Eine vergleichende Analyse grundlegender mechanischer Eigenschaften Testmethoden für Textilien

Textilien unterliegen im täglichen Gebrauch einer Vielzahl von Beschädigungen wie Bruch, Reißen und Bersten durch mechanische äußere Kräfte wie Zug, Druck, Biegung und Reibung etc. Daher sind die grundlegenden mechanischen Eigenschaften von Textilien beeinflussen die Haltbarkeit von Textilien und sind das Hauptelement der Qualitätsbewertung.

Der Artikel beschreibt den Schadensmechanismus der grundlegenden mechanischen Eigenschaften von Textilien wie Reißfestigkeit, Reißfestigkeit, Berstfestigkeit und Nahteigenschaften und stellt die Prüfmethoden für die mechanischen Eigenschaften von Stoffen und die während des Testprozesses zu beachtenden Punkte, die eine gewisse Referenzrolle bei der Verbesserung der Testgenauigkeit und Produktqualität spielen können.

★ Maximale Kraft

Die maximale Kraft der Gewebeaufzeichnung, wenn ein Probekörper während eines Zugversuchs unter den angegebenen Bedingungen zum Reißen gebracht wird.

1 Schadensprinzip

Wenn der Stoff durch eine äußere Kraft gedehnt wird, wird das Garn im Stoff durch die Biegung allmählich gestreckt, das gedehnte Garn wird dünner, das nicht gedehnte Garn in seitlicher Richtung unter Einwirkung des tangentialen Gleitwiderstands, beide Seiten des Garns allmählich nach innen konkav, der Stoff wird „bund-taillenförmig“, und schließlich reißt der Faden nacheinander ab und der Stoff zerfällt. Ein Diagramm des Gewebedehnungs- und -bruchprozesses ist unten gezeigt.

2 Prüfnormen

ISO 13934-1: Textilien – Zugeigenschaften von Geweben – Teil 1: Bestimmung der maximalen Kraft und Dehnung bei maximaler Kraft nach der Streifenmethode
ISO 13934-2: Textilien – Zugeigenschaften von Geweben – Teil 1: Bestimmung der maximalen Kraft nach der Greifmethode

Beide Prüfverfahren sind für Gewebe geeignet und können auf andere Gewebe angewendet werden, in der Regel jedoch nicht auf elastische Gewebe, Geotextilien, Glasfasergewebe sowie Kohlefaser- und Polyolefin-Flachfasergewebe. Beide Testmethoden verwenden eine konstante Dehnungsrate (CRE), um die maximale Kraft von Geweben im nassen und trockenen Zustand zu testen.

Das Prinzip der Strip-Methode: Eine Stoffprobe definierter Größe mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Reißen dehnen. Das Prinzip der Greifmethode: Halten Sie den mittleren Teil der Probe in einen Greifer mit festgelegter Größe und dehnen Sie die Probe mit einer konstanten Geschwindigkeit, bis sie reißt.

Beim Streifenverfahren wird die gesamte Breite der Probe durch den Greifer gehalten und gedehnt, während beim Greifverfahren der mittlere Teil der Probe durch den Greifer in Breitenrichtung gehalten und gedehnt wird. Im Vergleich zum Greifverfahren liefert das Streifenverfahren weniger ungleichmäßige Ergebnisse und spart Prüfmaterial, dafür ist die Gewebeprobe einfacher auf das Greifverfahren vorzubereiten und der Prüfablauf entspricht eher der tatsächlichen Anwendung. Messlänge, Probengröße und Dehnungsgeschwindigkeit der beiden Normale sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Normen	ISO 13934-1 Streifenmethode	ISO 13934-2 Griffmethode
Spurlänge /mm	Dehnung bei maximaler Kraft≤75%: 200±1 Dehnung bei maximaler Kraft＞75%: 100±1	100 ± 1 oder 75 ± 1 Mit Zustimmung des Betroffenen Parteien
Probengröße /mm	Länge >200 effektive Breite: 50±0.5 (ohne Rohkanten)	Breite: 100±2 Länge＞100
Verlängerungsrate	20mm/min oder 100mm/min	50mm / min

★ reißend SStärke

Beim tatsächlichen Tragen des Stoffes werden bestimmte Teile des Stoffes plötzlich einer konzentrierten Belastung ausgesetzt, zum Beispiel wenn bestimmte Teile des Stoffes plötzlich von spitzen Gegenständen eingehakt werden oder wenn der Körper hockt und die Hüfte oder der Schritt der Hose plötzlich einer äußeren Krafteinwirkung ausgesetzt, wird das Garn maximal belastet und bricht oder reißt.

1 Schadensprinzip

Beim Reißen eines Gewebes bildet sich ein Spannungsdreieck, die Reißfestigkeit eines Gewebes korreliert positiv mit der Einzelfadenfestigkeit und je größer die Dehnung bei Maximalkraft des Garns, desto größer das Spannungsdreieck und desto größer die Anzahl der belasteten Garne und daher umso höher die Reißfestigkeit.

2 Prüfnormen

Bei der Verwendung verschiedener Stoffe in unterschiedlichen Szenarien gibt es verschiedene Formen des Reißens. Zur Prüfung der Reißfestigkeit von Stoffen stehen derzeit folgende Verfahren zur Verfügung.

ISO 13937-1: Textilien – Weiterreißeigenschaften von Geweben – Teil 1: Bestimmung der Weiterreißkraft mit ballistischem Pendelverfahren (Elmendorf)
ISO 13934-2: Textilien – Weiterreißeigenschaften von Geweben – Teil 2: Bestimmung der Reißkraft von hosenförmigen Probekörpern (Einzelreißverfahren)
ISO 13937-3: Textilien – Weiterreißeigenschaften von Geweben – Teil 3: Bestimmung der Reißkraft von flügelförmigen Probekörpern (Einzelreißverfahren)
ISO 13937-4: Textilien – Weiterreißeigenschaften von Geweben – Teil 4: Bestimmung der Reißkraft von zungenförmigen Probekörpern (Doppelreißtest)
ISO 9073-4: Textilien – Prüfverfahren für Vliesstoffe – Teil 4: Bestimmung der Reißfestigkeit

Die oben genannten Testmethoden basieren auf unterschiedlichen Prinzipien und die gebildeten Dreiecke sind deutlich unterschiedlich und die erhaltenen Ergebnisse sind nicht vergleichbar. Beispielsweise eignet sich das ballistische Pendelverfahren im Allgemeinen besser für Köperstoffe mit einer höheren Reißfestigkeit, wie beispielsweise Denimstoffe; das hosenförmige Exemplar (Einreißverfahren) eignet sich generell eher für verschiedene Gewebe (Baumwolle bedruckte und gefärbte Stoffe, gekämmte Wolle) und Vliesstoffe mit regelmäßiger Reißrichtung.

★ Sprengung Stärke

Unter der Einwirkung der Last senkrecht zur Ebene tritt das Phänomen der Berstausdehnung und des Berstens auf, und die Kraft zu diesem Zeitpunkt wird als Berstfestigkeit bezeichnet. Der Bersttest ähnelt der Kraft, die auf ein Kleidungsstück an Ellbogen, Knie usw. ausgeübt wird und simuliert die reale Situation beim Tragen. Es eignet sich besonders für Gestricke, Triaxialgewebe, Vliese und Fallschirmgewebe und ist ein wichtiger Indikator zur Beurteilung der Eigenqualität einiger Gestricke.

1 Schadensprinzip

Unter der Wirkung der Berstkraft dehnt sich das Gewebe und beginnt sich zunächst in Kett- und Schussrichtung zu verformen, und an der Stelle der schwächsten Festigkeit reißt das Garn und reißt dann entlang der Kett- oder Schussrichtung, so dass ein rechter Winkel entsteht oder linearer Bruch.

2 Prüfnormen

ISO 3303-1: Gummi- oder kunststoffbeschichtete Gewebe – Bestimmung der Berstfestigkeit – Teil 1: Stahlkugelverfahren.
Prüfprinzip: Einspannen eines Prüfkörpers zwischen starren koaxialen Öffnungen, eine mit fester Geschwindigkeit durchfahrende polierte Stahlkugel wird gegen den Prüfkörper bis zum Versagen gedrückt. Die zum Versagen erforderliche Kraft und die Verschiebung der polierten Stahlkugel beim Versagen werden aufgezeichnet.

ISO 13938-1: Textilien – Bersteigenschaften von Geweben – Teil 1: Hydraulisches Verfahren zur Bestimmung der Berstfestigkeit und Berstdehnung.
Prüfprinzip: Probe auf ein ausfahrbares Diaphragma spannen und Flüssigkeitsdruck unter das Diaphragma ausüben, wodurch Diaphragma und Probe gezwungen werden, sich auszudehnen, das Flüssigkeitsvolumen mit konstanter Geschwindigkeit erhöhen, bis sich die Probe ausdehnt und platzt und der Berstdruck gemessen wird.

ISO 13938-2: Textilien – Bersteigenschaften von Gewebe – Teil 2: Pneumatisches Verfahren zur Bestimmung der Berstfestigkeit und Berstdehnung.
Testprinzip: Es ist im Wesentlichen das gleiche wie bei der hydraulischen Methode, außer dass ein Druckgas unter der Membran aufgebracht wird, wodurch sich Membran und Probe ausdehnen.

Bei den beiden letztgenannten Methoden gibt es im Allgemeinen keinen signifikanten Unterschied zwischen den Ergebnissen, die mit hydraulischen und pneumatischen Brechgeräten erzielt werden, wenn der Druck 800 kPa nicht überschreitet, der Druckbereich, der das Leistungsniveau der gängigsten Kleidungsstücke abdeckt. Für spezielle Textilien mit höheren Berstdrücken ist das hydraulische Verfahren besser geeignet.

★ Naht Performance

Das Kleidungsstück besteht im Allgemeinen aus mehreren Stoffstücken, und die Stelle, an der die Stoffstücke aufeinandertreffen, wird als Naht bezeichnet. Die Qualität der Nähte hat einen direkten Einfluss auf die Qualität des Stoffes und seine Leistung.

An der Naht können die Festigkeit und das Rutschen des Garns die Eignung des Textil- und Bekleidungsgewebes stark beeinträchtigen, daher ist die Nahtleistung ein wichtiger Indikator. Gestricke werden hauptsächlich auf Nahtfestigkeit, Gewebe auf Nahtfestigkeit und Garnrutschfestigkeit an der Naht beurteilt.

1 Nahtstärke

Gestricke und gewebte Stoffe aufgrund unterschiedlicher Webverfahren, wodurch sich Gewebe in der Gewebestruktur ergeben, können Leistung und Stil stark variieren, ihre Nahtfestigkeitsprüfverfahren sind ebenfalls unterschiedlich.

1.1 Gestricke und elastische Stoffe

Für die Nahtfestigkeit von Gestricken und elastischen Stoffen werden zwei Verfahren verwendet:
FZ/T 01030: Maschenware und elastische Gewebe – Bestimmung der maximalen Kraft auf Nahtbruch und Berstdehnung – Berstverfahren
FZ/T 01031: Maschenware und elastische Gewebe – Bestimmung der maximalen Kraft auf Nahtbruch und Nahtdehnung – Greifverfahren

1.2 Gewebe

Die Nahtfestigkeit von Geweben wird nach ISO 13935-1 (Streifenverfahren) und ISO 13935-2 (Greifverfahren) geprüft. Diese beiden Prüfverfahren sind anwendbar auf die geraden Nähte von Geweben, nicht anwendbar auf elastische Gewebe, Geokunststoffe, Vliese, beschichtete Gewebe, Glasfasergewebe sowie Kohlefasern und Polyolefin-Flachdraht Herstellung von Geweben, die Hauptprüfung Parameter der beiden Testmethoden sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Hauptprüfparameter von ISO 13935-1 und ISO 13935-2

Normen	ISO 13935-1	ISO 13935-2
Messlänge / mm	200 1 ±	100 1 ±
Probengröße / mm	350 * 100	25 * 25
Verlängerungsrate	100mm / min	50mm / min

2 Rutschfestigkeit des Garns an der Naht

Schlupf tritt auf, wenn das Garn an der Naht Zug und Reibung ausgesetzt ist, dh das Kettgarn im Gewebe bewegt sich auf dem Schussgarn (Kettgarn) und der Schlupf ist irreversibel, der Garnschlupf wird hauptsächlich zur Messung der slip Nahtleistung des Gewebes.

Die Fähigkeit des Gewebes, Rutschschäden zu widerstehen, wird als Rutschhemmung bezeichnet und hat einen direkten Einfluss auf die Gebrauchstauglichkeit des Gewebes. Das Prüfverfahren für die Rutschfestigkeit an einer Naht von gewebten Stoffen ist die Norm ISO 13936
Teil 1: Methode zum Öffnen der festen Naht
Teil 2: Festlastmethode
Teil 3: Nadelklemmmethode

★ Hinweise beim Testen

1 Atmosphäre des Konditionierens und Testens

Die Gewebefestigkeit wird hauptsächlich durch die Festigkeit der Fasern beeinflusst. Temperatur und Feuchtigkeit der Testumgebung beeinflussen die Temperatur- und Feuchtigkeitsaufnahme der Fasern, was wiederum die innere Struktur, den Zustand und die Zugeigenschaften der Fasern beeinflusst.

Bei konstanter Feuchtigkeitsaufnahme der Fasern und steigender Temperatur nimmt die thermische Bewegung der Makromoleküle innerhalb der Faser zu, die Flexibilität der Makromoleküle nimmt zu und die intermolekulare Bindung wird geschwächt, was zu einer Abnahme der Festigkeit der einzelnen Fasern führt. Bei konstanter Temperatur gilt: Je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto schwächer ist die intermolekulare Bindung der Fasern und desto lockerer der kristalline Bereich, was zu einer Verringerung der Festigkeit der Fasern führt. Daher sollte die Prüfung in strikter Übereinstimmung mit den Standardvorschriften unter den Standardatmosphärenbedingungen für die Konditionierung und Prüfung durchgeführt werden.

2 Prüfgerät

Die Empfindlichkeit und Stabilität des Instruments haben einen gewissen Einfluss auf die Testergebnisse. Wenn die Empfindlichkeit des Instruments gering ist, wird die Vorspannung ungenau, und wenn die Stofffestigkeit gering ist, hat dies einen Einfluss auf die Testergebnisse. Wenn die Stofffestigkeit groß ist, führt die Instabilität des Instruments dazu, dass der CV-Wert der Testergebnisse groß wird, was die Genauigkeit des Tests beeinträchtigt. Wenn die beiden Klemmen nicht in derselben Ebene liegen, der Klemmhalter rutschig oder die Klemmoberfläche uneben ist, führt dies zum Bruch der Probe in der Nähe der Klemme, wodurch die Authentizität der Prüfergebnisse beeinträchtigt wird.

3 Vorspannung

Beim Testen der Stofffestigkeit ist oft eine Vorspannung erforderlich. Der Zweck der Vorspannung besteht darin, den Stoff gerade, aber nicht gedehnt zu machen. Eine zu hohe Vorspannung kann Faserschäden verursachen und damit die Gewebefestigkeit beeinträchtigen; eine zu geringe Vorspannung kann dazu führen, dass sich die Faser nicht ausreichend begradigt und somit das endgültige Testergebnis beeinflusst.

4 Probenahme

Die Probenahme sollte gemäß der Norm erfolgen und sollte repräsentativ sein, Knicke, Knicke und Kanten usw. vermeiden und keine Fehler enthalten, die die Testergebnisse beeinträchtigen würden.

5 Der Betreiber

Die Probenvorbereitung sollte in strikter Übereinstimmung mit den Anforderungen der Norm durchgeführt werden und die Hände sollten trocken und sauber gehalten werden, um zu vermeiden, dass Schweiß an den Händen die Testergebnisse beeinflusst.

★ CSchlussfolgerung

Dieser Artikel identifiziert einige Faktoren, die die Testergebnisse, den Anwendungsbereich der Testmethoden, die Testumgebung während der Tests, die Apparatur, die Probenahme und den standardisierten Betrieb beeinflussen, die verwendet werden können, um die Genauigkeit der Tests im Labor zu verbessern und Hersteller bei der effektiven Verbesserung der Produktqualität anleiten.