Un análisis comparativo de los métodos de prueba de propiedades mecánicas básicas para textiles

En el curso del uso diario, los textiles están sujetos a una variedad de formas de daño, como rotura, desgarro y estallido causado por fuerzas mecánicas externas como tracción, compresión, flexión y fricción, etc. Por lo tanto, las propiedades mecánicas básicas de Los textiles influyen en la durabilidad de los textiles y son el elemento principal de la evaluación de la calidad.

El artículo describe el mecanismo de daño de las propiedades mecánicas básicas de los textiles, como la resistencia a la rotura, la resistencia al desgarro, la resistencia al estallido y las propiedades de la costura, e introduce los métodos de prueba para las propiedades mecánicas de los tejidos y las cuestiones que deben tenerse en cuenta durante el proceso de prueba, que pueden desempeñar un cierto papel de referencia para mejorar la precisión de las pruebas y la calidad del producto.

★ Fuerza máxima

La fuerza máxima del registro de la tela cuando se toma una muestra de prueba para romperse durante una prueba de tracción en las condiciones especificadas.

1 Principio de daño

Cuando la tela se estira por una fuerza externa, el hilo en la tela se endereza gradualmente por la curva, el hilo estirado se vuelve más delgado, el hilo no estirado en la dirección lateral bajo la acción de la resistencia al deslizamiento tangencial, ambos lados del hilo gradualmente cóncava hacia adentro, la tela adquiere la forma de un haz de cintura y, finalmente, el hilo se rompe uno por uno y la tela se desintegra. A continuación se muestra un diagrama del proceso de estiramiento y fractura de la tela.

2 Estándares de prueba

ISO 13934-1: Textiles.Propiedades de tracción de los tejidos.Parte 1: Determinación de la fuerza máxima y elongación a la fuerza máxima utilizando el método de la tira.
ISO 13934-2: Textiles.Propiedades de tracción de los tejidos.Parte 1: Determinación de la fuerza máxima mediante el método de agarre.

Ambos métodos de ensayo son adecuados para tejidos y pueden aplicarse a otros tejidos, pero no normalmente a tejidos elásticos, geotextiles, tejidos de fibra de vidrio y tejidos de filamentos planos de fibra de carbono y poliolefina. Ambos métodos de prueba utilizan una tasa de extensión constante (CRE) para probar la fuerza máxima de las telas en estado húmedo y seco.

El principio del método de la tira: estirar una muestra de tela de un tamaño definido a una velocidad constante hasta que se rompa. El principio del método de agarre: sujete la parte central de la muestra en una pinza de tamaño específico y estire la muestra a una velocidad constante hasta que se rompa.

En el método de tira, la pinza sujeta y estira todo el ancho de la muestra, mientras que en el método de agarre, la pinza sujeta y estira la parte central de la muestra en la dirección de la anchura. En comparación con el método de agarre, el método de tira da resultados menos desiguales y ahorra material de prueba, pero la muestra de tela es más fácil de preparar para el método de agarre y el procedimiento de prueba se asemeja más al uso real. La longitud del calibre, el tamaño de la muestra y la tasa de extensión de los dos estándares se muestran en la siguiente tabla.

Estándar	Método de tira ISO 13934-1	Método de agarre ISO 13934-2
Longitud del indicador / milímetro	alargamiento a la fuerza máxima≤75%: 200 ± 1 alargamiento con fuerza máxima ＞ 75%: 100 ± 1	100 ± 1 o 75 ± 1 Con el consentimiento del partes interesadas
Tamaño de la muestra / milímetro	longitud> 200 ancho efectivo: 50 ± 0.5 (excluyendo bordes en bruto)	ancho: 100 ± 2 longitud ＞ 100
Tasa de extensión	20 mm / min o 100 mm / min	50mm / min

★ Rasgando Sentrenar

Cuando la tela está realmente gastada, ciertas partes de la tela se ven sometidas repentinamente a una carga concentrada, por ejemplo, si ciertas partes de la tela se enganchan repentinamente con objetos afilados o si el cuerpo está en cuclillas y la cadera o la entrepierna de los pantalones están sometido repentinamente a una fuerza externa, el hilo se someterá a una carga máxima y luego se romperá o agrietará.

1 Principio de daño

Se forma un triángulo de tensión durante el desgarro de una tela, la resistencia al desgarro de una tela se correlaciona positivamente con la resistencia del hilo individual y cuanto mayor es el alargamiento a la fuerza máxima del hilo, mayor es el triángulo de tensión y mayor es el número de tensiones hilos, y por lo tanto, mayor es la resistencia al desgarro.

2 Estándares de prueba

Hay varias formas de desgarro en el uso de varios tejidos en diferentes escenarios. Los siguientes métodos están disponibles actualmente para probar la resistencia al desgarro de los tejidos.

ISO 13937-1: Textiles.Propiedades de desgarro de los tejidos.Parte 1: Determinación de la fuerza de desgarro mediante el método de péndulo balístico (Elmendorf).
ISO 13934-2: Textiles.Propiedades de desgarro de los tejidos.Parte 2: Determinación de la fuerza de desgarro de muestras de prueba con forma de pantalón (método de desgarro único).
ISO 13937-3: Textiles.Propiedades de desgarro de los tejidos.Parte 3: Determinación de la fuerza de desgarro de probetas con forma de ala (método de desgarro único).
ISO 13937-4: Textiles.Propiedades de desgarro de los tejidos.Parte 4: Determinación de la fuerza de desgarro de probetas con forma de lengua (ensayo de desgarro doble).
ISO 9073-4: Textiles.Métodos de ensayo para telas no tejidas.Parte 4: Determinación de la resistencia al desgarro.

Los métodos de prueba mencionados anteriormente se basan en principios diferentes y los triángulos formados son significativamente diferentes y los resultados obtenidos no son comparables. Por ejemplo, el método del péndulo balístico es generalmente más adecuado para tejidos de sarga con una mayor resistencia al desgarro, como los tejidos de mezclilla; la muestra en forma de pantalón (método de rasgado único) es generalmente más adecuada para varias telas tejidas (telas de algodón estampadas y teñidas, lana peinada) y telas no tejidas con una dirección de rasgado regular.

★ Muy lleno Fortalecimiento

Bajo la acción de la carga perpendicular al plano, la tela aparece el fenómeno de ruptura y expansión, y la fuerza en este momento se llama fuerza de ruptura. La prueba de ruptura es similar a la fuerza aplicada a una prenda en el codo, rodilla, etc. y simula la situación real cuando se usa. Es especialmente adecuado para tejidos de punto, tejidos triaxiales, no tejidos y tejidos de paracaídas, y es un indicador importante para evaluar la calidad intrínseca de algunos tejidos de punto.

1 Principio de daño

Bajo la acción de la fuerza de ruptura, la tela se alarga y primero comienza a deformarse a lo largo de las direcciones de urdimbre y trama, y ​​en el punto de menor resistencia, el hilo se rompe y luego se desgarra a lo largo de la dirección de la urdimbre o trama, presentando un ángulo recto o ruptura lineal.

2 estándares de prueba

ISO 3303-1: Tejidos recubiertos de caucho o plástico. Determinación de la resistencia al estallido. Parte 1: Método de bola de acero.
Principio de prueba: sujete una muestra de prueba entre aberturas coaxiales rígidas, se presiona una bola de acero pulido que atraviesa a una velocidad fija contra la pieza de prueba hasta que se produce la falla. Se registra la fuerza necesaria para provocar la falla y el desplazamiento de la bola de acero pulido en la falla.

ISO 13938-1: Textiles. Propiedades de rotura de los tejidos. Parte 1: Método hidráulico para la determinación de la resistencia a la rotura y la distensión de rotura.
Principio de prueba: sujete la muestra en un diafragma extensible y aplique presión de líquido debajo del diafragma, forzando el diafragma y la muestra a expandirse, aumentando el volumen de líquido a una velocidad constante hasta que la muestra se expanda y reviente y se mida la presión de estallido.

ISO 13938-2: Textiles. Propiedades de ruptura de la tela. Parte 2: Método neumático para la determinación de la resistencia al estallido y la distensión al estallido.
Principio de prueba: es esencialmente el mismo que el método hidráulico, excepto que se aplica un gas comprimido debajo del diafragma, lo que obliga al diafragma y a la muestra a expandirse.

Para los dos últimos métodos, generalmente no hay una diferencia significativa entre los resultados obtenidos usando aparatos de rotura hidráulicos y neumáticos cuando la presión no excede los 800KPa, el rango de presión que cubre el nivel de desempeño de las prendas más comunes. Para textiles especiales con presiones de ruptura más altas, el método hidráulico es más adecuado.

★ Costura Pendimiento

La prenda generalmente se compone de varias piezas de tela, y la posición en la que las piezas de tela se encuentran se llama costura. La calidad de las costuras tiene un impacto directo sobre la calidad del tejido y su rendimiento.

En la costura, la resistencia y el deslizamiento del hilo pueden afectar seriamente la idoneidad del tejido y la tela de la ropa, por lo que el rendimiento de la costura es un indicador importante. Los tejidos de punto se evalúan principalmente para determinar la resistencia de la costura, los tejidos se evalúan para determinar la resistencia de la costura y la resistencia al deslizamiento del hilo en la costura.

1 fuerza de costura

Las telas de punto y las telas tejidas debido a los diferentes métodos de tejido, lo que da como resultado una tela en la estructura del tejido, el rendimiento y el estilo varían mucho, sus métodos de prueba de resistencia de la costura también son diferentes.

1.1 Tejidos de punto y tejidos elásticos

Se utilizan dos métodos para la resistencia de la costura de tejidos de punto y elásticos:
FZ / T 01030: Tejidos de punto y tejidos elásticos - Determinación de la fuerza máxima para la rotura de la costura y la distensión del estallido - Método de estallido
FZ / T 01031: Tejidos de punto y tejidos elásticos - Determinación de la fuerza máxima para la rotura y elongación de la costura - Método de agarre

1.2 Tejidos

La resistencia de la costura de las telas tejidas se prueba de acuerdo con ISO 13935-1 (método de tira) e ISO 13935-2 (método de agarre). Estos dos métodos de prueba son aplicables a las costuras rectas de tejidos, no aplicable a tejidos elásticos, geosintéticos, tejidos no tejidos, tejidos revestidos, tejidos de fibra de vidrio, así como fibras de carbono y producción de tejidos de alambre plano de poliolefina, el ensayo principal Los parámetros de los dos métodos de prueba se muestran en la siguiente tabla.

Principales parámetros de prueba de ISO 13935-1 e ISO 13935-2

Estándar	ISO-13935 1	ISO-13935 2
Longitud de calibre / mm	200±1	100±1
Tamaño de la muestra / mm	* 350 100	* 25 25
Tasa de extensión	100mm / min	50mm / min

2 Resistencia al deslizamiento del hilo en la costura

El deslizamiento ocurre cuando el hilo en la costura está sujeto a tensión y fricción, es decir, el hilo de urdimbre (trama) en la tela tejida se mueve sobre el hilo de trama (urdimbre) y el deslizamiento es irreversible, el deslizamiento del hilo se usa principalmente para medir el rendimiento de la costura de la tela tejida.

La capacidad de la tela tejida para resistir el daño por deslizamiento se denomina resistencia al deslizamiento y tiene un impacto directo en la capacidad de servicio de la tela. El método de prueba para la resistencia al deslizamiento en una costura de tejidos es el estándar ISO 13936
Parte 1: método de apertura de costura fija
Parte 2: método de carga fija
Parte 3: método de pinza de aguja

★ Notas en las pruebas

1 Atmósfera de acondicionamiento y prueba.

La resistencia de la tela está influenciada principalmente por la resistencia de las fibras. La temperatura y la humedad del entorno de prueba afectarán la recuperación de temperatura y humedad de las fibras, lo que a su vez afecta la estructura interna, el estado y las propiedades de tracción de las fibras.

Cuando la recuperación de humedad de las fibras es constante y la temperatura aumenta, el movimiento térmico de las macromoléculas dentro de la fibra aumenta, la flexibilidad de las macromoléculas aumenta y el enlace intermolecular se debilita, lo que resulta en una disminución en la resistencia de las fibras individuales. En condiciones de temperatura constante, cuanto mayor es la humedad relativa, más débil es la unión intermolecular de las fibras y más floja es el área cristalina, lo que da como resultado una reducción de la resistencia de las fibras. Por lo tanto, la prueba debe realizarse estrictamente de acuerdo con las regulaciones estándar, bajo las condiciones atmosféricas estándar para acondicionamiento y prueba.

2 Aparato de prueba

La sensibilidad y estabilidad del instrumento tendrán un cierto impacto en los resultados de la prueba. Cuando la sensibilidad del instrumento es baja, hará que la tensión previa sea imprecisa, y si la resistencia de la tela es pequeña, tendrá un impacto en los resultados de la prueba. Cuando la resistencia de la tela es grande, la inestabilidad del instrumento hará que el valor CV de los resultados de la prueba sea grande, lo que afectará la precisión de la prueba. Si las dos abrazaderas no están en el mismo plano, el agarre de la abrazadera es resbaladizo o la superficie de la abrazadera es desigual, hará que la muestra se rompa cerca de la abrazadera, lo que afectará la autenticidad de los resultados de la prueba.

3 Pre-tensión

A menudo se requiere tensión previa en la prueba de resistencia de la tela, el propósito de la tensión previa es hacer que la tela sea recta pero no alargada. Demasiada tensión previa puede dañar la fibra y, por tanto, afectar la resistencia del tejido; muy poco pretensado puede hacer que la fibra no se enderece lo suficiente, afectando así los resultados finales de la prueba.

4 Muestreo

El muestreo debe tomarse de acuerdo con la norma y debe ser representativo, evitando arrugas, pliegues y bordes, etc. y no debe contener defectos que afecten los resultados de la prueba.

5 El operador

El proceso de preparación de la muestra debe llevarse a cabo estrictamente de acuerdo con los requisitos de la norma y las manos deben mantenerse secas y limpias para evitar que el sudor de las manos afecte los resultados de la prueba.

★ Conclusión

Este artículo identifica algunos de los factores que afectan los resultados de la prueba, el ámbito de aplicación de los métodos de prueba, el entorno de prueba durante la prueba, el aparato, el muestreo y la operación estandarizada, que se pueden utilizar para mejorar la precisión de las pruebas en el laboratorio y guiar a los fabricantes en la mejora efectiva de la calidad del producto.