섬유의 기본 기계적 물성 시험 방법의 비교 분석

직물은 일상적인 사용 과정에서 인장, 압축, 굽힘, 마찰 등과 같은 기계적 외력에 의해 찢어짐, 찢어짐, 파열 등 다양한 형태의 손상을 입게 됩니다. 따라서 섬유의 기본적인 기계적 성질은 섬유는 섬유의 내구성에 영향을 미치며 품질 평가의 주요 요소입니다.

이 기사는 파단 강도, 인열 강도, 파열 강도 및 솔기 특성과 같은 직물의 기본 기계적 특성의 손상 메커니즘을 설명하고 소개합니다. 직물의 기계적 특성에 대한 시험 방법 테스트 과정에서 주의해야 할 사항은 테스트 정확도와 제품 품질을 향상시키는 데 일정한 참고 역할을 할 수 있습니다.

★ 최대 힘

지정된 조건에서 인장 시험을 하는 동안 시험편이 파열될 때 직물의 최대 힘을 ​​기록합니다.

1 손상의 원리

외력에 의해 원단이 늘어나면 원단의 실은 굽힘에 의해 점차적으로 곧게 펴지고 늘어나는 실은 가늘어지며 접선 슬라이딩 저항의 작용으로 미신축 실이 측면 방향으로 실의 양쪽 점차 안쪽으로 오목하게 되면서 원단이 '묶음 허리 모양'이 되고 결국 실이 하나씩 끊어지며 원단이 분해됩니다. 직물 신축 및 파단 과정의 다이어그램은 아래에 나와 있습니다.

2 테스트 표준

ISO 13934-1: 직물 – 직물의 인장 특성 – 파트 1: 스트립 방법을 사용하여 최대 힘에서 최대 힘 및 신율 측정
ISO 13934-2: 직물 – 직물의 인장 특성 – 파트 1: 그래브 방법을 사용한 최대 힘 측정

두 시험 방법 모두 직물에 적합하고 다른 직물에 적용될 수 있지만 일반적으로 탄성 직물, 지오텍스타일, 유리 섬유 직물 및 탄소 섬유 및 폴리올레핀 평필라멘트 직물에는 적용되지 않습니다. 두 테스트 방법 모두 CRE(constant-rate-of-extension)를 사용하여 젖은 상태와 건조한 상태에서 직물의 최대 힘을 ​​테스트합니다.

스트립 방법의 원리: 정해진 크기의 직물 시편을 파열될 때까지 일정한 속도로 늘입니다. 그립 방법의 원리: 시편의 중앙 부분을 지정된 크기의 그리퍼에 잡고 시편이 파열될 때까지 일정한 속도로 시편을 늘입니다.

스트립 방식은 시료의 전체 폭을 그리퍼로 잡아 늘이고, 그립 방식은 시료의 중앙 부분을 그리퍼에 의해 폭 방향으로 잡아 늘인다. 그리핑법에 비해 스트립법은 불균일한 결과가 적고 시험재료를 절약할 수 있지만, 직물시편이 그리핑법에 대비하기 쉽고 시험절차가 실제 사용과 더 유사하다. 두 표준의 게이지 길이, 시편 크기 및 확장률은 아래 표와 같습니다.

스탠다드	ISO 13934-1 스트립 방식	ISO 13934-2 그립 방식
게이지 길이 / mm	최대 force≤75%에 신장: 200±1 최대 힘에서 신장>75%: 100±1	100 ± 1 또는 75 ± 1 의 동의하에 관련 당사자
표본 크기 / mm	길이 >200 유효 폭: 50±0.5(날 가장자리 제외)	폭: 100±2 길이>100
연장 비율	20mm/분 또는 100mm/분	50mm / 분

★ 찢는 S힘

옷감이 실제로 입었을 때 옷감의 특정 부분에 갑자기 집중 하중이 가해집니다. 예를 들어 옷감의 특정 부분이 날카로운 물건에 갑자기 걸리거나 몸이 쪼그리고 앉고 바지의 엉덩이 또는 가랑이가 구부러지는 경우 갑자기 외력이 가해지면 실에 최대 하중이 가해져 끊어지거나 갈라집니다.

1 손상의 원리

직물의 인열 동안 응력 삼각형이 형성되고, 직물의 인열 강도는 개별 실의 강도와 양의 상관관계가 있으며, 실의 최대 힘에서의 신율이 클수록 응력 삼각형이 더 커지고 응력을 받는 횟수가 더 많아집니다. 원사, 따라서 더 큰 인열 강도.

2 테스트 표준

다양한 시나리오에서 다양한 직물을 사용할 때 다양한 형태의 찢어짐이 있습니다. 직물의 인열 강도를 테스트하기 위해 현재 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.

ISO 13937-1: 직물 – 직물의 인열 특성 – 1부: 탄도 진자 방법을 사용한 인열력 측정(Elmendorf)
ISO 13934-2: 직물 – 직물의 인열 특성 – 파트 2: 바지 모양 시험편의 인열력 측정(단일 인열 방법)
ISO 13937-3: Textiles – Tear properties of fabrics – Part 3: Determination of the tear force of the wing-shaped test specimens (Single tear method)
ISO 13937-4: Textiles – Tear properties of fabrics – Part 4: Determination of the tear force of the tongue-shaped test specimens (Double tear test)
ISO 9073-4: 직물 – 부직포 시험 방법 – 파트 4: 인열 저항 측정

위에서 언급한 테스트 방법은 서로 다른 원리를 기반으로 하며 형성된 삼각형이 크게 다르며 얻은 결과를 비교할 수 없습니다. 예를 들어, 탄도 진자 방법은 일반적으로 데님 직물과 같이 인열 강도가 더 높은 능직물에 더 적합합니다. 바지 모양의 시편(단일 찢는 방법)은 일반적으로 일정한 인열 방향을 가진 다양한 직물(면 인쇄 및 염색 직물, 빗질된 모직물) 및 부직포에 더 적합합니다.

★ 파열 내구력

면에 수직인 하중이 작용하면 직물이 파열 팽창 및 파열되는 현상이 나타나며 이때의 힘을 파열강도라고 합니다. 파열 테스트는 팔꿈치, 무릎 등에서 의류에 가해지는 힘과 유사하며 착용 시 실제 상황을 시뮬레이션합니다. 편물, 삼축직물, 부직포 및 낙하산 직물에 특히 적합하며 일부 편물의 고유 품질을 평가하는 중요한 지표입니다.

1 손상의 원리

파열력의 작용으로 직물이 늘어나면서 먼저 날실과 위사 방향을 따라 변형되기 시작하고, 가장 약한 강도 지점에서 실이 끊어진 다음 날실 또는 위사 방향을 따라 찢어져 직각 또는 선형 휴식.

2 시험기준

ISO 3303-1: 고무 또는 플라스틱 코팅 직물 – 파열 강도 측정 – 파트 1: 강구 방법.
시험 원리: 고정된 동축 구멍 사이에 시험편을 고정하고 고정된 속도로 이동하는 연마된 강구를 파손될 때까지 시험편에 대고 누릅니다. 파손을 일으키는 데 필요한 힘과 파손 시 연마된 강구의 변위를 기록합니다.

ISO 13938-1: 직물 – 직물의 파열 특성 – 1부: 파열 강도 및 파열 팽창 측정을 위한 유압 방법.
시험 원리: 시편을 확장 가능한 격막에 고정하고 격막 아래에 액체 압력을 가하여 격막과 시편을 강제로 팽창시키고 시편이 팽창하고 파열하고 파열 압력이 측정될 때까지 일정한 속도로 액체의 부피를 증가시킵니다.

ISO 13938-2: 직물 – 직물의 파열 특성 – 2부: 파열 강도 및 파열 팽창 측정을 위한 공압 방법.
시험 원리: 압축 가스가 다이어프램 아래에 적용되어 다이어프램과 시편이 팽창한다는 점을 제외하고는 본질적으로 수압 방법과 동일합니다.

후자의 두 가지 방법의 경우 압력이 가장 일반적인 의류의 성능 수준을 포괄하는 압력 범위인 800KPa를 초과하지 않을 때 유압 및 공압 차단 장치를 사용하여 얻은 결과 간에 일반적으로 큰 차이가 없습니다. 파열 압력이 더 높은 특수 직물의 경우 유압 방식이 더 적합합니다.

★ 솔기 P성과

의복은 일반적으로 여러 장의 천으로 이루어지며, 천이 만나는 위치를 솔기(seam)라고 합니다. 솔기의 품질은 직물의 품질과 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

솔기에서 실의 강도와 미끄러짐은 직물 및 의류 직물의 적합성에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 솔기 성능이 중요한 지표입니다. 편물은 주로 솔기 강도로 평가되고, 직조 직물은 솔기 강도와 솔기에서 실 슬립 저항으로 평가됩니다.

1 솔기 강도

편물과 직물은 직조 방법이 다르기 때문에 조직 구조의 직물이 만들어지고 성능과 스타일이 크게 달라지며 솔기 강도 테스트 방법도 다릅니다.

1.1 편물 및 탄성 직물

편물 및 탄성 직물의 솔기 강도에는 두 가지 방법이 사용됩니다.
FZ/T 01030: 편물 및 탄성 직물 – 솔기 파열 및 파열 팽창에 대한 최대 힘 측정 – 파열 방법
FZ/T 01031: 편물 및 탄성 직물 – 솔기 파열 및 신장에 대한 최대 힘 측정 – 그랩 방법

1.2 직물

직조 직물의 솔기 강도는 ISO 13935-1(스트립 방식) 및 ISO 13935-2(그랩 방식)에 따라 테스트됩니다. 이 두 가지 시험 방법은 직조 직물의 직선 이음새에 적용 가능하며 탄성 직조 직물, 토목 합성 섬유, 부직포, 코팅 직물, 유리 섬유 직물 및 탄소 섬유 및 폴리올레핀 평선 직물 생산에는 적용되지 않습니다. 두 가지 테스트 방법의 매개변수는 다음 표에 나와 있습니다.

ISO 13935-1 및 ISO 13935-2의 주요 테스트 매개변수

스탠다드	ISO-13935 1	ISO-13935 2
게이지 길이/mm	200 1 ±	100 1 ±
표본 크기/mm	350 * 100	25 * 25
연장 비율	100mm / 분	50mm / 분

2 솔기에서 실의 미끄럼 저항

슬립은 솔기의 실에 장력과 마찰이 가해질 때 발생합니다. 즉, 직조된 직물의 날실(위사)이 위사(날실) 원사를 이동하고 슬립이 ​​비가역적이며 실 슬립을 측정하는 데 주로 사용됩니다. 짠 직물의 솔기 성능.

미끄럼 손상에 저항하는 직물의 능력을 미끄럼 저항이라고 하며 직물의 사용성에 직접적인 영향을 미칩니다. 직물 이음매의 미끄럼 방지 테스트 방법은 표준 ISO 13936입니다.
파트 1: 고정 솔기 개방 방법
파트 2: 고정 하중 방식
파트 3: 바늘 클램프 방법

★ 테스트 시 참고 사항

1 컨디셔닝 및 테스트 분위기

직물의 강도는 주로 섬유의 강도에 영향을 받습니다. 시험 환경의 온도와 습도는 섬유의 온도와 수분 회복에 영향을 미치며, 이는 차례로 섬유의 내부 구조, 상태 및 인장 특성에 영향을 미칩니다.

섬유의 수분 회수율이 일정하고 온도가 증가하면 섬유 내 고분자의 열 이동이 증가하고 고분자의 유연성이 증가하고 분자간 결합이 약해져서 개별 섬유의 강도가 감소합니다. 일정한 온도 조건에서 상대 습도가 높을수록 섬유의 분자간 결합이 약해지고 결정 영역이 느슨해져서 섬유의 강도가 감소합니다. 따라서, 시험은 조건 및 시험을 위한 표준 분위기 조건에서 표준 규정에 따라 엄격하게 수행되어야 합니다.

2 시험장치

기기의 감도와 안정성은 테스트 결과에 일정한 영향을 미칩니다. 기기의 감도가 낮으면 프리텐션이 정확하지 않게 되고, 원단의 강도가 작으면 테스트 결과에 영향을 줍니다. 직물 강도가 크면 기기의 불안정성으로 인해 테스트 결과의 CV 값이 커져 테스트의 정확도에 영향을 미칩니다. 두 클램프가 같은 평면에 있지 않거나 클램프 그립이 미끄럽거나 클램프 표면이 고르지 않으면 클램프 근처에서 시편이 파손되어 테스트 결과의 신뢰성에 영향을 미칩니다.

3 프리텐션

프리텐션은 직물의 강도를 테스트할 때 종종 필요하며, 프리텐션의 목적은 직물을 곧게 만들지만 늘어나지 않도록 하는 것입니다. 너무 많은 프리텐션은 섬유 손상을 일으켜 직물 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 프리텐셔닝이 너무 적으면 섬유가 충분히 펴지지 않아 최종 테스트 결과에 영향을 줄 수 있습니다.

4 샘플링

샘플링은 표준에 따라 수행되어야 하며 주름, 접힘 및 가장자리 등을 피하고 대표성이 있어야 하며 테스트 결과에 영향을 미칠 수 있는 결함을 포함하지 않아야 합니다.

5 오퍼레이터

샘플 준비 과정은 표준의 요구 사항에 따라 엄격하게 수행되어야 하며 테스트 결과에 영향을 미치는 손에 땀이 나지 않도록 손을 건조하고 깨끗하게 유지해야 합니다.

★ C암시

이 문서에서는 테스트 결과, 테스트 방법의 적용 범위, 테스트 중 테스트 환경, 장치, 샘플링 및 표준화된 작동에 영향을 미치는 몇 가지 요소를 식별하여 실험실에서 테스트의 정확도를 높이고 제조업체가 제품 품질을 효과적으로 개선하도록 안내합니다.