La resistenza allo strappo è una proprietà prestazionale fondamentale per i tessuti utilizzati nell'abbigliamento, nei tessuti industriali, nei tessuti tecnici, negli indumenti protettivi, nei tessuti per imballaggio e nei prodotti non tessuti. ISO 13937-1 fornisce un metodo standardizzato per valutare la forza necessaria a propagare uno strappo prestabilito in un tessuto utilizzando il metodo del pendolo balistico, comunemente noto come Resistenza allo strappo secondo il metodo Elmendorf test.
Per i produttori, i laboratori e i professionisti del controllo qualità, comprendere ISO 13937-1 contribuisce a garantire che i prodotti tessili siano in grado di resistere alle sollecitazioni reali a cui sono sottoposti durante la movimentazione, la lavorazione, il trasporto e le applicazioni finali. Il presente articolo illustra il principio di prova, la procedura, le applicazioni, l’interpretazione dei risultati e i requisiti delle attrezzature relativi al prova di strappo del tessuto secondo la norma ISO 13937-1.
Comprendere la norma ISO 13937-1
ISO 13937-1: Tessili — Caratteristiche di resistenza allo strappo dei tessuti — Parte 1: Determinazione della forza di strappo mediante il metodo del pendolo balistico (Elmendorf) specifica un metodo per misurare la forza necessaria a proseguire uno strappo già iniziato in un campione di tessuto.
A differenza della prova di trazione, che misura la forza necessaria per rompere un provino intero, ISO 13937-1 si concentra sulla propagazione delle lacerazioni. Questa distinzione è importante perché, nelle applicazioni pratiche, i tessuti spesso cedono a causa di tagli, forature o difetti preesistenti piuttosto che a causa di un carico di trazione uniforme.
Il metodo è applicabile principalmente a:
- Tessuti
- Molti materiali non tessuti
- Tessuti rivestiti
- Tessuti tecnici
- Tessuti industriali
Lo standard non è generalmente adatto a:
- Tessuti a maglia
- Tessuti altamente elastici
- Strutture estremamente larghe
- Tessuti altamente anisotropi in cui la direzione dello strappo può variare durante la prova
Perché la resistenza allo strappo è importante?
La resistenza allo strappo è spesso un indicatore fondamentale della resistenza e della durata del tessuto.
Problemi comuni relativi alla qualità affrontati tramite le prove di resistenza allo strappo
| Applicazione | Importanza della resistenza allo strappo |
|---|---|
| Tessuti per l'abbigliamento | Resistenza allo strappo accidentale durante l'uso |
| Abbigliamento protettivo | Prevenzione della propagazione della lacerazione dopo il danneggiamento |
| Geotessili | Resistenza alle sollecitazioni durante l'installazione |
| Tessuti industriali | Comportamento sotto carico meccanico |
| Materiali non tessuti | Integrità strutturale durante la movimentazione |
| Tessuti per tappezzeria | Resistenza ai danni durante l'uso |
Un tessuto può presentare un'eccellente resistenza alla trazione, ma cedere prematuramente se la sua resistenza allo strappo è insufficiente. Pertanto, il prova di strappo del tessuto fornisce informazioni complementari indispensabili per una valutazione completa del materiale.
Principio della prova di resistenza allo strappo di Elmendorf
Il Resistenza allo strappo secondo il metodo Elmendorf Il metodo misura l'energia necessaria per propagare uno strappo lungo una distanza specificata in un campione di tessuto.
Come funziona il test
Un provino rettangolare viene fissato tra due morsetti:
- Un morsetto è fissato
- L'altro è fissato a un pendolo
Nel campione viene praticato un taglio prestabilito.
Quando il pendolo viene lasciato andare:
- L'energia potenziale viene convertita in energia cinetica.
- Il morsetto mobile tira rapidamente il tessuto.
- La lacerazione si propaga per una distanza definita.
- Viene misurata l'energia assorbita durante lo strappo.
- Viene calcolata e riportata la forza di strappo corrispondente.
Il test quantifica la forza media necessaria per continuare a strappare il materiale.
Visualizzazione del processo di collaudo
Preparazione del campione → Taglio preliminare → Fissaggio del campione → Rilascio del pendolo → Propagazione dello strappo → Calcolo della forza
Questa condizione di carico rapido simula situazioni in cui si verificano strappi improvvisi durante l'uso effettivo.
Procedura di prova ISO 13937-1
1. Preparazione dei campioni
Le dimensioni e l'orientamento del provino devono essere conformi ai requisiti della norma.
I test vengono solitamente eseguiti in entrambi i casi:
- Direzione della trama
- Direzione della trama
Vengono preparati più campioni per garantire l'affidabilità statistica.
3. Esecuzione del test
Il campione viene fissato con cura tra i morsetti.
L'operatore:
- Riporta il pendolo nella posizione iniziale
- Verifica la taratura dello zero
- Rilascia il pendolo
- Registra la forza di strappo misurata
La capacità del pendolo selezionata dovrebbe generare valori compresi tra: 15% e 85% a piena capacità per ottenere una precisione ottimale.
2. Realizzazione del primo taglio
Una fessura di misura:
20 mm ± 0,5 mm
viene praticato un taglio nel campione prima della prova.
Il percorso di separazione rimanente è:
43 mm ± 0,5 mm
Questa geometria controllata garantisce l'uniformità tra i laboratori.
4. Controlli di validità
La lacerazione dovrebbe:
- Seguire la direzione di strappo prevista
- Rimanere stabile durante tutta la propagazione
- Non presentare uno slittamento eccessivo del filato
I risultati devono essere scartati se si verifica uno slittamento del filo anziché uno strappo effettivo. Se tre o più provini su cinque risultano non validi, il metodo potrebbe non essere adatto a quel materiale.
Fattori chiave che influenzano la resistenza allo strappo secondo Elmendorf
Diverse caratteristiche dei materiali influenzano i risultati delle prove.
Struttura del tessuto
- Titolo del filato
- Densità del tessuto
- Motivo a intreccio
- Frequenza di intreccio del filato
In generale, le strutture più compatte presentano un comportamento allo strappo diverso rispetto a quelle più lasche.
Tipo di fibra
Tra gli esempi figurano:
- Cotone
- Poliestere
- Nylon
- Aramide
- Polipropilene
- Fibre miste
La resistenza delle fibre e le loro proprietà di allungamento influenzano direttamente la propagazione dello strappo.
Trattamenti di finitura
I processi di finitura chimica e meccanica possono influire in modo significativo sulla resistenza allo strappo:
- Rivestimenti
- Trattamenti con resina
- Finiture impermeabili
- Trattamenti ignifughi
Senso del tessuto
La resistenza allo strappo della trama e dell'ordito spesso varia in modo sostanziale a causa delle differenze nella struttura del tessuto.
Per questo motivo, ISO 13937-1 richiede l'esecuzione di prove in ciascuna direzione pertinente.
Interpretazione dei risultati dei test
Il valore principale riportato è la forza di lacerazione, solitamente espressa in:
Newton (N)
Valori più elevati indicano generalmente una maggiore resistenza alla propagazione dello strappo.
Dati di esempio
| Esempio | Forza dello Strappo Temporale (N) | Resistenza allo strappo della trama (N) |
|---|---|---|
| Tessuto A | 28.5 | 24.8 |
| Tessuto B | 42.1 | 38.7 |
| Tessuto C | 15.6 | 18.2 |
Questi valori possono essere utilizzati per:
- Sviluppo dei prodotti
- Qualificazione dei fornitori
- Controllo dei materiali in entrata
- Controllo della qualità della produzione
- Analisi comparativa competitiva
Applicazioni della norma ISO 13937-1 nei vari settori industriali
Produzione tessile
I produttori utilizzano ISO 13937-1 per verificare i requisiti di durata e garantire l'uniformità del prodotto.
Abbigliamento protettivo
Gli indumenti protettivi devono presentare un'adeguata resistenza allo strappo per garantire la sicurezza anche in caso di danni lievi.
Tessuti tecnici
I tessuti industriali utilizzati nei settori dei trasporti, dell’edilizia e della filtrazione richiedono spesso una verifica della resistenza allo strappo.
Prodotti in tessuto non tessuto
Molti materiali non tessuti utilizzati nei settori dell'igiene, medico e industriale vengono valutati utilizzando il Resistenza allo strappo secondo il metodo Elmendorf metodo.
Ricerca e sviluppo
I produttori di materiali utilizzano lo standard per confrontare nuove strutture tessili, fibre e tecnologie di finitura.
Requisiti del tester di strappo Elmendorf
Un Apparecchio di prova di strappo Elmendorf deve fornire:
- Misurazione accurata dell'energia del pendolo
- Condizioni di serraggio stabili
- Posizionamento controllato dei campioni
- Capacità di taratura affidabile
- Rilascio ripetibile del pendolo
Poiché la forza di strappo può essere molto sensibile alle condizioni di prova, la qualità delle apparecchiature riveste un ruolo significativo nel conseguimento di risultati ripetibili e riproducibili.
Cell Instruments SLD-01 Tester di resistenza allo strappo Elmendorf
Per i laboratori che effettuano ISO 13937-1 test, il SLD-01 Tester di resistenza allo strappo Elmendorf da Cell Instruments è progettato per consentire la valutazione standardizzata della resistenza allo strappo di tessuti, carta, pellicole, tessuti non tessuti e materiali affini.
Caratteristiche principali
- Sistema controllato da PLC con interfaccia operatore (HMI) touchscreen
- Bloccaggio pneumatico dei provini per una forza di serraggio costante
- Rilascio automatico del pendolo per ridurre l'influenza dell'operatore
- Capacità dei pendoli multipli:
- 200 gf
- 400 gf
- 800 gf
- 1600 gf
- 3200 gf
- 6400 gf
- Verifica integrata dei pesi di calibrazione
- Calcoli statistici automatizzati
- Software professionale opzionale per la gestione dei dati
- Microstampante opzionale e connettività RS-232
Specifiche tecniche
| Parametro | Specifiche tecniche |
|---|---|
| Capacità del pendolo | 200–6400 gf |
| Lunghezza del braccio di strappo | 104 ± 1 mm |
| Angolo di strappo iniziale | 27,5° ± 0,5° |
| Fornitura di gas | 0,6 MPa |
| Alimentazione | 110–220 V CA, 50/60 Hz |
Il sistema supporta i laboratori che intendono garantire il rispetto delle norme in modo affidabile ISO 13937-1 e altri requisiti relativi alle prove di resistenza allo strappo.
Norme correlate relative alle prove di resistenza allo strappo
Sebbene ISO 13937-1 Sebbene sia ampiamente utilizzato, a seconda del tipo di materiale e dei requisiti del settore potrebbero essere applicabili altri metodi di prova allo strappo.
| Standard | Metodo |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Metodo del pendolo di Elmendorf |
| ISO 13937-2 | Metodo della singola lacrima |
| ISO 13937-3 | Metodo di strappo dei pantaloni |
| ISO 13937-4 | Metodo dello strappo della lingua |
| ASTM D1424 | Metodo di strappo di Elmendorf per i tessuti |
| ASTM D5734 | Metodo di strappo dei pantaloni |
| TAPPI T414 | Resistenza allo strappo secondo il metodo Elmendorf per la carta |
La scelta del metodo più adatto dipende dalla struttura del tessuto, dai requisiti di applicazione e dalle specifiche del cliente.
ISO 13937-1 rimane uno degli standard più riconosciuti per la valutazione della resistenza alla propagazione dello strappo nei tessuti e in molti materiali non tessuti. Misurando Resistenza allo strappo secondo il metodo Elmendorf, i produttori e i laboratori di prova possono comprendere meglio la durata dei tessuti, confrontare le prestazioni dei materiali e garantire la conformità ai requisiti dei clienti e del settore.
Un'operazione eseguita correttamente prova di strappo del tessuto fornisce preziosi dati relativi al controllo qualità che supportano lo sviluppo dei prodotti, la qualificazione dei fornitori e la costanza del processo produttivo. Se abbinato a un sistema di alta qualità Apparecchio di prova di strappo Elmendorf, il metodo fornisce risultati affidabili e ripetibili che contribuiscono a mantenere le prestazioni dei tessuti per tutto il ciclo di vita del prodotto.