Uma análise comparativa de métodos de teste de propriedades mecânicas básicas para têxteis

No curso do uso diário, os têxteis estão sujeitos a uma variedade de formas de danos, como quebra, rasgo e ruptura causada por forças mecânicas externas, como tração, compressão, flexão e fricção, etc. Portanto, as propriedades mecânicas básicas de os têxteis influenciam a durabilidade dos têxteis e são o principal elemento de avaliação da qualidade.

O artigo descreve o mecanismo de danos das propriedades mecânicas básicas dos têxteis, como resistência à ruptura, resistência ao rasgo, resistência à ruptura e propriedades de costura, e apresenta os métodos de teste para as propriedades mecânicas dos tecidos e os assuntos que devem ser observados durante o processo de teste, que podem desempenhar um certo papel de referência na melhoria da precisão do teste e da qualidade do produto.

★ Força máxima

A força máxima do registro do tecido quando um corpo de prova é levado a romper durante um teste de tração sob as condições especificadas.

1 Princípio de dano

Quando o tecido é esticado por uma força externa, o fio no tecido é gradualmente endireitado pela dobra, o fio esticado torna-se mais fino, o fio não esticado na direção lateral sob a ação da resistência ao deslizamento tangencial, em ambos os lados do fio gradualmente côncavo para dentro, o tecido torna-se “em forma de cintura de pacote” e, eventualmente, o fio se quebra um a um e o tecido se desintegra. Um diagrama do processo de alongamento e fratura do tecido é mostrado abaixo.

2 padrões de teste

ISO 13934-1: Têxteis - Propriedades de tração dos tecidos - Parte 1: Determinação da força máxima e alongamento na força máxima usando o método da tira
ISO 13934-2: Têxteis - Propriedades de tração de tecidos - Parte 1: Determinação da força máxima usando o método de agarrar

Ambos os métodos de teste são adequados para tecidos e podem ser aplicados a outros tecidos, mas não geralmente a tecidos elásticos, geotêxteis, tecidos de fibra de vidro e fibra de carbono e tecidos de filamentos planos de poliolefina. Ambos os métodos de teste usam uma taxa de extensão constante (CRE) para testar a força máxima dos tecidos no estado úmido e seco.

O princípio do método da tira: esticar uma amostra de tecido de um tamanho definido a uma taxa constante até que se rompa. O princípio do método de preensão: segure a parte central da amostra em uma garra de tamanho especificado e estique a amostra a uma taxa constante até que ela se rompa.

No método de tira, toda a largura da amostra é mantida e esticada pela garra, enquanto no método de garra, a parte central da amostra é mantida e esticada pela garra na direção da largura. Comparado ao método de preensão, o método de tira dá resultados menos irregulares e economiza no material de teste, mas a amostra de tecido é mais fácil de preparar para o método de preensão e o procedimento de teste se assemelha mais ao uso real. O comprimento de referência, o tamanho da amostra e a taxa de extensão dos dois padrões são mostrados na tabela abaixo.

Padrão	Método de tira ISO 13934-1	Método de aderência ISO 13934-2
Comprimento da bitola / milímetros	alongamento na força máxima≤75%: 200 ± 1 alongamento na força máxima ＞ 75%: 100 ± 1	100 ± 1 ou 75 ± 1 Com o consentimento do partes interessadas
Tamanho da amostra / milímetros	comprimento> 200 largura efetiva: 50 ± 0.5 (excluindo bordas brutas)	largura: 100 ± 2 comprimento ＞ 100
Taxa de extensão	20 mm / min ou 100 mm / min	50mm / min

★ Rasgando Strength

Quando o tecido é realmente usado, certas partes do tecido são repentinamente sujeitas a uma carga concentrada, por exemplo, se certas partes do tecido são repentinamente enganchadas por objetos pontiagudos ou se o corpo está agachado e o quadril ou virilha das calças estão subitamente submetido a uma força externa, o fio será submetido a uma carga máxima e irá quebrar ou estalar.

1 Princípio de dano

Um triângulo de tensão é formado durante o rasgo de um tecido, a resistência ao rasgo de um tecido está positivamente correlacionada com a resistência do fio individual e quanto maior o alongamento à força máxima do fio, maior o triângulo de tensão e maior o número de tensões fios e, portanto, quanto maior for a resistência ao rasgo.

2 padrões de teste

Existem várias formas de rasgo na utilização de diversos tecidos em diferentes cenários. Os métodos a seguir estão atualmente disponíveis para testar a resistência ao rasgo de tecidos.

ISO 13937-1: Têxteis - Propriedades de rasgo de tecidos - Parte 1: Determinação da força de rasgo usando o método de pêndulo balístico (Elmendorf)
ISO 13934-2: Têxteis - Propriedades de rasgo de tecidos - Parte 2: Determinação da força de rasgo de corpos de prova em forma de calças (método de rasgo único)
ISO 13937-3: Têxteis - Propriedades de rasgo de tecidos - Parte 3: Determinação da força de rasgo de corpos de prova em forma de asa (método de rasgo único)
ISO 13937-4: Têxteis - Propriedades de rasgo de tecidos - Parte 4: Determinação da força de rasgo de corpos de prova em forma de língua (teste de rasgo duplo)
ISO 9073-4: Têxteis - Métodos de teste para não tecidos - Parte 4: Determinação da resistência ao rasgo

Os métodos de teste acima mencionados são baseados em princípios diferentes e os triângulos formados são significativamente diferentes e os resultados obtidos não são comparáveis. Por exemplo, o método do pêndulo balístico é geralmente mais adequado para tecidos de sarja com maior resistência ao rasgo, como tecidos de denim; o modelo em forma de calça (método de rasgo único) é geralmente mais adequado para vários tecidos (tecidos estampados e tingidos de algodão, lã penteada) e tecidos não tecidos com uma direção de rasgo regular.

★ Estourando Fortalecimento

Sob a ação da carga perpendicular ao plano, o tecido surge o fenômeno de ruptura de expansão e ruptura, sendo a força neste momento chamada de força de ruptura. O teste de ruptura é semelhante à força aplicada a uma roupa no cotovelo, joelho, etc. e simula a situação real quando vestida. É particularmente adequado para tecidos de malha, tecidos triaxiais, não tecidos e tecidos de pára-quedas e é um indicador importante para avaliar a qualidade intrínseca de alguns tecidos de malha.

1 Princípio de dano

Sob a ação da força de ruptura, o tecido se alonga e primeiro começa a se deformar ao longo das direções da urdidura e da trama, e no ponto de resistência mais fraca, o fio se rompe e então se rompe ao longo da direção da urdidura ou trama, apresentando um ângulo reto ou quebra linear.

2 padrões de teste

ISO 3303-1: Tecidos revestidos de borracha ou plástico - Determinação da resistência à ruptura - Parte 1: Método da esfera de aço.
Princípio do teste: prenda um corpo de prova entre aberturas coaxiais rígidas, uma esfera de aço polido que atravessa a uma velocidade fixa é pressionada contra a peça de teste até que ocorra a falha. A força necessária para causar a falha e o deslocamento da esfera de aço polido na falha são registrados.

ISO 13938-1: Têxteis - Propriedades de ruptura de tecidos - Parte 1: Método hidráulico para determinação da força de ruptura e distensão de ruptura.
Princípio do teste: prenda a amostra em um diafragma extensível e aplique pressão do líquido sob o diafragma, forçando o diafragma e a amostra a se expandir, aumentando o volume de líquido a uma taxa constante até que a amostra expanda e estourar e a pressão de ruptura seja medida.

ISO 13938-2: Têxteis - Propriedades de ruptura de tecido - Parte 2: Método pneumático para determinação da força de ruptura e distensão de ruptura.
Princípio do teste: é essencialmente o mesmo que o método hidráulico, exceto que um gás comprimido é aplicado sob o diafragma, forçando o diafragma e a amostra a se expandir.

Para os dois últimos métodos, geralmente não há diferença significativa entre os resultados obtidos usando aparelhos de quebra hidráulica e pneumática quando a pressão não excede 800 KPa, a faixa de pressão que cobre o nível de desempenho da maioria das roupas comuns. Para têxteis especiais com pressões de ruptura mais altas, o método hidráulico é mais adequado.

★ Costura Performance

A vestimenta é geralmente composta de várias peças de tecido, e a posição onde as peças de tecido se encontram é chamada de costura. A qualidade das costuras tem um impacto direto na qualidade do tecido e no seu desempenho.

Na costura, a resistência e o deslizamento do fio podem afetar seriamente a adequação do tecido e do vestuário, portanto, o desempenho da costura é um indicador importante. Os tecidos de malha são avaliados principalmente quanto à resistência à costura, os tecidos são avaliados quanto à resistência à costura e à resistência ao deslizamento do fio na costura.

Força de 1 costura

Tecidos de malha e tecidos devido a diferentes métodos de tecelagem, resultando em tecido na estrutura do tecido, tendo desempenho e estilo variam muito, seus métodos de teste de resistência de costura também são diferentes.

1.1 Tecidos de malha e tecidos elásticos

Dois métodos são usados ​​para a resistência da costura de tecidos de malha e elásticos:
FZ / T 01030: Malha e tecidos elásticos - Determinação da força máxima de ruptura da costura e distensão de ruptura - Método de ruptura
FZ / T 01031: Malha e tecidos elásticos - Determinação da força máxima de ruptura e alongamento da costura - Método de agarrar

1.2 Tecidos

A resistência à costura de tecidos é testada de acordo com a ISO 13935-1 (método de tira) e ISO 13935-2 (método de agarrar). Esses dois métodos de teste são aplicáveis ​​às costuras retas de tecidos, não aplicável a tecidos elásticos, geossintéticos, tecidos não tecidos, tecidos revestidos, tecidos de fibra de vidro, bem como fibras de carbono e produção de fios planos de poliolefina de tecidos, o teste principal os parâmetros dos dois métodos de teste são mostrados na tabela a seguir.

Parâmetros de teste principais de ISO 13935-1 e ISO 13935-2

Padrão	ISO-13935 1	ISO-13935 2
Comprimento da bitola / mm	200 1 ±	100 1 ±
Tamanho da amostra / mm	350 * 100	25 * 25
Taxa de extensão	100mm / min	50mm / min

2 Resistência ao deslizamento do fio na costura

O deslizamento ocorre quando o fio na costura é submetido a tensão e fricção, ou seja, o fio da urdidura (trama) no tecido se move no fio da trama (urdidura) e o deslizamento é irreversível, o deslizamento do fio é usado principalmente para medir o desempenho de costura do tecido.

A capacidade do tecido de resistir aos danos por deslizamento é chamada de resistência ao deslizamento e tem um impacto direto na facilidade de manutenção do tecido. O método de teste para resistência ao deslizamento em uma costura de tecidos é o padrão ISO 13936
Parte 1: Método de abertura de costura fixa
Parte 2: Método de carregamento fixo
Parte 3: Método de grampo de agulha

★ Notas no teste

1 Atmosfera de condicionamento e teste

A resistência do tecido é influenciada principalmente pela resistência das fibras. A temperatura e a umidade do ambiente de teste afetarão a recuperação da temperatura e da umidade das fibras, o que por sua vez afeta a estrutura interna, o estado e as propriedades de tração das fibras.

Quando a recuperação da umidade das fibras é constante e a temperatura aumenta, o movimento térmico das macromoléculas dentro da fibra aumenta, a flexibilidade das macromoléculas aumenta e a ligação intermolecular é enfraquecida, resultando em uma diminuição na resistência das fibras individuais. Na condição de temperatura constante, quanto maior a umidade relativa, mais fraca é a ligação intermolecular das fibras e mais frouxa a área cristalina, resultando em uma redução na resistência das fibras. Portanto, o teste deve ser realizado em estrita conformidade com os regulamentos padrão, sob as condições atmosféricas padrão para condicionamento e teste.

2 aparelhos de teste

A sensibilidade e estabilidade do instrumento terão um certo impacto nos resultados do teste. Quando a sensibilidade do instrumento é baixa, isso tornará a pré-tensão imprecisa e, se a resistência do tecido for pequena, terá um impacto nos resultados do teste. Quando a resistência do tecido é grande, a instabilidade do instrumento fará com que o valor CV dos resultados do teste seja grande, afetando a precisão do teste. Se os dois grampos não estiverem no mesmo plano, a garra do grampo é escorregadia ou a superfície do grampo é irregular, isso fará com que a amostra se quebre perto do grampo, afetando assim a autenticidade dos resultados do teste.

3 Pré-tensão

A pré-tensão é freqüentemente necessária no teste de resistência do tecido, o objetivo da pré-tensão é tornar o tecido reto, mas não alongado. Muita pré-tensão pode causar danos à fibra e, portanto, afetar a resistência do tecido; muito pouco pré-tensionamento pode fazer com que a fibra não se endireite o suficiente, afetando os resultados finais do teste.

4 Amostragem

A amostragem deve ser realizada de acordo com a norma e deve ser representativa, evitando vincos, dobras e arestas, etc. e não deve conter defeitos que afetem o resultado do teste.

5 O operador

O processo de preparação da amostra deve ser realizado em estrita conformidade com os requisitos da norma e as mãos devem ser mantidas secas e limpas para evitar que o suor nas mãos afete os resultados do teste.

★ Conclusão

Este artigo identifica alguns dos fatores que afetam os resultados dos testes, o escopo de aplicação dos métodos de teste, o ambiente de teste durante o teste, o aparelho, a amostragem e a operação padronizada, que podem ser usados ​​para melhorar a precisão dos testes em laboratório e orientar os fabricantes na melhoria efetiva da qualidade do produto.