Die Reißfestigkeit ist eine entscheidende Leistungseigenschaft von Textilien, die in Bekleidung, Industrietextilien, technischen Textilien, Schutzkleidung, Verpackungstextilien und Vliesstoffen zum Einsatz kommen. ISO 13937-1 bietet ein standardisiertes Verfahren zur Bestimmung der Kraft, die erforderlich ist, um einen vorgeschnittenen Riss in einem Gewebe mithilfe der ballistischen Pendelmethode fortzusetzen, die allgemein bekannt ist als die Elmendorf-Reißfestigkeit Test.
Für Hersteller, Labore und Fachleute aus dem Bereich der Qualitätskontrolle ist es wichtig, zu verstehen, ISO 13937-1 trägt dazu bei, sicherzustellen, dass Textilprodukte den realen Belastungen standhalten, denen sie bei der Handhabung, Verarbeitung, dem Transport und im Endverbrauch ausgesetzt sind. In diesem Artikel werden das Prüfprinzip, das Prüfverfahren, die Anwendungsbereiche, die Auswertung der Ergebnisse sowie die Anforderungen an die Prüfgeräte im Zusammenhang mit der Reißtest von Gewebe gemäß ISO 13937-1.
Die Norm ISO 13937-1 verstehen
ISO 13937-1: Textilien – Reißfestigkeit von Geweben – Teil 1: Bestimmung der Reißkraft nach dem ballistischen Pendelverfahren (Elmendorf) legt ein Verfahren zur Messung der Kraft fest, die erforderlich ist, um einen bereits eingeleiteten Riss in einer Gewebeprobe fortzusetzen.
Im Gegensatz zur Zugprüfung, bei der die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, um einen gesamten Prüfkörper zu zerreißen, ISO 13937-1 konzentriert sich auf die Rissausbreitung. Diese Unterscheidung ist wichtig, da Gewebe in der Praxis häufig nicht aufgrund einer gleichmäßigen Zugbelastung versagen, sondern aufgrund bereits vorhandener Schnitte, Einstiche oder Defekte.
Die Methode ist in erster Linie anwendbar auf:
- Gewebe
- Viele Vliesstoffe
- Beschichtete Textilien
- Technische Textilien
- Industriegewebe
Die Norm ist im Allgemeinen nicht geeignet für:
- Strickstoffe
- Hochelastische Gewebe
- Äußerst lockere Konstruktionen
- Stark anisotrope Gewebe, bei denen die Reißrichtung während der Prüfung abweichen kann
Warum ist die Reißfestigkeit wichtig?
Die Reißfestigkeit ist oft ein wichtiger Indikator für die Strapazierfähigkeit und Lebensdauer eines Stoffes.
Häufige Qualitätsprobleme, die durch Reißprüfungen behoben werden
| Anwendung | Bedeutung der Reißfestigkeit |
|---|---|
| Bekleidungsstoffe | Widerstandsfähigkeit gegen versehentliches Zerreißen beim Tragen |
| Schutzkleidung | Verhinderung der Rissausbreitung nach einer Beschädigung |
| Geotextilien | Haltbarkeit unter den Belastungen während der Installation |
| Industrietextilien | Verhalten unter mechanischer Belastung |
| Vliesstoffe | Strukturelle Integrität während der Handhabung |
| Möbelstoffe | Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen während des Gebrauchs |
Ein Gewebe kann zwar eine hervorragende Zugfestigkeit aufweisen, dennoch vorzeitig versagen, wenn seine Reißfestigkeit unzureichend ist. Daher ist die Reißtest von Gewebe liefert ergänzende Informationen, die für eine umfassende Materialbewertung unerlässlich sind.
Prinzip der Elmendorf-Reißfestigkeitsprüfung
Die Elmendorf-Reißfestigkeit Mit diesem Verfahren wird die Energie gemessen, die erforderlich ist, um einen Riss in einer Gewebeprobe über eine bestimmte Strecke fortzuschleppen.
So funktioniert der Test
Ein rechteckiger Prüfkörper wird zwischen zwei Klemmen eingespannt:
- Eine Klemme ist befestigt
- Das andere ist an einem Pendel befestigt
In die Probe wird ein vorgeschnittener Schlitz eingebracht.
Wenn das Pendel losgelassen wird:
- Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt.
- Die bewegliche Klemme zieht den Stoff zügig an.
- Der Riss breitet sich über eine bestimmte Strecke aus.
- Die beim Reißen aufgenommene Energie wird gemessen.
- Die entsprechende Reißkraft wird berechnet und angegeben.
Der Test ermittelt die durchschnittliche Kraft, die erforderlich ist, um das Material weiter zu zerreißen.
Visualisierung des Testprozesses
Probenvorbereitung → Vorschneiden → Probe einspannen → Pendel auslösen → Rissausbreitung → Kraftberechnung
Diese Schnellbelastungsbedingung simuliert Situationen, in denen es im tatsächlichen Gebrauch plötzlich zu Rissen kommt.
Prüfverfahren nach ISO 13937-1
1. Probenvorbereitung
Die Abmessungen und die Ausrichtung des Prüflings müssen den Anforderungen der Norm entsprechen.
Die Tests werden in der Regel in beiden Fällen durchgeführt:
- Kettfadenrichtung
- Schussrichtung
Es werden mehrere Proben vorbereitet, um die statistische Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
3. Durchführung des Tests
Die Probe wird sorgfältig zwischen den Klemmen befestigt.
Der Betreiber:
- Bringt das Pendel in seine Ausgangsposition zurück
- Überprüft die Nullkalibrierung
- Lässt das Pendel los
- Zeichnet die gemessene Reißkraft auf
Die gewählte Pendelkapazität sollte Messwerte im folgenden Bereich liefern: 15% und 85% bei voller Kapazität um eine optimale Genauigkeit zu erzielen.
2. Den ersten Schnitt erstellen
Ein Schlitz mit den Maßen:
20 mm ± 0,5 mm
wird vor der Prüfung in die Probe eingeschnitten.
Der verbleibende Tränenweg verläuft wie folgt:
43 mm ± 0,5 mm
Diese kontrollierte Geometrie gewährleistet die Übereinstimmung zwischen den Laboren.
4. Gültigkeitsprüfungen
Der Riss sollte:
- Beachten Sie die vorgesehene Abreißrichtung
- Bleibt während der Vermehrung stabil
- Es darf kein übermäßiges Verrutschen des Garns auftreten
Die Ergebnisse müssen verworfen werden, wenn es statt eines tatsächlichen Bruchs zu einem Verrutschen des Fadens kommt. Sind drei oder mehr von fünf Proben ungültig, ist das Verfahren für dieses Material möglicherweise nicht geeignet.
Wichtige Faktoren, die die Elmendorf-Reißfestigkeit beeinflussen
Mehrere Materialeigenschaften beeinflussen die Prüfergebnisse.
Stoffaufbau
- Garnstärke
- Gewebedichte
- Webmuster
- Verflechtungshäufigkeit der Fäden
Im Allgemeinen weisen dichtere Konstruktionen ein anderes Reißverhalten auf als lockere Konstruktionen.
Fasertyp
Beispiele hierfür sind:
- Baumwolle
- Polyester
- Nylon
- Aramid
- Polypropylen
- Mischfasern
Die Festigkeit und Dehnbarkeit der Fasern wirken sich unmittelbar auf die Ausbreitung des Risses aus.
Nachbehandlungen
Chemische und mechanische Veredelungsverfahren können das Reißverhalten erheblich beeinflussen:
- Beschichtungen
- Behandlungen mit Kunstharz
- Wasserfeste Oberflächen
- Flammschutzbehandlungen
Stofflauf
Die Reißfestigkeiten von Kette und Schuss unterscheiden sich aufgrund von Unterschieden in der Webart oft erheblich.
Aus diesem Grund, ISO 13937-1 erfordert Prüfungen in jeder relevanten Richtung.
Auswertung der Testergebnisse
Der wichtigste angegebene Wert ist die Tränenkraft, die üblicherweise wie folgt ausgedrückt wird:
Newton (N)
Höhere Werte weisen im Allgemeinen auf eine größere Widerstandsfähigkeit gegen die Ausbreitung von Rissen hin.
Beispieldaten
| Beispiel | Warp-Riss-Kraft (N) | Reißkraft der Kette (N) |
|---|---|---|
| Stoff A | 28.5 | 24.8 |
| Stoff B | 42.1 | 38.7 |
| Stoff C | 15.6 | 18.2 |
Diese Werte können für folgende Zwecke verwendet werden:
- Produktentwicklung
- Lieferantenqualifizierung
- Prüfung des eingehenden Materials
- Qualitätskontrolle in der Produktion
- Wettbewerbsvergleich
Anwendungen der Norm ISO 13937-1 in verschiedenen Branchen
Textilherstellung
Hersteller verwenden ISO 13937-1 um die Anforderungen an die Haltbarkeit zu überprüfen und die Produktkonsistenz zu gewährleisten.
Schutzkleidung
Schutzkleidung muss über eine ausreichende Reißfestigkeit verfügen, um auch nach geringfügigen Beschädigungen die Sicherheit zu gewährleisten.
Technische Textilien
Industriegewebe, die im Transportwesen, im Bauwesen und in Filtrationsanwendungen zum Einsatz kommen, müssen häufig auf ihre Reißfestigkeit geprüft werden.
Vliesstoffprodukte
Viele Vliesstoffe, die im Hygiene-, Medizin- und Industriebereich zum Einsatz kommen, werden anhand der Elmendorf-Reißfestigkeit Methode.
Forschung und Entwicklung
Materialentwickler nutzen den Standard, um neue Gewebekonstruktionen, Fasern und Veredelungstechnologien miteinander zu vergleichen.
Anforderungen an den Elmendorf-Reißprüfgerät
Ein Elmendorf-Reißprüfgerät muss Folgendes bereitstellen:
- Präzise Messung der Pendelenergie
- Stabile Spannbedingungen
- Gesteuerte Probenpositionierung
- Zuverlässige Kalibrierungsmöglichkeiten
- Wiederholbare Pendelauslösung
Da die Reißfestigkeit sehr stark von den Prüfbedingungen abhängt, spielt die Qualität der Geräte eine entscheidende Rolle für die Erzielung wiederholbarer und reproduzierbarer Ergebnisse.
Cell Instruments SLD-01 Elmendorf-Reißprüfgerät
Für Laboratorien, die ISO 13937-1 Testen, das SLD-01 Elmendorf-Reißprüfgerät aus Cell Instruments wurde entwickelt, um die standardisierte Bewertung der Reißfestigkeit von Textilien, Papier, Folien, Vliesstoffen und ähnlichen Materialien zu unterstützen.
Wichtigste Merkmale
- SPS-gesteuertes System mit Touchscreen-HMI
- Pneumatische Probenklemmung für gleichmäßige Klemmkraft
- Automatische Pendelauslösung zur Verringerung des Bedienereinflusses
- Kapazitäten für mehrere Pendel:
- 200 gf
- 400 gf
- 800 gf
- 1600 gf
- 3200 gf
- 6400 gf
- Integrierte Überprüfung der Kalibriergewichte
- Automatisierte statistische Berechnungen
- Optionale professionelle Software für die Datenverwaltung
- Optionaler Mikrodrucker und RS-232-Anschluss
Technische Daten
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Pendelkapazität | 200–6400 gf |
| Reißarmlänge | 104 ± 1 mm |
| Anfangsreißwinkel | 27,5° ± 0,5° |
| Gasversorgung | 0,6 MPa |
| Stromversorgung | 110–220 V Wechselstrom, 50/60 Hz |
Das System unterstützt Laboratorien dabei, die zuverlässige Einhaltung von ISO 13937-1 sowie weitere Anforderungen an die Reißfestigkeitsprüfung.
Zugehörige Normen für Reißprüfungen
Obwohl ISO 13937-1 ist zwar weit verbreitet, je nach Materialart und Branchenanforderungen können jedoch auch andere Reißprüfverfahren zum Einsatz kommen.
| Standard | Methode |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Elmendorf-Pendelverfahren |
| ISO 13937-2 | Einzeltränenmethode |
| ISO 13937-3 | Verfahren zum Aufreißen von Hosen |
| ISO 13937-4 | Methode zum Aufreißen der Zunge |
| ASTM D1424 | Elmendorf-Reißfestigkeitsprüfung für Textilien |
| ASTM D5734 | Verfahren zum Aufreißen von Hosen |
| TAPPI T414 | Elmendorf-Reißfestigkeit für Papier |
Die Wahl der geeigneten Methode hängt von der Gewebestruktur, den Anwendungsanforderungen und den Kundenspezifikationen ab.
ISO 13937-1 ist nach wie vor einer der anerkanntesten Standards zur Bewertung der Reißausbreitungsfestigkeit von Geweben und vielen Vliesstoffen. Durch die Messung Elmendorf-Reißfestigkeit, können Hersteller und Prüflabore die Haltbarkeit von Textilien besser einschätzen, die Leistungsfähigkeit der Materialien vergleichen und die Einhaltung der Kunden- und Branchenanforderungen sicherstellen.
Eine ordnungsgemäß durchgeführte Reißtest von Gewebe liefert wertvolle Daten zur Qualitätskontrolle, die die Produktentwicklung, die Lieferantenqualifizierung und die kontinuierliche Konsistenz der Fertigung unterstützen. In Kombination mit einer hochwertigen Elmendorf-Reißprüfgerät, liefert das Verfahren zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse, die dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit von Textilien über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg aufrechtzuerhalten.