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Un'analisi comparativa dei metodi di prova delle proprietà meccaniche di base per i tessuti

Nel corso dell'uso quotidiano, i tessuti sono soggetti a una varietà di forme di danno, come rotture, strappi e scoppi causati da forze meccaniche esterne come trazione, compressione, flessione e attrito, ecc. Pertanto, le proprietà meccaniche di base di i tessuti influenzano la durata dei tessuti e sono l'elemento principale della valutazione della qualità.

L'articolo descrive il meccanismo di danneggiamento delle proprietà meccaniche di base dei tessuti come resistenza alla rottura, resistenza allo strappo, resistenza allo scoppio e proprietà di cucitura, e introduce i metodi di prova per le proprietà meccaniche dei tessuti e le questioni che dovrebbero essere annotate durante il processo di test, che possono svolgere un certo ruolo di riferimento nel migliorare l'accuratezza dei test e la qualità del prodotto.

 Forza massima

La forza massima del record di tessuto quando un provino viene portato a rompersi durante una prova di trazione nelle condizioni specificate.

1 Principio di danno

Quando il tessuto viene teso da una forza esterna, il filo nel tessuto viene raddrizzato gradualmente dalla piega, il filo teso diventa più sottile, il filo non teso nella direzione laterale sotto l'azione della resistenza allo scorrimento tangenziale, entrambi i lati del filo gradualmente concavo verso l'interno, il tessuto diventa “fascio di cintura”, e alla fine il filo si rompe uno ad uno e il tessuto si disintegra. Di seguito è mostrato un diagramma del processo di stiramento e frattura del tessuto.

rottura di provini di tessuto sotto tensione

2 Standard di prova

ISO 13934-1: Tessili - Proprietà di trazione dei tessuti - Parte 1: Determinazione della forza massima e dell'allungamento alla forza massima utilizzando il metodo della striscia
ISO 13934-2: Tessili - Proprietà di trazione dei tessuti - Parte 1: Determinazione della forza massima utilizzando il metodo di presa

Entrambi i metodi di prova sono adatti per tessuti e possono essere applicati ad altri tessuti, ma di solito non a tessuti elastici, geotessili, tessuti in fibra di vetro e tessuti a filamenti piatti in fibra di carbonio e poliolefine. Entrambi i metodi di prova utilizzano un tasso di estensione costante (CRE) per testare la forza massima dei tessuti allo stato bagnato e asciutto.

Il principio del metodo della striscia: allungare un campione di tessuto di una dimensione definita a una velocità costante fino a quando non si rompe. Il principio del metodo di presa: tenere la parte centrale del provino in una pinza di dimensioni specificate e allungare il provino a una velocità costante fino a quando non si rompe.

Nel metodo a striscia, l'intera larghezza del campione è trattenuta e stirata dalla pinza, mentre nel metodo a pinza, la parte centrale del campione è trattenuta e stirata dalla pinza nella direzione della larghezza. Rispetto al metodo di presa, il metodo a strisce fornisce risultati meno irregolari e consente di risparmiare sul materiale di prova, ma il campione di tessuto è più facile da preparare per il metodo di presa e la procedura di prova è più simile all'uso effettivo. La lunghezza del calibro, la dimensione del provino e il tasso di estensione dei due standard sono mostrati nella tabella seguente.

Standard Metodo della striscia ISO 13934-1 Metodo di presa ISO 13934-2
Lunghezza del calibro

/ mm

allungamento alla forza massima≤75%: 200±1

allungamento alla forza massima>75%: 100±1

100±1 o 75±1

Con il consenso del

parti interessate

Dimensioni del campione

/ mm

lunghezza >200

larghezza effettiva: 50±0.5 (esclusi i bordi grezzi)

larghezza: 100±2

lunghezza>100

Tasso di estensione 20 mm/min o 100 mm/min 50mm / min

 Lacerazione Sforza

Quando il tessuto è effettivamente indossato, alcune parti del tessuto sono improvvisamente sottoposte a un carico concentrato, ad esempio se alcune parti del tessuto vengono improvvisamente agganciate da oggetti appuntiti o se il corpo è accovacciato e il fianco o il cavallo dei pantaloni sono improvvisamente sottoposto a una forza esterna, il filo sarà sottoposto a un carico massimo e quindi si romperà o si spezzerà.

1 Principio di danno

Durante lo strappo di un tessuto si forma un triangolo di sollecitazione, la resistenza allo strappo di un tessuto è correlata positivamente con la resistenza del filato individuale e maggiore è l'allungamento alla massima forza del filo, maggiore è il triangolo di sollecitazione e maggiore è il numero di sollecitazioni filati, e quindi maggiore è la resistenza allo strappo.

2 Standard di prova

Ci sono varie forme di strappo nell'uso di vari tessuti in diversi scenari. Attualmente sono disponibili i seguenti metodi per testare la resistenza allo strappo dei tessuti.

ISO 13937-1: Tessili - Proprietà di strappo dei tessuti - Parte 1: Determinazione della forza di strappo utilizzando il metodo del pendolo balistico (Elmendorf)
ISO 13934-2: Tessili - Proprietà di strappo dei tessuti - Parte 2: Determinazione della forza di strappo di campioni di prova a forma di pantalone (metodo a strappo singolo)
ISO 13937-3: Tessili - Proprietà di strappo dei tessuti - Parte 3: Determinazione della forza di strappo dei campioni di prova a forma di ala (metodo a strappo singolo)
ISO 13937-4: Tessili - Proprietà di strappo dei tessuti - Parte 4: Determinazione della forza di strappo dei campioni di prova a forma di lingua (doppia prova di strappo)
ISO 9073-4: Tessili - Metodi di prova per non tessuti - Parte 4: Determinazione della resistenza allo strappo

I metodi di prova sopra menzionati si basano su principi diversi e i triangoli formati sono significativamente diversi ei risultati ottenuti non sono confrontabili. Ad esempio, il metodo del pendolo balistico è generalmente più adatto per tessuti twill con una maggiore resistenza allo strappo, come i tessuti denim; il modello a pantalone (metodo a strappo singolo) è generalmente più adatto per vari tessuti (cotoni stampati e tinti, lana pettinata) e tessuti non tessuti con direzione di strappo regolare.

 scoppio Forza

Sotto l'azione del carico perpendicolare al piano, il tessuto appare il fenomeno dell'espansione e della rottura dello scoppio, e la forza in questo momento è chiamata forza di scoppio. Il test di scoppio è simile alla forza applicata a un indumento al gomito, al ginocchio, ecc. e simula la situazione reale quando viene indossato. È particolarmente indicato per tessuti a maglia, tessuti triassiali, non tessuti e tessuti per paracadute, ed è un indicatore importante per valutare la qualità intrinseca di alcuni tessuti a maglia.

1 Principio di danno

Sotto l'azione della forza di rottura, il tessuto si allunga e inizia prima a deformarsi lungo la direzione dell'ordito e della trama, e nel punto di forza più debole, il filo si rompe e poi si strappa lungo la direzione dell'ordito o della trama, presentando un angolo retto o rottura lineare.

2 standard di prova

ISO 3303-1: Tessuti rivestiti in gomma o plastica - Determinazione della resistenza allo scoppio - Parte 1: Metodo con sfera d'acciaio.
Principio del test: bloccare un provino tra aperture coassiali rigide, una sfera di acciaio lucidato che si muove a una velocità fissa viene premuta contro il provino fino a quando non si verifica il guasto. Vengono registrate la forza necessaria per causare il cedimento e lo spostamento della sfera di acciaio lucidato al cedimento.

ISO 13938-1: Tessili - Proprietà di scoppio dei tessuti - Parte 1: Metodo idraulico per la determinazione della resistenza allo scoppio e della distensione allo scoppio.
Principio del test: bloccare il provino su un diaframma estensibile e applicare la pressione del liquido sotto il diaframma, forzando l'espansione del diaframma e del provino, aumentando il volume del liquido a una velocità costante fino a quando il provino si espande e scoppia e viene misurata la pressione di scoppio.

ISO 13938-2: Tessili - Proprietà di scoppio del tessuto - Parte 2: Metodo pneumatico per la determinazione della resistenza allo scoppio e della distensione allo scoppio.
Principio del test: è essenzialmente lo stesso del metodo idraulico, tranne per il fatto che un gas compresso viene applicato sotto il diaframma, costringendo il diaframma e il provino ad espandersi.

Per questi ultimi due metodi, generalmente non vi è alcuna differenza significativa tra i risultati ottenuti utilizzando dispositivi di rottura idraulici e pneumatici quando la pressione non supera gli 800KPa, il range di pressione che copre il livello di prestazione dei capi più comuni. Per tessuti speciali con pressioni di scoppio più elevate, il metodo idraulico è più adatto.

 Cucitura Performance

L'indumento è generalmente composto da più pezzi di tessuto e la posizione in cui i pezzi di tessuto si incontrano è chiamata cucitura. La qualità delle cuciture ha un impatto diretto sulla qualità del tessuto e sulle sue prestazioni.

Alla cucitura, la resistenza e lo slittamento del filato possono compromettere seriamente l'idoneità del tessuto e dell'abbigliamento, quindi le prestazioni della cucitura sono un indicatore importante. I tessuti a maglia vengono valutati principalmente per la resistenza della cucitura, i tessuti sono valutati per la resistenza della cucitura e la resistenza allo scivolamento del filato alla cucitura.

cucitura

1 Resistenza della cucitura

Tessuti a maglia e tessuti a causa di diversi metodi di tessitura, con conseguente tessuto nella struttura del tessuto, tenendo le prestazioni e lo stile variano notevolmente, anche i loro metodi di prova della resistenza della cucitura sono diversi.

1.1 Tessuti a maglia e tessuti elastici

Per la resistenza della cucitura di tessuti a maglia ed elastici vengono utilizzati due metodi:
FZ/T 01030: Tessuto a maglia e tessuti elastici – Determinazione della forza massima alla rottura della cucitura e alla distensione dello scoppio – Metodo di scoppio
FZ/T 01031: Tessuto a maglia e tessuti elastici – Determinazione della forza massima alla rottura e all'allungamento della cucitura – Metodo Grab

1.2 Tessuti

La resistenza della cucitura dei tessuti è testata secondo ISO 13935-1 (metodo a strisce) e ISO 13935-2 (metodo a presa). Questi due metodi di prova sono applicabili alle cuciture diritte dei tessuti, non applicabili ai tessuti elastici, ai geosintetici, ai tessuti non tessuti, ai tessuti spalmati, ai tessuti in fibra di vetro nonché alle fibre di carbonio e alla produzione di filo piatto in poliolefina, il test principale i parametri dei due metodi di prova sono riportati nella tabella seguente.

Principali parametri di prova di ISO 13935-1 e ISO 13935-2

Standard ISO-13935 1 ISO-13935 2
Lunghezza del calibro / mm 200 1 ± 100 1 ±
Dimensione del campione / mm 350 * 100 25 * 25
 Tasso di estensione 100mm / min 50mm / min

2 Resistenza allo scivolamento del filato alla cucitura

Lo slittamento si verifica quando il filo in corrispondenza della cucitura è sottoposto a tensione e attrito, ovvero il filo di ordito (trama) nel tessuto si muove sul filo di trama (ordito) e lo slittamento è irreversibile, lo slittamento del filo viene utilizzato principalmente per misurare la prestazioni di cucitura del tessuto.

La capacità del tessuto di resistere ai danni da scivolamento è chiamata resistenza allo scivolamento e ha un impatto diretto sulla funzionalità del tessuto. Il metodo di prova per la resistenza allo scivolamento in corrispondenza di una cucitura di tessuti è lo standard ISO 13936
Parte 1: Metodo di apertura della cucitura fissa
Parte 2: Metodo di carico fisso
Parte 3: metodo del morsetto dell'ago

 Note nel test

1 Atmosfera di condizionamento e sperimentazione

La resistenza del tessuto è principalmente influenzata dalla resistenza delle fibre. La temperatura e l'umidità dell'ambiente di prova influenzeranno la temperatura e il recupero di umidità delle fibre, che a sua volta influenza la struttura interna, lo stato e le proprietà di trazione delle fibre.

Quando il recupero di umidità delle fibre è costante e la temperatura aumenta, aumenta il movimento termico delle macromolecole all'interno della fibra, aumenta la flessibilità delle macromolecole e il legame intermolecolare si indebolisce, con conseguente diminuzione della resistenza delle singole fibre. In condizioni di temperatura costante, maggiore è l'umidità relativa, più debole è il legame intermolecolare delle fibre e più lassa è l'area cristallina, con conseguente riduzione della resistenza delle fibre. Pertanto, il test dovrebbe essere eseguito in stretta conformità con le normative standard, nelle condizioni atmosferiche standard per il condizionamento e il test.

2 Apparecchio di prova

La sensibilità e la stabilità dello strumento avranno un certo impatto sui risultati del test. Quando la sensibilità dello strumento è bassa, renderà la pre-tensione imprecisa e, se la resistenza del tessuto è piccola, avrà un impatto sui risultati del test. Quando la resistenza del tessuto è elevata, l'instabilità dello strumento farà sì che il valore CV dei risultati del test sia elevato, influenzando l'accuratezza del test. Se i due morsetti non sono sullo stesso piano, l'impugnatura del morsetto è scivolosa o la superficie del morsetto non è uniforme, causerà la rottura del provino vicino al morsetto, compromettendo l'autenticità dei risultati del test.

3 Pre-tensione

La pre-tensione è spesso richiesta nella verifica della resistenza del tessuto, lo scopo della pre-tensione è di rendere il tessuto diritto ma non allungato. Troppa pre-tensione può causare danni alla fibra e quindi influire sulla resistenza del tessuto; un pretensionamento troppo basso può far sì che la fibra non si raddrizzi a sufficienza, influenzando così i risultati del test finale.

4 Campionamento

Il campionamento deve essere eseguito in conformità con lo standard e deve essere rappresentativo, evitando pieghe, pieghe e bordi, ecc. e non deve contenere difetti che potrebbero compromettere i risultati del test.

5 L'operatore

Il processo di preparazione del campione deve essere eseguito in stretta conformità con i requisiti dello standard e le mani devono essere mantenute asciutte e pulite per evitare che il sudore sulle mani comprometta i risultati del test.

 CCONCLUSIONE

Questo articolo identifica alcuni dei fattori che influenzano i risultati dei test, l'ambito di applicazione dei metodi di test, l'ambiente di test durante il test, l'apparato, il campionamento e il funzionamento standardizzato, che possono essere utilizzati per migliorare l'accuratezza dei test in laboratorio e guidare i produttori nel migliorare efficacemente la qualità del prodotto.

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