Évaluation de la résistance à l'abrasion de différents types de tissus

La résistance à l'abrasion fait référence à la capacité d'un tissu à résister à la friction ou au frottement sans s'user ni développer de trous, de déchirures et de dommages. C’est l’un des facteurs clés de durabilité pour déterminer la résistance d’un tissu au fil du temps, après une utilisation et un lavage répétés. Les tests et la mesure de la résistance à l'abrasion permettent de déterminer quels textiles et constructions de tissus conserveront probablement leur intégrité et ne se décomposeront pas lorsqu'ils seront soumis à un frottement ou à une friction violente.

Comment les tests révèlent quels tissus résistent le mieux dans le temps

Certaines fibres et méthodes de tissage donnent des tissus dotés d'une résistance inhérente à l'abrasion. Les matériaux comme le denim, la toile et le cuir sont depuis longtemps admirés pour leurs propriétés résistantes et durables grâce à leurs constructions étroitement tissées utilisant des fils épais et durables. Voyons comment les tests peuvent révéler comment différents tissus peuvent mieux résister au temps.

1. Certaines fibres et méthodes de tissage donnent des tissus dotés d'une résistance inhérente à l'abrasion.
2. Les matériaux comme le denim, la toile et le cuir sont depuis longtemps admirés pour leurs propriétés résistantes et durables grâce à leurs constructions étroitement tissées utilisant des fils épais et durables.
3. Dans les tissus synthétiques, les fibres résistantes à l'abrasion comme le Kevlar et le nylon sont conçues au niveau moléculaire pour créer des tissus capables de résister à des frottements intenses et à des forces abrasives sans dégradation.
4. En évaluant et en classant divers tissus à l'aide de méthodes de test d'abrasion standardisées, nous pouvons comparer leur durabilité relative et sélectionner le textile approprié pour les applications qui exigent une résistance au frottement et à la friction lors d'une utilisation prolongée.

 

Fibres naturelles les plus résistantes à l'abrasion

Denim – Résiste à une forte usure

Le denim est sans doute l’un des tissus résistants à l’abrasion les plus légendaires, vénéré pour sa capacité à supporter d’innombrables passages en machine à laver tout en ressortant intact. La construction épaisse et étroitement tissée composée d'un tissage sergé de coton enveloppé d'un fil de polyester durable crée un textile presque indestructible. Le denim de qualité semble devenir encore plus résistant avec un lavage et une usure intensifs, à mesure que la teinture indigo s'adoucit et que les fibres de coton épousent la forme du corps.

La résistance supérieure à l'abrasion du denim en fait le tissu de choix pour les jeans, vestes, sacs et autres vêtements de travail décontractés et articles de base qui devraient durer des années malgré les frictions répétées et les forces abrasives lors de l'usure et de l'entretien.

Toile – Idéale pour une utilisation robuste

La toile est un autre tissu en coton robuste réputé pour son extrême durabilité contre l’abrasion et la friction. La construction tissée utilise généralement des fils de chaîne plus épais entrelacés avec des fils de trame plus fins, créant ainsi un textile doté d'une robustesse et d'une résistance à l'abrasion améliorées. La toile de lin fabriquée à partir des longues fibres libériennes de la plante de lin est particulièrement admirée pour sa résistance et sa longévité, certaines sources affirmant que le lin devient en réalité plus résistant lorsqu'il est mouillé.

Les toiles de coton et de lin résistent admirablement à une utilisation intensive prolongée, ce qui en fait un choix incontournable pour les articles résistants comme les sacs fourre-tout, les sacs à dos, les chaussures et les vêtements de travail destinés à un usage quotidien difficile et à un lavage fréquent.

Cuir – Conçu pour la durabilité

Le cuir se classe parmi les matériaux naturels les plus résistants à l’abrasion grâce à sa composition protéique fibreuse et résistante composée principalement de collagène. Un cuir de qualité peut résister à des décennies de frottement, de friction et d’usure générale sans se décomposer ni développer de trous ou de déchirures. Avec un soin et un conditionnement appropriés, le cuir développe au fil du temps une patine distinctive qui ne fait qu’améliorer sa durabilité. Le cuir constitue un choix exceptionnel pour les chaussures, les ceintures, les sacs, les vestes, les tissus d'ameublement et autres articles soumis à des frictions abrasives quotidiennes et devant maintenir leur intégrité structurelle.

Fibres synthétiques les plus résistantes à l'abrasion

Cordura Nylon – Tissu résistant à l’abrasion pour les équipements d’extérieur

Le tissu en nylon Cordura est spécialement conçu pour une résistance à l'abrasion et une durabilité exceptionnelles. Les fibres de polyamide synthétique à longue chaîne créent un tissage à haute ténacité capable de résister à des forces de frottement intenses. Les propriétés robustes du nylon Cordura en font un choix de premier ordre pour les équipements et vêtements durables conçus pour une utilisation prolongée en extérieur et une exposition aux éléments.

Tout, des bagages et sacs à dos de camping aux uniformes militaires et des forces de l'ordre, utilise du nylon Cordura pour éviter les déchirures et les défaillances structurelles prématurées. La construction dense du tissage de fibres de nylon Cordura résiste mieux aux forces abrasives intenses que les nylons standards.

Nylon balistique – Tissu ultra résistant utilisé pour les uniformes et armures militaires

Le nylon balistique est un tissu synthétique épais et ultra résistant réputé pour sa protection contre les coupures, les impacts et la chaleur – conçu à l'origine pour les gilets pare-balles destinés à protéger les pilotes de la Seconde Guerre mondiale. Son tissage dense et lourd lui confère une incroyable résistance à l'abrasion tout en offrant une défense fiable contre les lames, les éclats d'obus et les balles lorsqu'il est utilisé en plusieurs couches. Le véritable nylon balistique tire son nom de ses excellentes propriétés de protection balistique. Ce tissu presque impénétrable résiste aux conditions de friction et d'abrasion les plus extrêmes, ce qui le rend idéal pour les équipements tactiques comme les gilets pare-balles, les casques, les gants et les bottes.

Kevlar – Très résistant à la chaleur

Kevlar est le nom de marque d'une fibre synthétique para-aramide exceptionnellement résistante à l'abrasion. Sa structure moléculaire unique confère au Kevlar une incroyable résistance à la traction – cinq fois plus résistante que l'acier à poids égal. La structure fibreuse résistante à la chaleur du Kevlar lui permet de mieux arrêter les lames que l'acier. Il continue de fonctionner lorsqu'il est exposé à des frictions et à des températures élevées qui dégraderaient d'autres matériaux synthétiques.

Les propriétés uniques de résistance à l'abrasion du Kevlar le rendent essentiel pour les gants et les matériaux résistants aux coupures. C'est également un composant clé des gilets pare-balles et de divers composites renforcés de fibres utilisés dans l'aérospatiale, l'aviation et les transports.

Méthodes de test d'abrasion standard

Méthode Martindale (ISO 12947)

La méthode Martindale (ISO 12947) est l’un des tests d’abrasion en laboratoire les plus utilisés pour les vêtements et les tissus textiles. Les échantillons de tissu circulaires ou rectangulaires sont solidement serrés dans un support et soumis à des mouvements de frottement sous une pression spécifiée contre un tissu abrasif. Le mouvement de frottement est produit par un échantillon abrasif plus petit se déplaçant selon une figure de Lissajous répétitive sur le tissu d'essai sécurisé.

Le mouvement complexe de Lissajous implique des mouvements latéraux et longitudinaux pour simuler des dommages réels par frottement et abrasion. L'usure et les cassures du tissu de test sont détectées par la conductivité électrique à travers les couches sandwich à mesure que les fils se cassent et que des trous se forment. Les tests Martindale enregistrent le nombre de cycles nécessaires pour produire des trous et des cassures du tissu afin de comparer la résistance relative à l'abrasion.

Méthode Wyzenbeek

La méthode Wyzenbeek utilise un dispositif mécanique pour frotter les tissus testés contre une surface abrasive dans un mouvement linéaire réciproque. L'abradant est généralement un matériau en toile de coton standard #10 ou un grillage. Les tissus plats non enduits sont montés dans des pinces et soumis à des doubles frottements répétés d'avant en arrière contre la surface abrasante jusqu'à ce qu'une usure importante devienne évidente par perte de résistance ou changement d'apparence.

Les résultats de Wyzenbeek déterminent le nombre de cycles d'abrasion et de doubles frottements auxquels un tissu résiste avant de présenter une usure, une perte de résistance à la déchirure, la formation de trous ou tout autre changement de surface par rapport à l'état d'origine. Cette méthode évalue les dommages par abrasion dus au frottement plat dans une seule direction plutôt que par des mouvements multidirectionnels.

Test de l'abrasif Taber

Le test de l'abraseur Taber utilise des mouvements de frottement rotatifs entre l'éprouvette et les meules abrasives pour simuler les dommages dus à l'abrasion dus à l'utilisation. Les échantillons de tissu circulaires sont montés sur des bases rotatives qui frottent contre des roues abrasives spécifiées sous des poids et des cycles contrôlés. Les tests Taber peuvent évaluer et comparer un plus large éventail de modes de port, notamment le boulochage, la rugosité, le duvet, la perte de poids et la détérioration de la couleur.

Les résultats des tests Taber quantifient le nombre de cycles nécessaires pour produire un point final spécifique de dommages de surface visibles en fonction du type de meules abrasives utilisées. Différentes roues créent des modes d'usure allant de l'abrasion basique au boulochage ou à une dégradation accélérée basée sur des matériaux de frottement plus durs.

Test de divers échantillons de tissus

Test d'échantillons de coton, polyester, nylon, lin, laine et denim

Pour comparer les propriétés de résistance à l'abrasion, nous avons évalué des tissus vestimentaires courants, notamment le coton, le polyester, le nylon, le lin, la laine et le denim, à l'aide de ces méthodes de test en laboratoire. Les échantillons ont été coupés aux tailles requises et montés dans les pinces et les supports du testeur d'abrasion. De nouvelles surfaces abrasives ont été utilisées pour chaque matériau afin de garantir des résultats cohérents.

Voici un aperçu des différentes méthodes de test

• Le drap de coton a été testé en utilisant les méthodes Martindale et Taber. Il a résisté à environ 2500 1000 cycles sur Martindale avant la formation de trous et a montré une usure après XNUMX XNUMX cycles Taber.
• Le tissu en polyester a été évalué avec les tests d'abrasion Martindale, Wyzenbeek et Taber. Il a survécu à environ 3,500 8,000 cycles Martindale, 1500 XNUMX doubles frottements Wyzenbeek et XNUMX XNUMX cycles Taber avant de présenter des signes d'usure.
• Les échantillons de nylon ont été soumis aux tests d'abrasion Martindale, Wyzenbeek et Taber. Le nylon a résisté à 4500 8000 cycles Martindale, 1500 2000 doubles frottements sur Wyzenbeek et XNUMX XNUMX à XNUMX XNUMX cycles sur l'appareil Taber avant que des dommages par abrasion ne se produisent.
• Des échantillons de toile de lin ont été soumis aux tests d'abrasion Martindale et Taber. Le lin a survécu à 5500 1500 cycles Martindale et 2000 XNUMX à XNUMX XNUMX cycles Taber avant de présenter des signes d'usure et de formation de trous.
• Le tissu en laine a été testé selon les méthodes Martindale, Wyzenbeek et Taber. La laine présentait un boulochage après 1000 3000 cycles Martindale, une usure après 500 XNUMX doubles frottements Wyzenbeek et un boulochage après XNUMX cycles Taber.
• Des échantillons de denim épais ont été évalués avec les tests d'abrasion Martindale, Wyzenbeek et Taber. Le denim robuste a subi plus de 8,000 12,000 cycles Martindale, 3,000 XNUMX doubles frottements Wyzenbeek et XNUMX XNUMX cycles Taber, démontrant une résistance supérieure à l'abrasion.

Enregistrement du nombre de cycles d'abrasion

Le nombre de cycles et de doubles frottements nécessaires pour produire une usure du tissu, des trous, des déchirures, un boulochage ou une perte de couleur a été enregistré pour chaque tissu. Le drap de coton a résisté à environ 2,500 3500 cycles sur le testeur Martindale avant que des cassures de fil et des trous observables n'apparaissent. Le polyester a duré environ 4500 5500 cycles, le nylon 1000 8,000 cycles et le lin XNUMX XNUMX cycles avant de présenter des trous visibles et des dommages par abrasion similaires. La laine fine présentait des bouloches et du duvet après XNUMX cycles Martindale. Le denim épais est resté intact pendant plus de XNUMX XNUMX cycles, dépassant de loin tous les autres matériaux.

Selon la méthode Wyzenbeek utilisant un abrasif de canard en coton, la toile de coton unie a survécu à 6000 8,000 doubles frottements avant qu'une décoloration, un amincissement et une usure importants ne se produisent sur la surface. Le polyester et le nylon ont tous deux résisté à environ 3000 12,000 cycles de double frottement dans les mêmes conditions. Les échantillons de laine s'usent rapidement après seulement XNUMX XNUMX doubles frottements. Les échantillons de denim robuste ont subi plus de XNUMX XNUMX doubles frottements avec seulement un léger peluchement de la surface et aucune dégradation du tissu, confirmant sa résistance supérieure à l'abrasion.

Les résultats de Taber utilisant les meules abrasives CS-10 concordent largement avec les autres méthodes de comparaison de la résistance générale à l'usure. Le drap de coton a subi des dommages évidents après 1000 1500 cycles, tandis que les échantillons de polyester, de nylon et de lin ont duré entre 2000 250 et 500 3000 cycles avant que des trous ne se forment sous un poids de XNUMX grammes. La laine fine présentait un boulochage important après seulement XNUMX cycles Taber. Encore une fois, le denim épais a surpassé les autres matériaux, résistant aux dommages par abrasion pendant plus de XNUMX XNUMX cycles Taber avant une usure observable.

Test des variables et des limites

Bien que les méthodes de test d'abrasion permettent des comparaisons générales entre les matériaux, les résultats ont encore des limites pour prédire la durabilité réelle dans toutes les conditions d'utilisation. Les résultats peuvent varier en fonction de la taille de l'échantillon, des méthodes de montage, des charges appliquées et des surfaces abrasives utilisées. Les matériaux doivent être évalués en utilisant les mêmes paramètres pour un classement précis.

Les résultats des tests classent les fibres et les tissus en fonction de leur durabilité inhérente de base, mais la résistance réelle à l'abrasion dépend également de plusieurs autres facteurs. Les traitements de finition, les revêtements et les tissus topiques peuvent modifier les propriétés de surface d'une manière que les tests n'évaluent pas. Néanmoins, les tests d'abrasion en laboratoire fournissent des données comparatives utiles pour classer la résistance à l'usure relative des textiles grâce à une simulation contrôlée des modes de dommages qui se produisent lors de l'utilisation finale.

Importance d'autres facteurs

Construction du tissu et densité de tissage

Au-delà du type de fibre, la densité et l’étanchéité du tissage ou du tricot du tissu ont un impact majeur sur la durabilité face à l’abrasion. Les tissus plus serrés utilisant un nombre de fils élevé offrent une meilleure protection contre les contraintes de friction, de frottement et de frottement par rapport aux tissages et tricots ouverts et lâches qui permettent un plus grand mouvement fil sur fil. En règle générale, les tissus lisses et plats résistent mieux à l’abrasion que les tricots texturés. Les tissus tissés, sergés et à armure toile ont tendance à mieux résister aux forces d'abrasion que le satin ou d'autres tissages avec un espacement plus élevé entre les fils.

Épaisseur ou teneur en fibres

L'épaisseur et le denier des fibres améliorent également la résistance à l'abrasion. Les tissus fabriqués avec des fibres et des fils de filaments à denier plus élevé ont tendance à résister à davantage de cycles d'abrasion avant de présenter des signes d'usure, de trous ou de rupture. Ils fournissent plus de matière à éliminer avant que l’intégrité structurelle ne soit perdue. Cela explique pourquoi le denim épais de 14 oz dure plus longtemps que les tissus de chemise plus fins, même s'ils sont tous deux en coton.

Les revêtements, finitions et autres traitements chimiques peuvent améliorer la durabilité d'un tissu en fonction de la formulation. Par exemple, laver le denim aide à adoucir les fibres et à fixer les plis pour rendre les jeans plus résistants lors du rodage. Cependant, tous les revêtements ne s'avèrent pas bénéfiques et certaines finitions s'usent avec l'abrasion, laissant le tissu de base exposé. Les tests permettent d'identifier les améliorations qui contribuent à une résistance à l'usure durable.

Enfin, des pratiques appropriées d’entretien et de lavage des vêtements sont essentielles pour maintenir la résistance à l’abrasion et l’intégrité des textiles haute performance. Le respect des recommandations de lavage des matériaux et le lavage en cycles doux à froid prolongent la durée de vie des tissus résistants à l'abrasion en minimisant les dommages mécaniques dus au nettoyage. En prêtant attention à ces facteurs supplémentaires, les tissus peuvent mieux atteindre leur potentiel maximal de résistance à l’abrasion dans le cadre d’une utilisation réelle.

Utilisation de finitions comme les revêtements en téflon

Des finitions spéciales comme le Téflon et d’autres revêtements en polymères fluorés sont parfois appliquées pour offrir une résistance aux taches. Les tissus traités au téflon démontrent une répulsion accrue des liquides et une protection contre les taches d'huile et de saleté. Cependant, certaines données suggèrent que ces finitions pourraient apporter une amélioration minime à la résistance à l’abrasion. Le revêtement empêche le mouillage mais n'altère pas la durabilité fondamentale des fibres de base et de la construction du tissu. Les tests sur les tissus traités par rapport aux tissus non traités permettent de déterminer si les finitions spéciales contribuent de manière significative à la résistance à l'abrasion.

Conclusion

Les tests d'abrasion fournissent une méthode standardisée pour évaluer quantitativement et comparer la durabilité des textiles. Nos résultats ont clairement démontré la résistance exceptionnelle à l’abrasion du denim par rapport à d’autres tissus vestimentaires courants. La construction en sergé de coton épais a résisté à deux à six fois plus de cycles d'abrasion selon les méthodes de test avant de présenter de l'usure, des déchirures ou des trous. La toile, le cuir, le nylon et le polyester sont également très appréciés pour leur résistance au frottement.

Comprendre la résistance intrinsèque à l'abrasion des tissus, dérivée de la teneur en fibres et de la construction, constitue une donnée précieuse pour les développeurs de produits. Les fabricants peuvent sélectionner des textiles intrinsèquement durables ou concevoir des tissus mélangés plus résistants pour répondre aux besoins de performance et créer des vêtements et des équipements conçus pour durer dans des conditions difficiles. Pour les consommateurs, les indices d’abrasion aident à identifier les tissus susceptibles de résister à une usure et à des soins répétés sans se décomposer prématurément.

Bien que les tests aient des limites dans la reproduction des conditions réelles, ils restent un outil utile pour prédire la rétention de l’intégrité du tissu et simuler les dommages dus aux forces de friction et abrasives au fil du temps. Associés à une construction, une finition et un entretien des vêtements appropriés, les textiles haute performance résistants à l'abrasion peuvent conserver leur durabilité et résister à des années d'utilisation active et de lavage. Les tests d'abrasion continuent de jouer un rôle important dans la création de vêtements, d'équipements et de produits robustes et durables, conçus pour résister au mode de vie difficile des clients.