Odolnost proti roztržení je klíčovou vlastností textilií používaných v oděvním průmyslu, v průmyslových tkaninách, technických textiliích, ochranném oděvu, obalových textiliích a netkaných výrobcích. ISO 13937-1 poskytuje standardizovanou metodu pro stanovení síly potřebné k rozšíření předem vyříznutého trhlinového zářezu v textilii pomocí metody balistického kyvadla, běžně známé jako Pevnost v trhání podle Elmendorfa test.
Pro výrobce, laboratoře a odborníky v oblasti kontroly kvality je důležité pochopit ISO 13937-1 pomáhá zajistit, aby textilní výrobky odolávaly reálným namáháním, kterým jsou vystaveny při manipulaci, zpracování, přepravě a při konečném použití. Tento článek vysvětluje princip zkoušení, postup, oblasti použití, interpretaci výsledků a požadavky na vybavení související s zkouška tkaniny na roztržení podle normy ISO 13937-1.
Porozumění normě ISO 13937-1
ISO 13937-1: Textilie – Vlastnosti tkanin z hlediska odolnosti proti roztržení – Část 1: Stanovení síly potřebné k roztržení metodou balistického kyvadla (Elmendorf) stanovuje metodu měření síly potřebné k pokračování trhliny, která již byla započata ve vzorku tkaniny.
Na rozdíl od zkoušky tahem, při které se měří síla potřebná k přetržení celého vzorku, ISO 13937-1 se zaměřuje na šíření trhlin. Toto rozlišení je důležité, protože textilie v praktických aplikacích často selhávají spíše v důsledku stávajících řezů, propíchnutí nebo vad než v důsledku rovnoměrného tahového namáhání.
Tato metoda je primárně použitelná pro:
- Tkaniny
- Mnoho netkaných materiálů
- Textilie s povrchovou úpravou
- Technické textilie
- Průmyslové textilie
Tato norma obecně není vhodná pro:
- Pletené látky
- Vysoce elastické tkaniny
- Velmi volné konstrukce
- Vysoce anizotropní tkaniny, u nichž se směr trhání může během zkoušky lišit
Proč je pevnost v trhání důležitá?
Odolnost proti roztržení je často klíčovým ukazatelem trvanlivosti a životnosti látky.
Časté problémy s kvalitou, které řeší zkouška odolnosti proti roztržení
| Žádost | Význam pevnosti v trhání |
|---|---|
| Tkaniny pro oděvní průmysl | Odolnost proti náhodnému roztržení při nošení |
| Ochranné oděvy | Zabránění šíření trhliny po poškození |
| Geotextilie | Odolnost vůči namáhání při montáži |
| Průmyslové textilie | Chování při mechanickém namáhání |
| Netkané materiály | Strukturální integrita při manipulaci |
| Čalounické látky | Odolnost proti poškození při používání |
Tkanina může vykazovat vynikající pevnost v tahu, ale přesto předčasně selhat, pokud její odolnost proti roztržení není dostatečná. Proto zkouška tkaniny na roztržení poskytuje doplňující informace, které jsou nezbytné pro komplexní hodnocení materiálu.
Princip zkoušky pevnosti v trhání podle Elmendorfa
Na stránkách Pevnost v trhání podle Elmendorfa Tato metoda měří energii potřebnou k tomu, aby se trhlina v textilním vzorku rozšířila o stanovenou vzdálenost.
Jak test funguje
Obdélníkový vzorek je upevněn mezi dvěma svorkami:
- Jedna svorka je upevněna
- Ten druhý je připevněn k kyvadlu
Do vzorku se vytvoří předem vyříznutá štěrbina.
Když se kyvadlo uvolní:
- Potenciální energie se přeměňuje na kinetickou energii.
- Pohyblivá svorka rychle táhne látku.
- Trhlina se šíří po stanovenou vzdálenost.
- Měří se energie absorbovaná při trhání.
- Vypočítá se a uvede odpovídající síla potřebná k roztržení.
Tento test kvantifikuje průměrnou sílu potřebnou k dalšímu trhání materiálu.
Vizualizace testovacího procesu
Příprava vzorku → Předběžný řez → Upevnění vzorku → Uvolnění kyvadla → Šíření trhliny → Výpočet síly
Tento režim rychlého zatížení simuluje situace, kdy při běžném používání dochází k náhlému roztržení.
Zkušební postup podle normy ISO 13937-1
1. Příprava vzorků
Rozměry a orientace vzorku musí odpovídat požadavkům normy.
Testování se obvykle provádí v obou případech:
- Směr osnovy
- Směr útku
Pro zajištění statistické spolehlivosti se připravuje více vzorků.
3. Provedení testu
Vzorek se pečlivě upevní mezi svorky.
Operátor:
- Vrátí kyvadlo do výchozí polohy
- Ověřuje kalibraci na nulu
- Uvolní kyvadlo
- Zaznamenává naměřenou sílu odtržení
Zvolená kapacita kyvadla by měla generovat hodnoty v rozmezí: 15% a 85% s plnou kapacitou aby bylo dosaženo optimální přesnosti.
2. Vytvoření počátečního řezu
Měření štěrbiny:
20 mm ± 0,5 mm
se před zkouškou vyřízne do vzorku.
Zbývající trasa slz je:
43 mm ± 0,5 mm
Tato kontrolovaná geometrie zajišťuje srovnatelnost výsledků mezi laboratořemi.
4. Kontroly platnosti
Trhlina by měla:
- Postupujte podle vyznačeného směru odtržení
- Zůstává stabilní po celou dobu rozmnožování
- Nesmí docházet k nadměrnému prokluzování příze
Výsledky je třeba zamítnout, pokud místo skutečného roztržení dojde k prokluzu vlákna. Pokud jsou tři nebo více vzorků z pěti neplatné, nemusí být tato metoda pro daný materiál vhodná.
Klíčové faktory ovlivňující pevnost v trhání podle Elmendorfa
Na výsledky zkoušek má vliv několik vlastností materiálu.
Složení látky
- Hustota příze
- Hustota tkaniny
- Vzor tkaní
- Frekvence proplétání příze
Obecně platí, že pevnější konstrukce vykazují jiné chování při trhání než volnější konstrukce.
Typ vlákna
Mezi příklady patří:
- Bavlna
- Polyester
- Nylon
- aramid
- Polypropylen
- Směsová vlákna
Pevnost vláken a jejich prodloužení mají přímý vliv na šíření trhliny.
Závěrečné úpravy
Chemické a mechanické procesy povrchové úpravy mohou významně ovlivnit odolnost proti roztržení:
- Povlaky
- Ošetření pryskyřicí
- Voděodolné povrchové úpravy
- Úpravy pro snížení hořlavosti
Směr vlákna
Pevnost v tahu osnovy a útku se často výrazně liší v důsledku rozdílů ve struktuře tkaniny.
Z tohoto důvodu, ISO 13937-1 vyžaduje provedení zkoušek ve všech příslušných směrech.
Výklad výsledků testů
Hlavní uváděnou veličinou je síla odtržení, která se obvykle udává v:
Newtony (N)
Vyšší hodnoty obecně znamenají větší odolnost proti šíření trhliny.
Příkladová data
| Ukázka | Síla trhliny v časoprostoru (N) | Síla potřebná k roztržení útku (N) |
|---|---|---|
| Látka A | 28.5 | 24.8 |
| Látka B | 42.1 | 38.7 |
| Látka C | 15.6 | 18.2 |
Tyto hodnoty lze použít pro:
- Vývoj produktů
- Kvalifikace dodavatelů
- Kontrola příchozího materiálu
- Kontrola kvality výroby
- Srovnávací analýza s konkurencí
Využití normy ISO 13937-1 v různých odvětvích
Textilní výroba
Výrobci používají ISO 13937-1 za účelem ověření požadavků na trvanlivost a zajištění stálé kvality výrobku.
Ochranné oděvy
Ochranné oděvy musí mít dostatečnou odolnost proti roztržení, aby byla zachována bezpečnost i po vzniku drobných poškození.
Technické textilie
Průmyslové textilie používané v dopravě, stavebnictví a při filtraci často vyžadují ověření odolnosti proti roztržení.
Netkané výrobky
Mnoho netkaných materiálů používaných v hygienickém, zdravotnickém a průmyslovém odvětví se hodnotí pomocí Pevnost v trhání podle Elmendorfa metoda.
Výzkum a vývoj
Vývojáři materiálů využívají tuto normu k porovnávání nových konstrukcí tkanin, vláken a technologií úpravy.
Požadavky na zařízení pro zkoušku odolnosti proti roztržení podle Elmendorfa
Jeden Zkušební zařízení pro trhání podle Elmendorfa je třeba uvést:
- Přesné měření energie kyvadla
- Stabilní upínací podmínky
- Řízené polohování vzorku
- Spolehlivé kalibrační možnosti
- Opakovatelné uvolnění kyvadla
Vzhledem k tomu, že trhací síla může být velmi citlivá na podmínky zkoušení, hraje kvalita zařízení významnou roli při dosahování opakovatelných a reprodukovatelných výsledků.
Cell Instruments SLD-01 Elmendorfův trhací tester
Pro laboratoře, které provádějí ISO 13937-1 testování, to SLD-01 Elmendorfův trhací tester z Cell Instruments je určena k podpoře standardizovaného hodnocení odolnosti proti roztržení textilií, papíru, fólií, netkaných textilií a podobných materiálů.
Hlavní vlastnosti
- Systém řízený programovatelným logickým automatem (PLC) s dotykovým rozhraním HMI
- Pneumatické upínání vzorků pro zajištění stálé upínací síly
- Automatické uvolnění kyvadla za účelem snížení vlivu obsluhy
- Různé nosnosti kyvadel:
- 200 gf
- 400 gf
- 800 gf
- 1600 gf
- 3200 gf
- 6400 gf
- Integrovaná kontrola kalibračních závaží
- Automatizované statistické výpočty
- Volitelný profesionální software pro správu dat
- Volitelná mikrotiskárna a připojení přes rozhraní RS-232
Technické specifikace
| Parametr | Specifikace |
|---|---|
| Nosnost kyvadla | 200–6400 gf |
| Délka trhacího ramene | 104 ± 1 mm |
| Počáteční úhel trhání | 27,5° ± 0,5° |
| Dodávky plynu | 0,6 MPa |
| Napájení | 110–220 V střídavého proudu, 50/60 Hz |
Systém podporuje laboratoře, které usilují o spolehlivé dodržování ISO 13937-1 a další požadavky na zkoušky odolnosti proti roztržení.
Související normy pro zkoušky odolnosti proti roztržení
Ačkoli ISO 13937-1 je sice široce používána, v závislosti na typu materiálu a požadavcích daného odvětví však mohou být použitelné i jiné metody zkoušení odolnosti proti roztržení.
| Standardní | Metoda |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Metoda Elmendorfova kyvadla |
| ISO 13937-2 | Metoda jedné slzy |
| ISO 13937-3 | Metoda roztržení kalhot |
| ISO 13937-4 | Metoda roztržení jazyka |
| ASTM D1424 | Elmendorfova metoda zkoušky odolnosti proti roztržení u textilií |
| ASTM D5734 | Metoda roztržení kalhot |
| TAPPI T414 | Elmendorfova zkouška odolnosti papíru proti roztržení |
Výběr vhodné metody závisí na struktuře tkaniny, požadavcích na použití a specifikacích zákazníka.
ISO 13937-1 zůstává jednou z nejuznávanějších norem pro hodnocení odolnosti proti šíření trhlin u tkanin a mnoha netkaných materiálů. Pomocí měření Pevnost v trhání podle Elmendorfa, mohou výrobci a zkušební laboratoře lépe porozumět trvanlivosti tkanin, porovnávat vlastnosti materiálů a zajistit soulad s požadavky zákazníků i odvětví.
Správně provedený zkouška tkaniny na roztržení poskytuje cenné údaje o kontrole kvality, které podporují vývoj výrobků, kvalifikaci dodavatelů a trvalou konzistenci výroby. V kombinaci s vysoce kvalitním Zkušební zařízení pro trhání podle Elmendorfa, tato metoda poskytuje spolehlivé a opakovatelné výsledky, které pomáhají zachovat vlastnosti textilií po celou dobu životního cyklu výrobku.