A resistência ao rasgo dos tecidos é uma propriedade de desempenho fundamental para os têxteis utilizados no vestuário, nos tecidos industriais, nos têxteis técnicos, no vestuário de proteção, nos têxteis para embalagens e nos produtos não tecidos. ISO 13937-1 fornece um método normalizado para avaliar a força necessária para propagar um rasgo pré-cortado num tecido, utilizando o método do pêndulo balístico, vulgarmente conhecido como o Resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf teste.
Para fabricantes, laboratórios e profissionais de controlo de qualidade, compreender ISO 13937-1 ajuda a garantir que os produtos têxteis sejam capazes de resistir às solicitações reais a que são submetidos durante o manuseamento, o processamento, o transporte e as aplicações de utilização final. Este artigo explica o princípio do ensaio, o procedimento, as aplicações, a interpretação dos resultados e os requisitos de equipamento associados ao ensaio de rasgamento do tecido de acordo com a norma ISO 13937-1.
Compreender a norma ISO 13937-1
ISO 13937-1: Têxteis — Propriedades de rasgo dos tecidos — Parte 1: Determinação da força de rasgo utilizando o método do pêndulo balístico (Elmendorf) especifica um método para medir a força necessária para prosseguir um rasgo já iniciado numa amostra de tecido.
Ao contrário do ensaio de tração, que mede a força necessária para partir uma amostra na totalidade, ISO 13937-1 centra-se na propagação do rasgo. Esta distinção é importante porque, em aplicações práticas, os tecidos falham frequentemente devido a cortes, perfurações ou defeitos já existentes, e não devido a uma carga de tração uniforme.
O método é aplicável principalmente a:
- Tecidos
- Muitos materiais não tecidos
- Têxteis revestidos
- Têxteis técnicos
- Tecidos industriais
A norma não é, em geral, adequada para:
- Tecidos de malha
- Tecidos altamente elásticos
- Construções extremamente soltas
- Tecidos altamente anisotrópicos, em que a direção do rasgo pode desviar-se durante os ensaios
Por que razão a resistência ao rasgo é importante?
A resistência ao rasgo é, muitas vezes, um indicador fundamental da durabilidade e da vida útil do tecido.
Problemas comuns de qualidade abordados pelos ensaios de resistência ao rasgo
| Candidatura | Importância da resistência ao rasgo |
|---|---|
| Tecidos para vestuário | Resistência ao rasgo acidental durante o uso |
| Vestuário de proteção | Prevenção da propagação de fissuras após danos |
| Geotêxteis | Resistência às solicitações durante a instalação |
| Têxteis industriais | Comportamento sob carga mecânica |
| Materiais não tecidos | Integridade estrutural durante o manuseamento |
| Tecidos para estofos | Resistência a danos durante a utilização |
Um tecido pode apresentar uma excelente resistência à tração, mas falhar prematuramente se a sua resistência ao rasgo for insuficiente. Por conseguinte, o ensaio de rasgamento do tecido fornece informações complementares que são essenciais para uma avaliação abrangente do material.
Princípio do ensaio de resistência ao rasgo de Elmendorf
O Resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf Este método mede a energia necessária para propagar um rasgo ao longo de uma distância especificada numa amostra de tecido.
Como funciona o teste
Uma amostra retangular é fixada entre duas braçadeiras:
- Uma braçadeira está fixada
- O outro está preso a um pêndulo
É feita uma incisão pré-cortada na amostra.
Quando o pêndulo é solto:
- A energia potencial é convertida em energia cinética.
- A braçadeira móvel puxa rapidamente o tecido.
- A ruptura propaga-se ao longo de uma distância definida.
- É medida a energia absorvida durante o rasgo.
- A força de rasgo correspondente é calculada e indicada.
O ensaio quantifica a força média necessária para continuar a rasgar o material.
Visualização do processo de teste
Preparação da amostra → Corte prévio → Fixação da amostra → Libertação do pêndulo → Propagação do rasgo → Cálculo da força
Esta condição de carga rápida simula situações em que se verifica um rasgo repentino durante a utilização real.
Procedimento de ensaio da norma ISO 13937-1
1. Preparação das amostras
As dimensões e a orientação da amostra devem estar em conformidade com os requisitos da norma.
Os testes são normalmente realizados em ambos:
- Direção da urdidura
- Direção da trama
São preparadas várias amostras para garantir a fiabilidade estatística.
3. Realização do teste
A amostra é cuidadosamente fixada entre as pinças.
O operador:
- Coloca o pêndulo na sua posição inicial
- Verifica a calibração do ponto zero
- Liberta o pêndulo
- Regista a força de rasgo medida
A capacidade do pêndulo selecionado deve gerar leituras compreendidas entre: 15% e 85% de capacidade total para obter uma precisão ideal.
2. Criação do corte inicial
Uma fenda com as seguintes dimensões:
20 mm ± 0,5 mm
é cortada na amostra antes do ensaio.
O percurso de lagrima restante é:
43 mm ± 0,5 mm
Esta geometria controlada garante a consistência entre laboratórios.
4. Verificações de validade
A laceração deve:
- Siga a direção de rasgo indicada
- Manter-se estável ao longo da propagação
- Não apresentar deslizamento excessivo do fio
Os resultados devem ser rejeitados se ocorrer deslizamento da fio em vez de uma ruptura efetiva. Se três ou mais amostras em cada cinco forem inválidas, o método poderá não ser adequado para esse material.
Fatores-chave que afetam a resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf
Várias características do material influenciam os resultados dos ensaios.
Composição do tecido
- Espessura do fio
- Densidade do tecido
- Padrão de tecelagem
- Frequência de entrelaçamento dos fios
De um modo geral, as construções mais apertadas apresentam um comportamento de rasgo diferente do das construções mais soltas.
Tipo de fibra
Entre os exemplos contam-se:
- Algodão
- Poliéster
- Nylon
- Aramida
- Polipropileno
- Fibras mistas
A resistência das fibras e as suas propriedades de alongamento afetam diretamente a propagação do rasgo.
Tratamentos de acabamento
Os processos de acabamento químico e mecânico podem influenciar significativamente o desempenho em termos de resistência ao rasgo:
- Revestimentos
- Tratamentos com resina
- Acabamentos impermeáveis
- Tratamentos ignífugos
Sentido do tecido
A resistência à rutura da urdidura e da trama difere frequentemente de forma substancial devido a diferenças na construção.
Por esta razão, ISO 13937-1 exige a realização de ensaios em cada direção relevante.
Interpretação dos resultados dos exames
O principal valor relatado é a força de rasgo, normalmente expressa em:
Newtons (N)
Valores mais elevados indicam, em geral, uma maior resistência à propagação do rasgo.
Dados de exemplo
| Exemplo | Força de Rasgo Warp (N) | Força de ruptura da trama (N) |
|---|---|---|
| Tecido A | 28.5 | 24.8 |
| Tecido B | 42.1 | 38.7 |
| Tecido C | 15.6 | 18.2 |
Estes valores podem ser utilizados para:
- Desenvolvimento de produtos
- Qualificação de fornecedores
- Inspeção de material recebido
- Controlo de qualidade da produção
- Análise comparativa da concorrência
Aplicações da norma ISO 13937-1 em diversos setores
Fabrico de têxteis
Os fabricantes utilizam ISO 13937-1 para verificar os requisitos de durabilidade e garantir a consistência do produto.
Vestuário de proteção
O vestuário de proteção deve possuir uma resistência adequada ao rasgo para garantir a segurança mesmo após a ocorrência de danos menores.
Têxteis Técnicos
Os tecidos industriais utilizados em aplicações nos setores dos transportes, da construção e da filtração requerem frequentemente a verificação do seu desempenho em termos de resistência ao rasgo.
Produtos não tecidos
Muitos materiais não tecidos utilizados nos setores da higiene, médico e industrial são avaliados utilizando o Resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf método.
Investigação e Desenvolvimento
Os criadores de materiais utilizam a norma para comparar novas composições de tecidos, fibras e tecnologias de acabamento.
Requisitos do aparelho de ensaio de rasgo Elmendorf
Um Aparelho de ensaio de rasgo Elmendorf deve fornecer:
- Medição precisa da energia do pêndulo
- Condições de fixação estáveis
- Posicionamento controlado da amostra
- Capacidade de calibração fiável
- Lançamento repetível do pêndulo
Uma vez que a força de rasgo pode ser altamente sensível às condições de ensaio, a qualidade do equipamento desempenha um papel significativo na obtenção de resultados repetíveis e reproduzíveis.
Cell Instruments SLD-01 Testador de Rasgo Elmendorf
Para laboratórios que realizam ISO 13937-1 testes, o SLD-01 Testador de Resistência ao Rasgo Elmendorf de Cell Instruments foi concebido para permitir a avaliação normalizada da resistência ao rasgo de têxteis, papel, películas, não tecidos e materiais afins.
Principais características
- Sistema controlado por PLC com IHM com ecrã tátil
- Fixação pneumática de amostras para uma força de fixação constante
- Libertação automática do pêndulo para reduzir a influência do operador
- Várias capacidades do pêndulo:
- 200 gf
- 400 gf
- 800 gf
- 1600 gf
- 3200 gf
- 6400 gf
- Verificação integrada do peso de calibração
- Cálculos estatísticos automatizados
- Software profissional opcional para gestão de dados
- Microimpressora opcional e conectividade RS-232
Especificações técnicas
| Parâmetro | Especificações |
|---|---|
| Capacidade do pêndulo | 200–6400 gf |
| Comprimento do braço de rasgo | 104 ± 1 mm |
| Ângulo de rasgo inicial | 27,5° ± 0,5° |
| Abastecimento de gás | 0,6 MPa |
| Fonte de alimentação | CA 110–220 V, 50/60 Hz |
O sistema apoia os laboratórios que procuram garantir o cumprimento fiável das normas ISO 13937-1 e outros requisitos relativos aos ensaios de resistência ao rasgo.
Normas relacionadas com ensaios de resistência ao rasgo
Embora ISO 13937-1 Embora seja amplamente utilizado, podem ser aplicáveis outros métodos de ensaio de rasgo, dependendo do tipo de material e dos requisitos do setor.
| Padrão | Método |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Método do pêndulo de Elmendorf |
| ISO 13937-2 | Método da lágrima única |
| ISO 13937-3 | Método do rasgo nas calças |
| ISO 13937-4 | Método da laceração da língua |
| ASTM D1424 | Método de resistência ao rasgo de Elmendorf para têxteis |
| ASTM D5734 | Método do rasgo nas calças |
| TAPPI T414 | Resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf para papel |
A escolha do método adequado depende da composição do tecido, dos requisitos de aplicação e das especificações do cliente.
ISO 13937-1 continua a ser uma das normas mais reconhecidas para avaliar a resistência à propagação de rasgos em tecidos e em muitos materiais não tecidos. Através da medição de Resistência ao rasgo segundo o método de Elmendorf, os fabricantes e os laboratórios de ensaio podem compreender melhor a durabilidade dos tecidos, comparar o desempenho dos materiais e garantir o cumprimento dos requisitos dos clientes e do setor.
Uma execução adequada ensaio de rasgamento do tecido fornece dados valiosos de controlo de qualidade que apoiam o desenvolvimento de produtos, a qualificação de fornecedores e a consistência contínua da produção. Quando combinado com um sistema de alta qualidade Aparelho de ensaio de rasgo Elmendorf, o método proporciona resultados fiáveis e repetíveis que ajudam a manter o desempenho dos têxteis ao longo de todo o ciclo de vida do produto.