Evaluación de la resistencia a la abrasión de diferentes tipos de tejidos

La resistencia a la abrasión se refiere a la capacidad de una tela para resistir la fricción o el roce sin desgastarse ni desarrollar agujeros, desgarros ni daños. Es uno de los factores clave de durabilidad para determinar qué tan bien una tela resistirá el paso del tiempo con el uso y lavado repetidos. Probar y medir la resistencia a la abrasión ayuda a revelar qué textiles y construcciones de telas probablemente mantendrán su integridad y no se romperán cuando se sometan a un roce o fricción contundente.

Cómo las pruebas revelan qué tejidos se mantienen mejor con el tiempo

Ciertas fibras y métodos de tejido dan como resultado tejidos con una resistencia inherente a la abrasión. Materiales como la mezclilla, la lona y el cuero han sido admirados durante mucho tiempo por sus propiedades resistentes y duraderas gracias a sus construcciones de tejido apretado que utilizan hilos gruesos y duraderos. Veamos cómo las pruebas pueden revelar cómo diferentes tejidos pueden resistir mejor el tiempo.

1. Ciertas fibras y métodos de tejido dan como resultado tejidos con una resistencia inherente a la abrasión.
2. Materiales como la mezclilla, la lona y el cuero han sido admirados durante mucho tiempo por sus propiedades resistentes y duraderas gracias a sus construcciones de tejido apretado que utilizan hilos gruesos y duraderos.
3. En los tejidos sintéticos, las fibras resistentes a la abrasión como el Kevlar y el nailon están diseñadas a nivel molecular para crear tejidos que puedan soportar una fricción intensa y fuerzas abrasivas sin degradarse.
4. Al evaluar y clasificar varios tejidos utilizando métodos de prueba de abrasión estandarizados, podemos comparar su durabilidad relativa y seleccionar el textil adecuado para aplicaciones que exigen resistencia al roce y la fricción durante un uso prolongado.

 

Fibras naturales más resistentes a la abrasión

Denim: resiste el desgaste intenso

Podría decirse que el denim es uno de los tejidos resistentes a la abrasión más legendarios, venerado por su capacidad de soportar innumerables viajes a través de la lavadora y aún así salir intacto. La construcción gruesa y densamente tejida compuesta de tejido de sarga de algodón envuelto con hilo de poliéster duradero crea un tejido casi indestructible. La mezclilla de calidad parece volverse aún más fuerte con el lavado y el uso intensos a medida que el tinte índigo se suaviza y las fibras de algodón se adaptan a la forma del cuerpo.

La resistencia superior a la abrasión de la mezclilla la convierte en la tela preferida para jeans, chaquetas, bolsos y otras prendas de trabajo y prendas básicas informales que se espera que duren años a pesar de la fricción repetida y las fuerzas abrasivas durante el uso y el cuidado.

Lona: ideal para uso rudo

El lienzo es otro tejido de algodón resistente celebrado por su extrema durabilidad contra la abrasión y la fricción. La construcción tejida normalmente utiliza hilos de urdimbre más gruesos entrelazados con hilos de trama más finos, creando un textil con mayor robustez y resistencia a la abrasión. Los lienzos de lino hechos de las largas fibras de la planta de lino son especialmente admirados por su resistencia y longevidad, y algunas fuentes afirman que el lino en realidad se vuelve más fuerte cuando se moja.

Tanto la lona de algodón como la de lino resisten admirablemente un uso prolongado y resistente, lo que hace que la lona sea una opción ideal para artículos pesados ​​como bolsos, mochilas, zapatos y ropa de trabajo destinados al uso diario intenso y al lavado frecuente.

Cuero: diseñado para mayor durabilidad

El cuero se encuentra entre los materiales naturales más resistentes a la abrasión gracias a su composición proteica fibrosa y resistente, compuesta principalmente de colágeno. El cuero de calidad puede soportar décadas de roce, fricción y desgaste general sin romperse ni desarrollar agujeros ni desgarros. Con el cuidado y acondicionamiento adecuados, el cuero desarrolla una pátina distintiva con el tiempo que solo mejora su durabilidad. El cuero es una opción excepcional para calzado, cinturones, bolsos, chaquetas, tapicería y otros artículos que reciben fricción abrasiva diaria y necesitan mantener su integridad estructural.

Fibras sintéticas más resistentes a la abrasión

Cordura Nylon: tejido resistente a la abrasión para equipos de exterior

El tejido de nailon Cordura está especialmente diseñado para ofrecer una resistencia a la abrasión y una durabilidad excepcionales. Las fibras de poliamida sintética de cadena larga crean un tejido de alta tenacidad capaz de soportar intensas fuerzas de roce y fricción. Las propiedades resistentes del nailon Cordura lo convierten en la mejor opción para equipos y prendas duraderos diseñados para uso prolongado en exteriores y exposición a los elementos.

Todo, desde equipaje y mochilas para acampar hasta uniformes militares y policiales, utiliza nailon Cordura para evitar rasgaduras, desgarros y fallas estructurales prematuras. La densa construcción del tejido de fibra de nailon Cordura resiste las fuerzas abrasivas intensas mejor que los nailon estándar.

Nailon balístico: tejido ultrarresistente utilizado para uniformes y armaduras militares.

El nailon balístico es un tejido sintético grueso y ultrarresistente conocido por su protección contra cortes, impactos y calor, diseñado originalmente para chalecos antibalas para proteger a los pilotos de la Segunda Guerra Mundial. Su tejido denso y pesado le otorga una increíble resistencia a la abrasión y, al mismo tiempo, proporciona una defensa confiable contra espadas, metralla y balas cuando se usa en múltiples capas. El verdadero nailon balístico recibe su nombre por sus excelentes propiedades de protección balística. Este tejido casi impenetrable resiste las condiciones abrasivas y de fricción más extremas, lo que lo hace ideal para equipos tácticos como chalecos antibalas, cascos, guantes y botas.

Kevlar: altamente resistente al calor

Kevlar es el nombre comercial de una fibra sintética de para-aramida excepcionalmente resistente a la abrasión. Su estructura molecular única le da a Kevlar una increíble resistencia a la tracción: cinco veces más fuerte que el acero en igualdad de peso. La estructura de fibra resistente al calor de Kevlar le permite detener las hojas mejor que el acero. Continúa funcionando cuando se expone a alta fricción y temperaturas que degradarían otros materiales sintéticos.

Las propiedades únicas de resistencia a la abrasión del Kevlar lo hacen esencial para guantes y materiales resistentes a cortes. También es un componente clave en chalecos antibalas y diversos compuestos reforzados con fibra utilizados en la industria aeroespacial, la aviación y el transporte.

Métodos de prueba de abrasión estándar

Método Martindale (ISO 12947)

El método Martindale (ISO 12947) Es una de las pruebas de abrasión de laboratorio más utilizadas para prendas de vestir y tejidos textiles. Las muestras de tejido circulares o rectangulares se sujetan firmemente en un soporte y se someten a movimientos de fricción bajo una presión específica contra un tejido abrasivo. El movimiento de fricción es producido por una muestra abrasiva más pequeña que se mueve siguiendo una figura de Lissajous repetida sobre la tela de prueba asegurada.

El complejo movimiento de Lissajous implica movimientos laterales y longitudinales para simular daños por abrasión y rozaduras en el mundo real. El desgaste y las roturas en el tejido de prueba se detectan mediante la conductividad eléctrica a través de las capas sándwich a medida que los hilos se rompen y se desarrollan agujeros. Las pruebas de Martindale registran el número de ciclos necesarios para producir agujeros y roturas en la tela para comparar la resistencia relativa a la abrasión.

método Wyzenbeek

El método Wyzenbeek utiliza un dispositivo mecánico para frotar los tejidos de prueba contra una superficie abrasiva con un movimiento lineal recíproco. El abrasivo suele ser un material de lona de pato de algodón número 10 estándar o una malla de alambre. Las telas planas sin recubrimiento se montan en abrazaderas y se someten a repetidos frotamientos dobles de un lado a otro contra la superficie abrasiva hasta que se hace evidente un desgaste sustancial por pérdida de resistencia o cambio de apariencia.

Los resultados de Wyzenbeek determinan el número de ciclos de abrasión y doble frotamiento que soporta una tela antes de presentar desgaste, pérdida de resistencia al desgarro, formación de agujeros u otros cambios en la superficie en comparación con la condición original. Este método evalúa el daño por abrasión causado por el roce plano en una sola dirección en lugar de movimientos multidireccionales.

Prueba de abrasador Taber

La prueba Taber abraser utiliza movimientos de fricción giratorios entre la muestra de prueba y las ruedas abrasivas para simular el daño por abrasión causado por el uso. Las muestras de tejido circular se montan sobre bases giratorias que frotan contra ruedas abrasivas específicas bajo pesos y ciclos controlados. Las pruebas Taber pueden evaluar y comparar una gama más amplia de modos de uso, incluidos pilling, rugosidad, pelusa, pérdida de peso y deterioro del color.

Los resultados de la prueba Taber cuantifican el número de ciclos necesarios para producir un punto final específico de daño superficial visible según el tipo de muelas abrasivas utilizadas. Las diferentes ruedas crean modos de desgaste que van desde abrasión básica hasta formación de bolitas o rotura acelerada basada en materiales de fricción más duros.

Prueba de varias muestras de tela

Prueba de muestras de algodón, poliéster, nailon, lino, lana y mezclilla

Para comparar las propiedades de resistencia a la abrasión, evaluamos telas de prendas de vestir comunes, incluidos algodón, poliéster, nailon, lino, lana y mezclilla, utilizando estos métodos de prueba de laboratorio. Las muestras se cortaron a los tamaños requeridos y se montaron en las abrazaderas y soportes del probador de abrasión. Se utilizaron nuevas superficies abrasivas para cada material para garantizar resultados consistentes.

Aquí hay una descripción general de los diferentes métodos de prueba.

• La tela de algodón se probó utilizando los métodos de Martindale y Taber. Soportó aproximadamente 2500 ciclos en Martindale antes de que se formaran agujeros y mostrara desgaste después de 1000 ciclos Taber.
• El tejido de poliéster se evaluó con las pruebas de abrasión de Martindale, Wyzenbeek y Taber. Sobrevivió alrededor de 3,500 ciclos Martindale, 8,000 frotamientos dobles Wyzenbeek y 1500 ciclos Taber antes de presentar desgaste.
• Se sometieron muestras de nailon a pruebas de abrasión de Martindale, Wyzenbeek y Taber. El nailon resistió 4500 ciclos Martindale, 8000 frotamientos dobles en Wyzenbeek y 1500-2000 ciclos en el dispositivo Taber antes de que ocurriera daño por abrasión.
• Las muestras de lona de lino se sometieron a pruebas de abrasión Martindale y Taber. El lino sobrevivió 5500 ciclos Martindale y 1500-2000 ciclos Taber antes de mostrar signos de desgaste y formación de agujeros.
• El tejido de lana se probó utilizando los métodos de Martindale, Wyzenbeek y Taber. La lana mostró formación de bolitas después de 1000 ciclos de Martindale, se desgaste después de 3000 frotamientos dobles de Wyzenbeek y mostró formación de bolitas después de 500 ciclos de Taber.
• Se evaluaron muestras de mezclilla pesada con pruebas de abrasión de Martindale, Wyzenbeek y Taber. La resistente mezclilla resistió más de 8,000 ciclos Martindale, 12,000 3,000 frotamientos dobles Wyzenbeek y XNUMX ciclos Taber mostrando una resistencia superior a la abrasión.

Registro del número de ciclos de abrasión

Para cada tejido se registró el número de ciclos y frotamientos dobles necesarios para producir desgaste, agujeros, desgarros, formación de bolitas o pérdida de color en la tela. La tela de algodón resistió aproximadamente 2,500 ciclos en el probador Martindale antes de que aparecieran roturas y agujeros observables en el hilo. El poliéster duró alrededor de 3500 ciclos, el nailon 4500 ciclos y el lino 5500 ciclos antes de presentar agujeros visibles similares y daños por abrasión. La lana fina mostró pelusas y pelusas después de 1000 ciclos Martindale. La mezclilla pesada permaneció intacta durante más de 8,000 ciclos, superando con creces a todos los demás materiales.

Con el método Wyzenbeek, que utilizaba abrasivo de pato de algodón, la lona de algodón simple sobrevivió a 6000 frotaciones dobles antes de que se produjera una decoloración, adelgazamiento y desgaste sustanciales en la superficie. Tanto el poliéster como el nailon duraron alrededor de 8,000 ciclos de doble frotamiento en las mismas condiciones. Las muestras de lana se desgastaron rápidamente después de sólo 3000 frotamientos dobles. Las muestras de mezclilla resistente soportaron más de 12,000 frotamientos dobles con solo una pequeña pelusa en la superficie y sin rotura de la tela, lo que confirma su resistencia superior a la abrasión.

Los resultados de Taber utilizando ruedas abrasivas CS-10 se alinearon en gran medida con los otros métodos para comparar la resistencia al desgaste general. La tela de algodón sufrió daños evidentes después de 1000 ciclos, mientras que las muestras de poliéster, nailon y lino duraron entre 1500 y 2000 ciclos antes de que se formaran agujeros bajo un peso de 250 gramos. La lana fina mostró una formación de bolitas significativa después de sólo 500 ciclos Taber. Una vez más, la mezclilla pesada superó a otros materiales, resistiendo el daño por abrasión durante más de 3000 ciclos Taber antes de que se observara un desgaste.

Prueba de variables y limitaciones

Si bien los métodos de prueba de abrasión permiten comparaciones generales entre materiales, los resultados aún tienen limitaciones a la hora de predecir la durabilidad en el mundo real en todas las condiciones de uso. Los resultados pueden variar según el tamaño de la muestra, los métodos de montaje, las cargas aplicadas y las superficies abrasivos utilizadas. Los materiales deben evaluarse utilizando los mismos parámetros para una clasificación precisa.

Los resultados de las pruebas clasifican las fibras y tejidos según su durabilidad básica inherente, pero la resistencia real a la abrasión también depende de muchos otros factores. Los tratamientos de acabado, los recubrimientos y las telas tópicas pueden alterar las propiedades de la superficie de maneras que las pruebas no evalúan. No obstante, las pruebas de abrasión en laboratorio proporcionan datos comparativos útiles para clasificar la resistencia relativa al desgaste de los textiles mediante la simulación controlada de los modos de daño que ocurren en el uso final.

Importancia de otros factores

Construcción de la tela y densidad del tejido.

Más allá del tipo de fibra, la densidad y la tirantez del tejido o tejido tienen un impacto importante en la durabilidad contra la abrasión. Las telas de construcción más ajustada que utilizan un alto número de hilos brindan más protección contra la fricción, el roce y las tensiones de rozamiento en comparación con los tejidos y tejidos abiertos y sueltos que permiten un mayor movimiento de hilo sobre hilo. Como regla general, los tejidos lisos y planos resisten mejor la abrasión que los tejidos de punto texturizados. Las telas tejidas, de sarga y de ligamento tafetán tienden a resistir las fuerzas de abrasión mejor que el satén u otros tejidos con mayor espacio entre hilos.

Grosor o contenido de fibra.

El espesor de la fibra y el denier también mejoran la resistencia a la abrasión. Las telas construidas con fibras e hilos de filamentos de mayor denier tienden a resistir más ciclos de abrasión antes de presentar desgaste, agujeros o romperse. Proporcionan más material para desgastar antes de que se pierda la integridad estructural. Esto explica por qué la mezclilla pesada de 14 oz dura más que las telas para camisas más delgadas a pesar de que ambas son de algodón.

Los revestimientos, acabados y otros tratamientos químicos pueden mejorar la durabilidad de una tela según la formulación. Por ejemplo, lavar la mezclilla ayuda a suavizar las fibras y fijar los pliegues para fortalecer los jeans a través del desgaste. Sin embargo, no todos los recubrimientos resultan beneficiosos y algunos acabados se desgastan con la abrasión dejando la tela base expuesta. Las pruebas ayudan a identificar qué mejoras contribuyen a una resistencia al desgaste duradera.

Finalmente, las prácticas adecuadas de cuidado y lavado de prendas son esenciales para mantener la resistencia a la abrasión y la integridad de los textiles de alto rendimiento. Seguir las recomendaciones de lavado de materiales y lavar en ciclos suaves y fríos extiende la vida útil de las telas resistentes a la abrasión al minimizar el daño mecánico causado por la limpieza. Si se presta atención a estos factores adicionales, los tejidos pueden alcanzar mejor su potencial máximo de resistencia a la abrasión en el uso en el mundo real.

Uso de acabados como revestimientos de teflón.

A veces se aplican acabados especiales como teflón y otros recubrimientos de fluoropolímero para brindar resistencia a las manchas. Las telas tratadas con teflón demuestran una mayor repelencia a los líquidos y protección contra las manchas de aceite y tierra. Sin embargo, alguna evidencia sugiere que estos acabados pueden proporcionar una mejora mínima en la resistencia a la abrasión. El recubrimiento evita la humectación pero no altera la durabilidad fundamental de las fibras base y la construcción del tejido. Probar telas tratadas versus no tratadas ayuda a aclarar si los acabados especiales contribuyen significativamente a la resistencia a la abrasión.

Conclusión

Las pruebas de abrasión proporcionan un método estandarizado para evaluar y comparar cuantitativamente la durabilidad de los textiles. Nuestros resultados demostraron claramente la excepcional resistencia a la abrasión de la mezclilla en comparación con otros tejidos comunes para prendas de vestir. La construcción de tejido de sarga de algodón pesado resistió de dos a seis veces más ciclos de abrasión a lo largo de los métodos de prueba antes de presentar desgaste, desgarros o agujeros. La lona, ​​el cuero, el nailon y el poliéster también tienen una alta calificación de resistencia al roce.

Comprender la resistencia intrínseca a la abrasión de los tejidos derivada del contenido de fibra y la construcción es información valiosa para los desarrolladores de productos. Los fabricantes pueden seleccionar textiles inherentemente duraderos o diseñar telas mezcladas más resistentes para satisfacer las necesidades de rendimiento y crear prendas y equipos diseñados para durar en condiciones difíciles. Para los consumidores, los índices de abrasión ayudan a identificar las telas que probablemente resistirán el uso y el cuidado repetidos sin romperse prematuramente.

Si bien las pruebas tienen límites a la hora de replicar condiciones del mundo real, siguen siendo una herramienta útil para predecir la retención de la integridad de la tela y simular daños causados ​​por la fricción y las fuerzas abrasivas a lo largo del tiempo. Combinados con una construcción, acabado y cuidado de la prenda adecuados, los textiles de alto rendimiento resistentes a la abrasión pueden mantener su durabilidad y resistir años de uso activo y lavado. Las pruebas de abrasión continúan desempeñando un papel importante en la creación de prendas, equipos y productos resistentes y duraderos diseñados para soportar los estilos de vida difíciles de los clientes.