Устойчивостта на разкъсване на тъканите е ключово експлоатационно свойство за текстилните изделия, използвани в облеклото, промишлените тъкани, техническите текстилни изделия, защитното облекло, текстилните опаковки и нетъканите продукти. ISO 13937-1 предоставя стандартизиран метод за оценка на силата, необходима за разширяване на предварително нанесено разкъсване в тъкан, като се използва методът с балистичното махало, широко известен като Якост на разкъсване по Елмендорф тест.
За производителите, лабораториите и специалистите по контрол на качеството е важно да разберат ISO 13937-1 помага да се гарантира, че текстилните изделия могат да издържат на реалните натоварвания, на които са подложени по време на манипулиране, преработка, транспорт и крайно използване. В тази статия се обясняват принципът на изпитването, процедурата, приложенията, интерпретацията на резултатите и изискванията към оборудването, свързани с тест за разкъсване на плат съгласно ISO 13937-1.
Разбиране на стандарта ISO 13937-1
ISO 13937-1: Текстил — Свойства на тъканите при разкъсване — Част 1: Определяне на силата на разкъсване чрез метода с балистичен махало (Елмендорф) определя метод за измерване на силата, необходима за продължаване на разкъсване, което вече е започнало в проба от тъкан.
За разлика от изпитването на опън, при което се измерва силата, необходима за скъсване на целия образец, ISO 13937-1 се фокусира върху разпространението на разкъсването. Това разграничение е важно, тъй като в практиката тъканите често се разрушават вследствие на вече налични разрези, пробиви или дефекти, а не в резултат на равномерно натоварване при опън.
Методът е приложим предимно за:
- Тъкани
- Много нетъкани материали
- Текстилни изделия с покритие
- Технически текстил
- Промишлени тъкани
Стандартът като цяло не е подходящ за:
- Плетени тъкани
- Силно еластични тъкани
- Изключително свободни конструкции
- Силно анизотропни тъкани, при които посоката на разкъсване може да се отклони по време на изпитването
Защо якостта на разкъсване е важна?
Устойчивостта на разкъсване често е ключов показател за издръжливостта и експлоатационния срок на тъканта.
Често срещани проблеми, свързани с качеството, които се установяват чрез изпитване на разкъсване
| Приложение | Значението на якостта на разкъсване |
|---|---|
| Тъкани за облекло | Устойчивост на случайно разкъсване при носене |
| Защитно облекло | Предотвратяване на разпространението на скъсването след повреда |
| Геотекстил | Устойчивост при натоварване при монтажа |
| Промишлени текстилни изделия | Работни характеристики при механично натоварване |
| Нетъкани материали | Структурна цялост при манипулиране |
| Тъкани за тапицерия | Устойчивост на повреди при употреба |
Дадена тъкан може да притежава отлична якост на опън, но въпреки това да се скъса преждевременно, ако устойчивостта ѝ на разкъсване е недостатъчна. Ето защо, тест за разкъсване на плат предоставя допълнителна информация, която е от съществено значение за цялостната оценка на материала.
Принцип на изпитването на якостта на разкъсване по метода на Елмендорф
Сайтът Якост на разкъсване по Елмендорф Методът измерва енергията, необходима за разпространяване на разкъсване на определено разстояние в проба от тъкан.
Как се провежда тестът
Правоъгълен образец се закрепва между две скоби:
- Една скоба е закрепена
- Другият е закрепен към махало
В пробата се прави предварително изрязана прорезна цепнатина.
Когато махалото се пусне:
- Потенциалната енергия се превръща в кинетична енергия.
- Подвижната скоба бързо изтегля плата.
- Разкъсването се разпространява на определено разстояние.
- Измерва се енергията, погълната при разкъсването.
- Изчислява се и се посочва съответната сила на разкъсване.
Изпитването определя количествено средната сила, необходима за продължаване на разкъсването на материала.
Визуализация на процеса на тестване
Подготовка на пробата → Предварително нарязана прореза → Закрепване на пробата → Освобождаване на махалото → Разпространение на разкъсването → Изчисляване на силата
Това състояние на бързо натоварване симулира ситуации, при които при реална употреба внезапно възниква разкъсване.
Процедура за изпитване съгласно ISO 13937-1
1. Подготовка на пробите
Размерите и ориентацията на пробата трябва да отговарят на изискванията на стандарта.
Тестването обикновено се извършва и в двете:
- Посока на основата
- Посока на вътъка
Подготвят се няколко проби, за да се гарантира статистическа надеждност.
3. Провеждане на теста
Образецът се закрепва внимателно между скобите.
Операторът:
- Връща махалото в изходното му положение
- Проверява калибрирането на нулата
- Освобождава махалото
- Записва измерената сила на скъсване
Избраната капацитет на махалото трябва да осигурява показания в диапазона: 15% и 85% при пълна мощност за да се постигне оптимална точност.
2. Изготвяне на първоначалния вариант
Размер на процепа:
20 мм ± 0,5 мм
се изрязва в пробата преди изпитването.
Оставащият път на сълзата е:
43 мм ± 0,5 мм
Тази контролирана геометрия гарантира съгласуваност между лабораториите.
4. Проверки за валидност
Разкъсването трябва:
- Следвайте посоката, в която трябва да се разкъса
- Да остава стабилен по време на размножаването
- Да не се наблюдава прекомерно изплъзване на преждата
Резултатите трябва да бъдат отхвърлени, ако вместо действително разкъсване се наблюдава приплъзване на нишката. Ако три или повече от петте проби са невалидни, методът може да не е подходящ за този материал.
Ключови фактори, влияещи върху якостта на разкъсване по Елмендорф
Резултатите от изпитванията се влияят от няколко характеристики на материала.
Структура на тъканта
- Дебелина на преждата
- Плътност на тъканта
- Мотив на плетене
- Честота на преплитане на нишките
Като цяло, по-плътните конструкции се различават по своето поведение при разкъсване от по-рехавите конструкции.
Тип на влакното
Примери за това са:
- Памук
- Полиестер
- Найлон
- Арамид
- Полипропилен
- Смесени влакна
Здравината на влакната и техните свойства на удължение оказват пряко влияние върху разпространението на разкъсването.
Процедури за финална обработка
Химичните и механичните процеси на довършване могат да окажат значително влияние върху устойчивостта на разкъсване:
- Покрития
- Лечение със смола
- Водоустойчиви покрития
- Обработки за огнеустойчивост
Посока на нишките
Якостта на опън на основата и вътъка често се различава значително поради различията в структурата.
Поради тази причина, ISO 13937-1 изисква изпитване във всяка съответна посока.
Интерпретиране на резултатите от тестовете
Основната отчитана величина е силата на скъсване, която обикновено се изразява в:
Нютони (N)
По-високите стойности обикновено сочат по-голяма устойчивост на разпространението на разкъсването.
Примерни данни
| Пример | Сила на разкъсване на основата (N) | Сила на разкъсване на вътъка (N) |
|---|---|---|
| Плат А | 28.5 | 24.8 |
| Плат Б | 42.1 | 38.7 |
| Плат C | 15.6 | 18.2 |
Тези стойности могат да се използват за:
- Разработване на продукти
- Квалификация на доставчиците
- Контрол на постъпващите материали
- Контрол на качеството на производството
- Сравнителен анализ на конкурентоспособността
Приложения на стандарта ISO 13937-1 в различни отрасли
Производство на текстил
Производителите използват ISO 13937-1 за да се проверят изискванията за издръжливост и да се поддържа постоянството на качеството на продукта.
Защитно облекло
Защитните облекла трябва да притежават достатъчна устойчивост на разкъсване, за да се гарантира безопасността и след възникване на незначителни повреди.
Технически текстил
Промишлените тъкани, използвани в транспорта, строителството и филтрацията, често изискват проверка на устойчивостта им на разкъсване.
Нетъкани изделия
Много от нетъканите материали, използвани в секторите на хигиената, медицината и промишлеността, се оценяват чрез Якост на разкъсване по Елмендорф метод.
Изследвания и разработки
Разработчиците на материали използват стандарта, за да сравняват нови структури на тъкани, влакна и технологии за довършителна обработка.
Изисквания към апарата за изпитване на разкъсване по Елмендорф
Един Апарат за изпитване на разкъсване „Елмендорф“ трябва да предостави:
- Точно измерване на енергията на махалото
- Стабилни условия на затягане
- Контролирано позициониране на пробата
- Надеждна възможност за калибриране
- Повторяемо освобождаване на махалото
Тъй като силата на разкъсване може да бъде изключително чувствителна към условията на изпитване, качеството на оборудването играе значителна роля за постигането на повторяеми и възпроизводими резултати.
Cell Instruments SLD-01 Уред за изпитване на разкъсване по Елмендорф
За лаборатории, които извършват ISO 13937-1 тестване, SLD-01 Уред за изпитване на разкъсване „Елмендорф“ от Cell Instruments е предназначен за подпомагане на стандартизираната оценка на устойчивостта на разкъсване на текстилни изделия, хартия, фолиа, нетъкани материали и сродни материали.
Основни характеристики
- Система, управлявана от ПЛК, със сензорен екран HMI
- Пневматично затягане на пробите за постоянна сила на захващане
- Автоматично освобождаване на махалото за намаляване на влиянието на оператора
- Възможности за работа с няколко махала:
- 200 gf
- 400 gf
- 800 gf
- 1600 gf
- 3200 gf
- 6400 gf
- Вградена проверка на калибрационните тежести
- Автоматизирани статистически изчисления
- Допълнителен професионален софтуер за управление на данни
- Допълнителен микропринтер и RS-232 връзка
Технически характеристики
| Параметър | Технически характеристики |
|---|---|
| Капацитет на махалото | 200–6400 gf |
| Дължина на разкъсващата ръка | 104 ± 1 мм |
| Начален ъгъл на разкъсване | 27,5° ± 0,5° |
| Доставка на газ | 0,6 МПа |
| Захранване | 110–220 V променливо напрежение, 50/60 Hz |
Системата подпомага лабораториите, които се стремят към надеждно спазване на ISO 13937-1 и други изисквания за изпитване на устойчивостта на разкъсване.
Свързани стандарти за изпитване на разкъсване
Въпреки че ISO 13937-1 макар и широко използван, в зависимост от вида на материала и изискванията на отрасъла могат да се прилагат и други методи за изпитване на разкъсване.
| Стандартен | Метод |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Методът на махалото на Елмендорф |
| ISO 13937-2 | Методът с една сълза |
| ISO 13937-3 | Метод за разкъсване на панталони |
| ISO 13937-4 | Методът с разкъсване на езика |
| ASTM D1424 | Методът на Елмендорф за изпитване на текстилни материали на разкъсване |
| ASTM D5734 | Метод за разкъсване на панталони |
| TAPPI T414 | Степен на устойчивост на разкъсване по Елмендорф за хартия |
Изборът на подходящия метод зависи от структурата на тъканта, изискванията за приложението и спецификациите на клиента.
ISO 13937-1 остава един от най-широко признатите стандарти за оценка на устойчивостта срещу разкъсване при тъкани и много нетъкани материали. Чрез измерване на Якост на разкъсване по Елмендорф, производителите и изпитвателните лаборатории могат по-добре да разберат издръжливостта на тъканите, да сравняват характеристиките на материалите и да гарантират съответствие с изискванията на клиентите и отрасъла.
Правилно изпълнено тест за разкъсване на плат предоставя ценни данни за контрол на качеството, които подпомагат разработването на продукти, квалифицирането на доставчиците и поддържането на постоянство в производството. Когато се съчетае с висококачествен Апарат за изпитване на разкъсване „Елмендорф“, методът осигурява надеждни и възпроизводими резултати, които спомагат за поддържането на експлоатационните характеристики на текстила през целия жизнен цикъл на продукта.