于GB/T 3903.20測(cè)出的結(jié)果，GB/T 23315-2009中6.1剪切強(qiáng)度測(cè)試出的4個(gè)試樣的剪切力結(jié)果均大于GB/T 3903.21測(cè)試出的結(jié)果。剝離強(qiáng)度結(jié)果和剪切強(qiáng)度結(jié)果也是如此。這是因?yàn)?，在試樣有效寬度均?0mm時(shí)，GB/T 23315-2009中所用滾輪的重量為3.3kg，滾壓試樣時(shí)，給試樣施加的力為有效寬度每毫米1.617N，而GB/T 3903.20和GB/T 3903.21中所用滾輪的重量為2.0kg，滾壓試樣時(shí)，給試樣施加的力為有效寬度每毫米1.0N，此處差別較大，對(duì)剝離力和剪切力的影響較大。而且，在剝離強(qiáng)度試驗(yàn)中，GB/T 3903.20中每個(gè)粘合試樣剝離力的取值是剝離力的平均值，但GB/T 23315-2009中6.2每個(gè)粘合試樣剝離力取值是拉力峰值的平均值。

從測(cè)試結(jié)果可以看出，對(duì)于同一標(biāo)準(zhǔn)的4個(gè)試樣，不同的粘合組合方式，測(cè)試出的力值并不那么均勻，存在一定的差別。這是因?yàn)殂^面粘扣帶的鉤和圈面粘扣帶的圈存在方向性，不同的組合的粘合牢固程度不一樣，會(huì)產(chǎn)生不同的力值，在實(shí)際操作時(shí)需要注意按照?qǐng)D2和圖3的4種組合方式，將4種組合方式均進(jìn)行測(cè)試。

從表3和表4可以看出，GB/T 23315-2009的剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度均是先計(jì)算4個(gè)試樣的平均剝離力或剪切力，再計(jì)算剝離強(qiáng)度或剪切強(qiáng)度。但GB/T 3903.20和GB/T 3903.21先分別計(jì)算各個(gè)試樣的剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，再按照?qǐng)?bào)告出具要求取剝離強(qiáng)度或剪切強(qiáng)度的最小值、最大值或平均值。

4" " 結(jié)論及建議

操作方法或測(cè)試結(jié)果取值方式不同，可能對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，決定著產(chǎn)品是否合格。本文對(duì)粘扣帶的剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度3個(gè)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的區(qū)別、要點(diǎn)和未明確規(guī)定的地方，進(jìn)行詳細(xì)的分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算和表達(dá)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款和檢測(cè)方法進(jìn)行深入的解讀。建議使用該標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，關(guān)注本文所提到的一些要點(diǎn)，特別注意鉤面和圈面的取樣標(biāo)記、4種粘合組合方式、滾輪的質(zhì)量、試樣力值取值方式和結(jié)果計(jì)算方式，在實(shí)際操作中，進(jìn)行合理的統(tǒng)一性操作。建議今后修訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試樣的有效寬度、組合粘合方式、滾輪的質(zhì)量和尺寸、對(duì)試樣有效寬度的粘合壓力等，作出更加詳細(xì)的規(guī)定。

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