Une analyse comparative des méthodes de test des propriétés mécaniques de base pour les textiles

Au cours de leur utilisation quotidienne, les textiles sont soumis à diverses formes de dommages, tels que la rupture, la déchirure et l'éclatement causés par des forces mécaniques externes telles que la traction, la compression, la flexion et le frottement, etc. Par conséquent, les propriétés mécaniques de base de les textiles influencent la durabilité des textiles et sont le principal élément d'évaluation de la qualité.

L'article décrit le mécanisme d'endommagement des propriétés mécaniques de base des textiles telles que la résistance à la rupture, la résistance à la déchirure, la résistance à l'éclatement et les propriétés de couture, et présente les méthodes d'essai pour les propriétés mécaniques des tissus et les questions qui doivent être notées pendant le processus de test, qui peuvent jouer un certain rôle de référence dans l'amélioration de la précision des tests et de la qualité du produit.

★ Force maximale

La force maximale du tissu enregistrée lorsqu'une éprouvette est amenée à se rompre lors d'un essai de traction dans les conditions spécifiées.

1 Principe du dommage

Lorsque le tissu est étiré par une force extérieure, le fil dans le tissu est progressivement redressé par le pli, le fil étiré devient plus fin, le fil non étiré dans le sens latéral sous l'action de la résistance au glissement tangentiel, des deux côtés du fil progressivement concave vers l'intérieur, le tissu prend la forme d'un « faisceau à la taille », et finalement le fil se casse un par un et le tissu se désintègre. Un diagramme du processus d'étirement et de rupture du tissu est présenté ci-dessous.

2 Normes d'essai

ISO 13934-1 : Textiles – Propriétés de traction des tissus – Partie 1 : Détermination de la force maximale et de l'allongement à la force maximale par la méthode de la bande
ISO 13934-2 : Textiles – Propriétés de traction des tissus – Partie 1 : Détermination de la force maximale à l'aide de la méthode du grappin

Les deux méthodes d'essai conviennent aux tissus tissés et peuvent être appliquées à d'autres tissus, mais généralement pas aux tissus élastiques, aux géotextiles, aux tissus en fibre de verre et aux tissus à filaments plats en fibre de carbone et en polyoléfine. Les deux méthodes d'essai utilisent un taux d'extension constant (CRE) pour tester la force maximale des tissus à l'état humide et sec.

Le principe de la méthode de la bande : étirer une éprouvette de tissu d'une taille définie à une vitesse constante jusqu'à sa rupture. Le principe de la méthode de préhension : tenir la partie centrale de l'échantillon dans une pince de taille spécifiée et étirer l'échantillon à une vitesse constante jusqu'à ce qu'il se rompe.

Dans la méthode par bande, toute la largeur de l'échantillon est maintenue et étirée par la pince, tandis que dans la méthode par préhension, la partie centrale de l'échantillon est maintenue et étirée par la pince dans le sens de la largeur. Par rapport à la méthode de préhension, la méthode de la bande donne des résultats moins inégaux et économise du matériel d'essai, mais l'échantillon de tissu est plus facile à préparer pour la méthode de préhension et la procédure de test ressemble plus à l'utilisation réelle. La longueur de référence, la taille de l'échantillon et le taux d'extension des deux étalons sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Standard	Méthode de bande ISO 13934-1	Méthode de préhension ISO 13934-2
Longueur de la jauge / millimètre	allongement à la force maximale≤75% : 200±1 allongement à la force maximale＞75% : 100±1	100 ± 1 ou 75 ± 1 Avec le consentement du parties concernées
Taille de l'échantillon / millimètre	longueur >200 largeur effective : 50±0.5 (hors bords bruts)	largeur: 100±2 longueur＞100
Taux d'extension	20 mm/min ou 100 mm/min	50mm / min

★ Déchirure Sforce

Lorsque le tissu est effectivement porté, certaines parties du tissu sont soudainement soumises à une charge concentrée, par exemple, si certaines parties du tissu sont soudainement accrochées par des objets pointus ou si le corps est accroupi et que la hanche ou l'entrejambe du pantalon sont subitement soumis à une force extérieure, le fil va être soumis à une charge maximale et va alors se casser ou se fissurer.

1 Principe du dommage

Un triangle de contrainte est formé lors de la déchirure d'un tissu, la résistance à la déchirure d'un tissu est positivement corrélée avec la résistance du fil individuel et plus l'allongement à la force maximale du fil est grand, plus le triangle de contrainte est grand et plus le nombre de contraintes est important. fils, et donc plus la résistance à la déchirure est élevée.

2 Normes d'essai

Il existe différentes formes de déchirure dans l'utilisation de divers tissus dans différents scénarios. Les méthodes suivantes sont actuellement disponibles pour tester la résistance à la déchirure des tissus.

ISO 13937-1 : Textiles – Propriétés de déchirure des tissus – Partie 1 : Détermination de la force de déchirure par la méthode du pendule balistique (Elmendorf)
ISO 13934-2 : Textiles – Propriétés de déchirure des tissus – Partie 2 : Détermination de la force de déchirure des éprouvettes en forme de pantalon (Méthode de la déchirure simple)
ISO 13937-3 : Textiles – Propriétés de déchirure des tissus – Partie 3 : Détermination de la force de déchirure des éprouvettes en forme d'aile (Méthode de la déchirure simple)
ISO 13937-4 : Textiles – Propriétés de déchirure des tissus – Partie 4 : Détermination de la force de déchirure des éprouvettes en forme de languette (Essai de double déchirure)
ISO 9073-4 : Textiles – Méthodes d'essai des non-tissés – Partie 4 : Détermination de la résistance à la déchirure

Les méthodes d'essai mentionnées ci-dessus sont basées sur des principes différents et les triangles formés sont significativement différents et les résultats obtenus ne sont pas comparables. Par exemple, la méthode du pendule balistique est généralement plus adaptée aux tissus sergés avec une résistance à la déchirure plus élevée, tels que les tissus denim ; l'éprouvette en forme de pantalon (méthode de la déchirure simple) est généralement plus adaptée à divers tissus (tissus imprimés et teints en coton, lainages peignés) et aux non-tissés avec un sens de déchirure régulier.

★ Éclatement Force

Sous l'action de la charge perpendiculaire au plan, le tissu apparaît le phénomène d'expansion et de rupture à l'éclatement, et la force à ce moment est appelée résistance à l'éclatement. Le test d'éclatement est similaire à la force appliquée à un vêtement au niveau du coude, du genou, etc. et simule la situation réelle lorsqu'il est porté. Il est particulièrement adapté aux tricots, aux triaxiaux, aux non-tissés et aux parachutes, et est un indicateur important pour évaluer la qualité intrinsèque de certains tricots.

1 Principe du dommage

Sous l'action de la force d'éclatement, le tissu s'allonge et commence d'abord à se déformer dans le sens de la chaîne et de la trame, et au point de résistance la plus faible, le fil se casse puis se déchire dans le sens de la chaîne ou de la trame, présentant un angle droit ou rupture linéaire.

2 Normes d'essai

ISO 3303-1 : Tissus enduits de caoutchouc ou de plastique – Détermination de la résistance à l'éclatement – ​​Partie 1 : Méthode de la bille d'acier.
Principe de l'essai : pincer une éprouvette entre des ouvertures coaxiales rigides, une bille d'acier poli se déplaçant à vitesse fixe est pressée contre l'éprouvette jusqu'à rupture. La force nécessaire pour provoquer la rupture et le déplacement de la bille d'acier poli lors de la rupture sont enregistrés.

ISO 13938-1 : Textiles – Propriétés d'éclatement des tissus – Partie 1 : Méthode hydraulique de détermination de la résistance à l'éclatement et de la distension à l'éclatement.
Principe du test : serrez l'échantillon sur un diaphragme extensible et appliquez une pression de liquide sous le diaphragme, forçant le diaphragme et l'échantillon à se dilater, augmentant le volume de liquide à une vitesse constante jusqu'à ce que l'échantillon se dilate et éclate et que la pression d'éclatement soit mesurée.

ISO 13938-2 : Textiles – Propriétés d'éclatement du tissu – Partie 2 : Méthode pneumatique pour la détermination de la résistance à l'éclatement et de la distension à l'éclatement.
Principe du test : c'est essentiellement le même que la méthode hydraulique, sauf qu'un gaz comprimé est appliqué sous le diaphragme, forçant le diaphragme et l'échantillon à se dilater.

Pour ces deux dernières méthodes, il n'y a généralement pas de différence significative entre les résultats obtenus à l'aide d'appareils de coupure hydrauliques et pneumatiques lorsque la pression ne dépasse pas 800KPa, la plage de pression qui couvre le niveau de performance de la plupart des vêtements courants. Pour les textiles spéciaux avec des pressions d'éclatement plus élevées, la méthode hydraulique est plus appropriée.

★ Couture Pperformance

Le vêtement est généralement composé de plusieurs morceaux de tissu, et la position où les morceaux de tissu se rencontrent s'appelle la couture. La qualité des coutures a un impact direct sur la qualité du tissu et ses performances.

Au niveau de la couture, la résistance et le glissement du fil peuvent sérieusement affecter l'adéquation du textile et du tissu d'habillement, la performance des coutures est donc un indicateur important. Les tissus tricotés sont principalement évalués pour la résistance des coutures, les tissus tissés sont évalués pour la résistance des coutures et la résistance au glissement du fil au niveau de la couture.

1 force de couture

Les tissus tricotés et les tissus tissés en raison de différentes méthodes de tissage, résultant en un tissu dans la structure du tissu, les performances et le style varient considérablement, leurs méthodes de test de résistance des coutures sont également différentes.

1.1 Tissus tricotés et tissus élastiques

Deux méthodes sont utilisées pour la résistance des coutures des tissus tricotés et élastiques :
FZ/T 01030 : Tissus tricotés et tissus élastiques – Détermination de la force maximale à la rupture des coutures et à la distension à l'éclatement – ​​Méthode d'éclatement
FZ/T 01031 : Tissus tricotés et tissus élastiques – Détermination de la force maximale à la rupture et à l'allongement des coutures – Méthode de préhension

1.2 Tissus tissés

La résistance des coutures des tissus tissés est testée conformément à la norme ISO 13935-1 (méthode de la bande) et ISO 13935-2 (méthode de la saisie). Ces deux méthodes d'essai sont applicables aux coutures droites des tissus tissés, non applicables aux tissus tissés élastiques, aux géosynthétiques, aux tissus non tissés, aux tissus enduits, aux tissus en fibres de verre ainsi qu'aux fibres de carbone et à la production de fils plats en polyoléfine de tissus, le test principal Les paramètres des deux méthodes d'essai sont indiqués dans le tableau suivant.

Principaux paramètres d'essai des normes ISO 13935-1 et ISO 13935-2

Standard	ISO-13935 1	ISO-13935 2
Longueur de jauge / mm	200 1 ±	100 1 ±
Taille de l'échantillon / mm	350 * 100	25 * 25
Taux d'extension	100mm / min	50mm / min

2 Résistance au glissement du fil à la couture

Le glissement se produit lorsque le fil au niveau de la couture est soumis à une tension et à un frottement, c'est-à-dire que le fil de chaîne (trame) du tissu se déplace sur le fil de trame (chaîne) et que le glissement est irréversible, le glissement du fil est principalement utilisé pour mesurer le performance de couture du tissu tissé.

La capacité du tissu à résister aux dommages dus au glissement est appelée résistance au glissement et elle a un impact direct sur l'aptitude au service du tissu. La méthode d'essai pour la résistance au glissement au niveau d'une couture de tissus est la norme ISO 13936
Partie 1 : Méthode d'ouverture de couture fixe
Partie 2 : Méthode de charge fixe
Partie 3 : Méthode de pince à aiguille

★ Remarques sur les tests

1 Ambiance de conditionnement et de test

La résistance du tissu est principalement influencée par la résistance des fibres. La température et l'humidité de l'environnement d'essai affecteront la température et la reprise d'humidité des fibres, ce qui à son tour affecte la structure interne, l'état et les propriétés de traction des fibres.

Lorsque la reprise d'humidité des fibres est constante et que la température augmente, le mouvement thermique des macromolécules au sein de la fibre augmente, la flexibilité des macromolécules augmente et la liaison intermoléculaire est affaiblie, entraînant une diminution de la résistance des fibres individuelles. Dans des conditions de température constante, plus l'humidité relative est élevée, plus la liaison intermoléculaire des fibres est faible et plus la zone cristalline est lâche, ce qui entraîne une réduction de la résistance des fibres. Par conséquent, le test doit être effectué en stricte conformité avec les réglementations standard, dans les conditions d'atmosphère standard pour le conditionnement et les tests.

2 Appareil d'essai

La sensibilité et la stabilité de l'instrument auront un certain impact sur les résultats du test. Lorsque la sensibilité de l'instrument est faible, cela rendra la pré-tension inexacte, et si la résistance du tissu est faible, cela aura un impact sur les résultats du test. Lorsque la résistance du tissu est élevée, l'instabilité de l'instrument entraînera une valeur CV des résultats du test élevée, affectant la précision du test. Si les deux pinces ne sont pas dans le même plan, si la poignée de la pince est glissante ou si la surface de la pince est inégale, cela entraînera la rupture de l'échantillon près de la pince, affectant ainsi l'authenticité des résultats du test.

3 Pré-tension

La pré-tension est souvent requise dans les tests de résistance du tissu, le but de la pré-tension est de rendre le tissu droit mais pas allongé. Une pré-tension trop importante peut endommager les fibres et ainsi affecter la résistance du tissu ; une pré-tension trop faible peut empêcher la fibre de se redresser suffisamment, affectant ainsi les résultats finaux du test.

4 Échantillonnage

L'échantillonnage doit être effectué conformément à la norme et doit être représentatif, éviter les plis, les plis et les bords, etc. et ne doit pas contenir de défauts qui pourraient affecter les résultats de l'essai.

5 L'opérateur

Le processus de préparation de l'échantillon doit être effectué en stricte conformité avec les exigences de la norme et les mains doivent être maintenues sèches et propres pour éviter que la transpiration sur les mains n'affecte les résultats du test.

★ Cinclusion

Cet article identifie certains des facteurs qui affectent les résultats des tests, le champ d'application des méthodes de test, l'environnement de test pendant les tests, l'appareil, l'échantillonnage et le fonctionnement standardisé, qui peuvent être utilisés pour améliorer la précision des tests en laboratoire et guider les fabricants dans l'amélioration efficace de la qualité des produits.