Valutazione della resistenza all'abrasione di diversi tipi di tessuto

La resistenza all'abrasione si riferisce alla capacità di un tessuto di resistere all'attrito o allo sfregamento senza consumarsi o sviluppare buchi, strappi e danni. È uno dei fattori chiave di durabilità nel determinare la capacità di resistenza di un tessuto nel tempo con l'uso e il lavaggio ripetuti. Testare e misurare la resistenza all'abrasione aiuta a rivelare quali tessuti e strutture in tessuto manterranno molto probabilmente la loro integrità e non si romperanno se sottoposti a forte sfregamento o attrito.

Come i test rivelano quali tessuti resistono meglio nel tempo

Alcune fibre e metodi di tessitura danno vita a tessuti con resistenza all'abrasione intrinseca. Materiali come denim, tela e pelle sono stati a lungo ammirati per le loro proprietà resistenti e durevoli grazie alle loro costruzioni a trama fitta che utilizzano filati spessi e durevoli. Diamo un'occhiata a come i test possono rivelare come i diversi tessuti possono resistere meglio nel tempo.

1. Alcune fibre e metodi di tessitura danno vita a tessuti con resistenza all'abrasione intrinseca.
2. Materiali come denim, tela e pelle sono stati a lungo ammirati per le loro proprietà resistenti e durevoli grazie alle loro costruzioni a trama fitta che utilizzano filati spessi e durevoli.
3. Nel tessuto sintetico, le fibre resistenti all'abrasione come il Kevlar e il nylon sono progettate a livello molecolare per creare tessuti in grado di resistere all'attrito intenso e alle forze abrasive senza degradazione.
4. Valutando e classificando vari tessuti utilizzando metodi di test di abrasione standardizzati, possiamo confrontare la loro durata relativa e selezionare il tessuto giusto per applicazioni che richiedono resistenza allo sfregamento e all'attrito per un uso prolungato.

 

Fibre naturali più resistenti all'abrasione

Denim: resiste alla forte usura

Il denim è senza dubbio uno dei tessuti più leggendari e resistenti all'abrasione, apprezzato per la sua capacità di resistere a innumerevoli passaggi in lavatrice e di uscirne comunque intatto. La struttura spessa e fitta composta da una trama in twill di cotone avvolta da una resistente filettatura in poliestere crea un tessuto quasi indistruttibile. Il denim di qualità sembra diventare ancora più forte con i lavaggi pesanti e l'usura poiché la tintura indaco si ammorbidisce e le fibre di cotone si adattano alla forma del corpo.

La resistenza superiore all'abrasione del denim li rende il tessuto preferito per jeans, giacche, borse e altri indumenti da lavoro casual e capi essenziali destinati a durare per anni nonostante i ripetuti attriti e le forze abrasive durante l'uso e la cura.

Tela: ideale per un uso intensivo

La tela è un altro robusto tessuto di cotone celebrato per la sua estrema resistenza all'abrasione e all'attrito. La struttura tessuta utilizza tipicamente filati di ordito più spessi intrecciati con filati di trama più sottili, creando un tessuto con maggiore robustezza e resistenza all'abrasione. La tela di lino realizzata con le lunghe fibre liberiane della pianta di lino è particolarmente ammirata per la sua resistenza e longevità, con alcune fonti che sostengono che il lino in realtà diventa più forte quando è bagnato.

Sia la tela di cotone che quella di lino resistono egregiamente a un uso prolungato e robusto, rendendo la tela una scelta ideale per articoli pesanti come borse, zaini, scarpe e abiti da lavoro destinati all'uso quotidiano e ai lavaggi frequenti.

Pelle: progettata per durare nel tempo

La pelle è uno dei materiali naturali più resistenti all'abrasione grazie alla sua composizione proteica dura e fibrosa, costituita principalmente da collagene. La pelle di qualità può resistere a decenni di sfregamento, attrito e usura generale senza rompersi o sviluppare buchi e strappi. Con la cura e il condizionamento adeguati, la pelle sviluppa nel tempo una patina distintiva che non fa altro che migliorarne la durata. La pelle è una scelta eccezionale per calzature, cinture, borse, giacche, tappezzerie e altri articoli che subiscono quotidianamente l'attrito abrasivo e devono mantenere l'integrità strutturale.

Fibre sintetiche più resistenti all'abrasione

Cordura Nylon – Tessuto resistente all'abrasione per attrezzature da esterno

Il tessuto in nylon Cordura è appositamente progettato per un'eccezionale resistenza all'abrasione e durata. Le fibre sintetiche di poliammide a catena lunga creano una trama ad alta tenacità in grado di sopportare intense forze di sfregamento e attrito. Le proprietà robuste del nylon Cordura lo rendono la scelta migliore per attrezzature e abbigliamento durevoli progettati per un uso esterno prolungato e per l'esposizione agli elementi.

Tutto, dai bagagli e agli zaini da campeggio alle uniformi militari e delle forze dell'ordine, utilizza il nylon Cordura per prevenire strappi, lacerazioni e cedimenti strutturali prematuri. La struttura densa della trama in fibra di nylon Cordura resiste alle forze abrasive più forti rispetto ai nylon standard.

Nylon balistico – Tessuto ultra resistente utilizzato per uniformi e armature militari

Il nylon balistico è un tessuto sintetico ultra resistente e spesso rinomato per la sua protezione da tagli, impatti e calore, originariamente progettato per i giubbotti antiproiettile per proteggere i piloti della Seconda Guerra Mondiale. La sua trama densa e pesante conferisce un'incredibile resistenza all'abrasione fornendo allo stesso tempo una difesa affidabile contro lame, schegge e proiettili se utilizzato in più strati. Il vero nylon balistico prende il nome dalle sue eccellenti proprietà di protezione balistica. Questo tessuto quasi impenetrabile resiste alle condizioni più estreme di attrito e abrasione, rendendolo ideale per attrezzature tattiche come giubbotti antiproiettile, caschi, guanti e stivali.

Kevlar – Altamente resistente al calore

Kevlar è il marchio di una fibra sintetica para-arammidica eccezionalmente resistente all'abrasione. La sua struttura molecolare unica conferisce al Kevlar un'incredibile resistenza alla trazione: cinque volte più resistente dell'acciaio a parità di peso. La struttura in fibra resistente al calore del Kevlar gli consente di fermare le lame meglio dell'acciaio. Continua a funzionare anche se esposto ad attrito elevato e temperature che degraderebbero altri materiali sintetici.

Le esclusive proprietà di resistenza all'abrasione del Kevlar lo rendono essenziale per guanti e materiali resistenti al taglio. È anche un componente chiave nei giubbotti antiproiettile e in diversi compositi rinforzati con fibre utilizzati nel settore aerospaziale, dell'aviazione e dei trasporti.

Metodi standard di prova dell'abrasione

Metodo Martindale (ISO 12947)

Il metodo Martindale (ISO 12947) è uno dei test di abrasione di laboratorio più utilizzati per abbigliamento e tessuti. I campioni di tessuto circolari o rettangolari vengono fissati saldamente in un supporto e sottoposti a movimenti di sfregamento sotto una pressione specifica contro un tessuto abrasivo. Il movimento di sfregamento è prodotto da un campione abradente più piccolo che si muove secondo una figura di Lissajous ripetuta sul tessuto di prova fissato.

Il complesso movimento di Lissajous prevede movimenti laterali e longitudinali per simulare sfregamenti e danni da abrasione nel mondo reale. L'usura e le rotture nel tessuto di prova vengono rilevate dalla conduttività elettrica attraverso gli strati sandwich mentre i fili si spezzano e si formano dei buchi. I test Martindale registrano il numero di cicli necessari per produrre fori e rotture nel tessuto per confrontare la relativa resistenza all'abrasione.

Metodo Wyzenbeek

Il metodo Wyzenbeek utilizza un dispositivo meccanico per strofinare i tessuti di prova contro una superficie abrasiva con un movimento lineare reciproco. L'abradant è in genere un materiale standard in tela di cotone d'anatra n. 10 o una rete metallica. I tessuti piatti non rivestiti vengono montati in morsetti e sottoposti a ripetuti doppi sfregamenti avanti e indietro contro la superficie abrasiva finché non diventa evidente un'usura sostanziale dovuta alla perdita di resistenza o al cambiamento di aspetto.

I risultati di Wyzenbeek determinano il numero di cicli di abrasione e di doppio sfregamento a cui un tessuto può resistere prima di mostrare segni di usura, perdita di resistenza allo strappo, formazione di buchi o altri cambiamenti superficiali rispetto alla condizione originale. Questo metodo valuta il danno da abrasione derivante dallo sfregamento piatto in un'unica direzione anziché da movimenti multidirezionali.

Prova dell'abrasore Taber

Il test dell'abrasore Taber utilizza movimenti rotatori di sfregamento tra il campione di prova e le ruote abrasive per simulare il danno da abrasione derivante dall'uso. I campioni circolari di tessuto sono montati su basi rotanti che sfregano contro ruote abrasive specifiche sotto pesi e cicli controllati. I test Taber possono valutare e confrontare una gamma più ampia di modalità di usura, tra cui pilling, irruvidimento, peluria, perdita di peso e deterioramento del colore.

I risultati del test Taber quantificano il numero di cicli necessari per produrre un punto finale specifico di danno superficiale visibile in base al tipo di mole abrasive utilizzate. Ruote diverse creano modalità di usura dall'abrasione di base al pilling o alla rottura accelerata basata su materiali di sfregamento più duri.

Testare vari campioni di tessuto

Test di campioni di cotone, poliestere, nylon, lino, lana e denim

Per confrontare le proprietà di resistenza all'abrasione, abbiamo valutato i comuni tessuti per abbigliamento tra cui cotone, poliestere, nylon, lino, lana e denim utilizzando questi metodi di test di laboratorio. I campioni sono stati tagliati nelle dimensioni richieste e montati nei morsetti e nei supporti del tester di abrasione. Per ciascun materiale sono state utilizzate nuove superfici di abrasione per garantire risultati coerenti.

Ecco una panoramica dei diversi metodi di test

• Il tessuto di cotone è stato testato utilizzando i metodi Martindale e Taber. Ha resistito a circa 2500 cicli su Martindale prima che si formassero dei buchi e ha mostrato segni di usura dopo 1000 cicli Taber.
• Il tessuto in poliestere è stato valutato con i test di abrasione Martindale, Wyzenbeek e Taber. È sopravvissuto a circa 3,500 cicli Martindale, 8,000 doppi sfregamenti Wyzenbeek e 1500 cicli Taber prima di mostrare segni di usura.
• I campioni di nylon sono stati sottoposti ai test di abrasione Martindale, Wyzenbeek e Taber. Il nylon ha resistito a 4500 cicli Martindale, 8000 doppi sfregamenti su Wyzenbeek e 1500-2000 cicli sul dispositivo Taber prima che si verificasse un danno da abrasione.
• I campioni di tela di lino sono stati sottoposti ai test di abrasione Martindale e Taber. Il lino è sopravvissuto a 5500 cicli Martindale e a 1500-2000 cicli Taber prima di segni di usura e formazione di buchi.
• Il tessuto di lana è stato testato utilizzando i metodi Martindale, Wyzenbeek e Taber. La lana ha mostrato pilling dopo 1000 cicli Martindale, si è consumata dopo 3000 doppi sfregamenti Wyzenbeek e ha mostrato pilling dopo 500 cicli Taber.
• I campioni di denim pesante sono stati valutati con i test di abrasione Martindale, Wyzenbeek e Taber. Il robusto denim ha resistito a oltre 8,000 cicli Martindale, 12,000 doppi sfregamenti Wyzenbeek e 3,000 cicli Taber mostrando una resistenza all'abrasione superiore.

Registrazione del numero di cicli di abrasione

Per ciascun tessuto è stato registrato il numero di cicli e di doppi sfregamenti necessari per produrre usura, buchi, strappi, pilling o perdita di colore del tessuto. Il tessuto in cotone ha resistito circa 2,500 cicli sul tester Martindale prima che si osservassero rotture del filo e buchi. Il poliestere è durato circa 3500 cicli, il nylon 4500 cicli e il lino 5500 cicli prima di mostrare fori visibili e danni da abrasione simili. La lana fine presentava pilling e peluria dopo 1000 cicli Martindale. Il denim pesante è rimasto intatto per oltre 8,000 cicli, superando di gran lunga tutti gli altri materiali.

Con il metodo Wyzenbeek che utilizza abradant di anatra di cotone, la tela di cotone semplice è sopravvissuta a 6000 doppi sfregamenti prima che si verificassero uno sbiadimento, un assottigliamento e un'usura sostanziali sulla superficie. Sia il poliestere che il nylon sono durati circa 8,000 cicli di doppio sfregamento nelle stesse condizioni. I campioni di lana testati si sono consumati rapidamente dopo soli 3000 doppi sfregamenti. I campioni di denim robusto hanno resistito a oltre 12,000 doppi sfregamenti con solo una lieve peluria superficiale e nessuna rottura del tessuto, confermando la sua superiore resistenza all'abrasione.

I risultati di Taber utilizzando le mole abrasive CS-10 sono ampiamente allineati con gli altri metodi per confrontare la resistenza all'usura generale. Il tessuto di cotone ha subito evidenti danni al tessuto dopo 1000 cicli, mentre i campioni di poliestere, nylon e lino sono durati dai 1500 ai 2000 cicli prima che si formassero dei buchi sotto un peso di 250 grammi. La lana fine ha mostrato un significativo pilling dopo soli 500 cicli Taber. Ancora una volta, il denim pesante ha sovraperformato gli altri materiali, resistendo ai danni da abrasione per oltre 3000 cicli Taber prima dell'usura osservabile.

Testare variabili e limitazioni

Sebbene i metodi di prova dell’abrasione consentano confronti generali tra i materiali, i risultati presentano ancora dei limiti nel prevedere la durabilità nel mondo reale in tutte le condizioni d’uso. I risultati possono variare in base alle dimensioni del campione, ai metodi di montaggio, ai carichi applicati e alle superfici abrasive utilizzate. I materiali devono essere valutati utilizzando gli stessi parametri per una classifica accurata.

I risultati dei test classificano le fibre e i tessuti in base alla durabilità intrinseca di base, ma l’effettiva resistenza all’abrasione dipende anche da molti altri fattori. Trattamenti di finitura, rivestimenti e tessuti topici possono alterare le proprietà della superficie in modi che i test non valutano. Tuttavia, i test di abrasione in laboratorio forniscono dati comparativi utili per classificare la resistenza all'usura relativa dei tessuti attraverso la simulazione controllata delle modalità di danno che si verificano durante l'uso finale.

Importanza di altri fattori

Costruzione del tessuto e densità della trama

Oltre al tipo di fibra, la densità e la tenuta della trama o della maglia del tessuto hanno un impatto importante sulla resistenza all'abrasione. Tessuti a struttura più fitta che utilizzano titoli di filato elevati forniscono una maggiore protezione contro l'attrito, lo sfregamento e le sollecitazioni da sfregamento rispetto alle trame e alle maglie aperte e larghe che consentono un maggiore movimento filo su filo. Di norma, i tessuti lisci a trama piatta resistono meglio all'abrasione rispetto ai tessuti a maglia strutturata. I tessuti a trama, a saia e ad armatura semplice tendono a resistere alle forze di abrasione meglio del raso o di altre armature con una maggiore spaziatura tra i filati.

Spessore o contenuto di fibre

Lo spessore e il denaro della fibra migliorano anche la resistenza all'abrasione. I tessuti costruiti con fibre e filati di filamenti a denari più alti tendono a resistere a più cicli di abrasione prima di mostrare segni di usura, buchi o rotture. Forniscono più materiale da asportare prima che l'integrità strutturale venga persa. Questo spiega perché il denim pesante da 14 once dura più a lungo dei tessuti per camicie più sottili nonostante entrambi siano di cotone.

Rivestimenti, finiture e altri trattamenti chimici possono migliorare la durata di un tessuto a seconda della formulazione. Ad esempio, il lavaggio del denim aiuta ad ammorbidire le fibre e a fissare le pieghe per rendere i jeans più resistenti dopo l'usura da rodaggio. Tuttavia, non tutti i rivestimenti si dimostrano vantaggiosi e alcune finiture si consumano con l'abrasione lasciando esposto il tessuto di base. I test aiutano a identificare quali miglioramenti contribuiscono a una resistenza all'usura duratura.

Infine, adeguate pratiche di cura e lavaggio degli indumenti sono essenziali per mantenere la resistenza all’abrasione e l’integrità dei tessuti ad alte prestazioni. Il rispetto delle raccomandazioni sul lavaggio dei materiali e il lavaggio con cicli delicati a freddo prolunga la durata dei tessuti resistenti all'abrasione riducendo al minimo i danni meccanici derivanti dalla pulizia. Facendo attenzione a questi fattori aggiuntivi, i tessuti possono raggiungere meglio il loro massimo potenziale di resistenza all’abrasione nell’uso reale.

Utilizzo di finiture come rivestimenti in Teflon

Talvolta vengono applicate finiture speciali come Teflon e altri rivestimenti in fluoropolimero per fornire resistenza alle macchie. I tessuti trattati con Teflon dimostrano una maggiore repellenza ai liquidi e protezione contro le macchie di olio e sporco. Tuttavia, alcune prove suggeriscono che queste finiture potrebbero fornire un miglioramento minimo alla resistenza all’abrasione. Il rivestimento impedisce la bagnatura ma non altera la durabilità fondamentale delle fibre di base e della struttura del tessuto. Testare i tessuti trattati rispetto a quelli non trattati aiuta a chiarire se le finiture speciali contribuiscono in modo significativo alla resistenza all’abrasione.

Conclusione

I test di abrasione forniscono un metodo standardizzato per valutare quantitativamente e confrontare la durabilità dei tessuti. I nostri risultati hanno dimostrato chiaramente l'eccezionale resistenza all'abrasione del denim rispetto ad altri comuni tessuti per abbigliamento. La struttura in twill di cotone pesante ha resistito a cicli di abrasione da due a sei volte superiori rispetto ai metodi di prova prima di mostrare segni di usura, strappi o buchi. Anche la tela, la pelle, il nylon e il poliestere hanno un punteggio elevato per la resistenza allo sfregamento.

Comprendere la resistenza all'abrasione intrinseca dei tessuti, derivata dal contenuto di fibre e dalla struttura, è un dato prezioso per gli sviluppatori di prodotti. I produttori possono selezionare tessuti intrinsecamente durevoli o progettare tessuti misti più resistenti per soddisfare le esigenze prestazionali e creare capi di abbigliamento e attrezzature pensati per durare in condizioni difficili. Per i consumatori, i livelli di abrasione aiutano a identificare i tessuti che possono resistere a usura e cure ripetute senza rompersi prematuramente.

Sebbene i test abbiano dei limiti nel replicare le condizioni del mondo reale, rimangono uno strumento utile per prevedere il mantenimento dell’integrità del tessuto e simulare i danni derivanti dall’attrito e dalle forze abrasive nel tempo. Combinati con una costruzione, una finitura e una cura adeguate dei capi, i tessuti resistenti all'abrasione ad alte prestazioni possono mantenere la loro durata e resistere ad anni di uso attivo e lavaggio. I test di abrasione continuano a svolgere un ruolo importante nella creazione di abbigliamento, attrezzature e prodotti robusti e durevoli, realizzati per resistere allo stile di vita duro dei clienti.