Прочность при растяжении нетканые материалы
Прочность прошивных нетканых материалов определяется свойствами волокнистого полотна и скрепляющей его ниточной сетки. Волокна в полотне могут иметь разную длину, лежать в поперечном, продольном направлениях или иметь неориентированное расположение, скрепляющая сетка может быть образована разными основовязаными переплетениями из нитей разного вида и толщины, расположенными в полотне плотнее или реже. Все эти структурные параметры оказывают непосредственное влияние на свойства прошивных нетканых материалов.
При разрыве нетканого материала прежде всего рвутся прошивные нити, а затем уже растаскиваются волокна холста.) Однако нельзя считать, что прочность прошивного нетканого материала определяется только прочностью трикотажной сетки. Петли сетки с зажатыми волокнами работают в условиях, отличных от работы сетки трикотажного полотна без волокон. Поэтому формула, в которой прочность нетканого материала Рн. м рассматривается как прочность сетки Рс и прочность холста Рх, независящие одна от другой, может дать лишь приближенное представление о действительной прочности нетканого материала:
Прочность сетки без учета влияния зажатых волокон определяют по длине как прочность продольных прошивных столбиков в трикотажном полотне, по ширине — как суммарную прочность прошивных рядов.
Сила закрепления волокон, слагающаяся из сил трения и сцепления волокон, зажатых в каждой петле, значительно меньше прочности одиночного волокна. Поэтому при растяжении полоски в направлении ориентации волокон происходит главным образом их растаскивание, а не разрыв. Влияние волокнистого полотна на прочность нетканого материала само по себе очень незначительное и зависит от количества и длины волокон, а главным образом от степени их закрепленности переплетением. С увеличением массы волокон и их длины растет сила трения и сцепления, возникающая между волокнами, однако при существующих длинах натуральных волокон она не достигает величины, равной прочности волокон, поэтому разрыва волокон не происходит.
Двухгребеночные переплетения обеспечивают лучшую закрепленность волокон, чем одногребеночные, поэтому большая часть нетканых материалов, используемых для верхней одежды, вырабатывается двухгребеночными переплетениями. Коэффициент использования прочности волокон колеблется от 0,8 до 1,6%. Прочность прошивных нетканых материалов по длине в 4— 4,5 раза больше, чем по ширине, удлинение же по ширине в 2—2,5 раза больше, чем по длине. В результате отделочных операций, главным образом валки, прочность по ширине увеличивается почти вдвое. При этом полотна с более частой прошивкой, в которых движение волокон ограничено, меньше уплотняются в процессе валки и в результате получают меньшее упрочнение. Хотя разрывное удлинение прошивных нетканых материалов по ширине и длине резко различно, при начальных нагрузках они дают значительные деформации в обоих направлениях, что неблагоприятно отражается на устойчивости формы одежды в процессе ее носки.
Прочность и удлинение клеевых нетканых материалов зависит от рода волокнистого материала, расположения волокон, типа связующего и его распределения. Под действием растягивающих усилий происходит поворот и распрямление формирующих нетканые материалы волокон, растяжение распрямленных волокон и, наконец, удлинение материала в результате перемещения волокон относительно друг друга.
Чаще всего клеевые нетканые материалы, используемые в качестве упругих прокладок, вырабатываются из целлюлозных волокон — хлопка, вискозного штапельного волокна с добавлением капрона. Увеличение содержания последнего приводит к значительному росту прочности нетканого материала. Причину такого повышения прочности объясняется не только большей прочностью капроновых волокон, но и большей адгезией связующего. Добавление капроновых волокон, обладающих большим разрывным удлинением, приводит к росту удлинения нетканых материалов.
Расположение волокон существенно влияет на прочность и удлинение нетканых материалов. Наибольшую прочность материалу сообщают волокна, ориентированные в направлении действующей силы. При продолъно-поперечном расположении волокон в клеевых нетканых материалах преобладают слои с продольным расположением волокон, поэтому прочность клеевых материалов по длине больше, чем по ширине. При неориентированном расположении волокон прочность и удлинение во всех направлениях примерно равны.
Тип связующего и его количество во многом определяют прочность и удлинение клеевого нетканого материала. С увеличением количества связующего прочность скрепления волокон растет, что приводит к увеличению прочности нетканого материала. Однако прирост прочности происходит только до известного предела. Увеличение связующего сверх 40% от веса материала лишает волокна способности ориентироваться в направлении действующей силы, в результате чего происходит ступенчатый разрыв волокон и снижение прочности материала.
Источник
ГОСТ 15902.3-79
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
ПОЛОТНА НЕТКАНЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И
ВНЕСЕН Министерством легкой промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Ю.П. Назаров, Г.К. Мухамеджанов
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам
от 10.04.79 № 1298
3. Стандарт
полностью соответствует CT СЭВ 2675-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который | Номер пункта |
ГОСТ 427-75 | 2.1.1 |
ГОСТ | 2.3.5 |
ГОСТ | 3.1 |
ГОСТ | 1.1 |
ГОСТ | 3.1 |
5. Ограничение
срока действия снято по протоколу № 4-93 Межгосударственного Совета по
стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ
(апрель 1999 г.)
с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1984 г., декабре
1989 г.
(ИУС 2-85, 3-90)
Содержание
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ И УДЛИНЕНИЯ ПРИ
РАЗРЫВЕ
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И РАСТЯЖИМОСТИ ПРИ
ПРОДАВЛИВАНИИ ШАРИКОМ
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ РАССЛАИВАНИИ
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ РАЗДИРАНИИ
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ВОЛОКОН
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ | |
ПОЛОТНА Методы Nonwoven fabrics . | ГОСТ |
Дата
введения 01.07.80
Настоящий стандарт распространяется
на нетканые полотна различных способов производства из волокон всех видов и
устанавливает методы определения:
разрывной нагрузки и
удлинения при разрыве;
прочности и растяжимости при
продавливании шариком;
прочности при расслаивании;
прочности при раздирании;
прочности закрепления
волокон.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
1.1. Отбор точечных проб — по
ГОСТ
13587.
Количество испытаний и размер
элементарной пробы должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.
Таблица 1
Наименование показателя | Количество испытаний | Размер элементарной пробы, мм |
1. Разрывная нагрузка и по длине по ширине | 4 6 | 50×200 |
2. Прочность при продавливании | 10 | Круг диаметром 60 |
3. Прочность при расслаивании по длине по ширине | 4 6 | 15×200 |
4. Прочность при раздирании по длине по ширине | 10 10 | 70×200 |
5. Прочность закрепления | 20 | 50×50 |
Примечания:
1. Отбор точечной пробы проводят в
разных местах по всей длине и ширине куска полотна.
2. При возникновении разногласий по
показателям разрывной нагрузки, удлинения при разрыве и прочности при расслаивании
количество испытаний должно быть 10.
3. При
проведении испытания элементарных проб в мокром состоянии вырезают
дополнительно 4 пробы по длине и 6 по ширине.
(Измененная редакция, Изм.
№ 1, 2).
1.2. Определение разрывной нагрузки
и удлинения при разрыве, прочности и растяжимости при продавливают шариком,
прочности при расслаивании, прочности при раздирании и прочности закрепления
волокон нетканых материалов должно проводиться в климатических условиях по ГОСТ
10681.
Перед испытаниями
элементарные пробы предварительно выдерживают в этих же условиях не менее 10 ч,
за исключением испытания определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве
в мокром состоянии.
(Введен дополнительно,
Изм. № 2).
2.1.
Аппаратура
2.1.1. Для проведения
испытания применяют: машины разрывные, обеспечивающие:
постоянную скорость
деформации или постоянную скорость возрастания нагрузки, или постоянную
скорость опускания нижнего зажима;
расстояние между зажимами
(100 ±1) мм при ширине пробы 50
мм;
относительную погрешность
показаний разрывной нагрузки ±1 % от измеряемой величины;
погрешность показаний шкалы
разрывного удлинения ±1 мм;
линейку измерительную
металлическую по ГОСТ 427 ;
шаблон;
ножницы.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
2.2. Подготовка к
испытанию
2.2.1.
Элементарные пробы на точечной пробе размечают так, чтобы одна полоска не
являлась продолжением другой.
2.2.2.
Элементарные пробы из клееных и иглопробивных полотен перед их раскроем
размечают на точечной пробе так, чтобы две стороны полосок были параллельны, а
две другие — перпендикулярны краям полотна.
Элементарные пробы из
вязально-прошивных полотен перед их раскроем размечают на точечной пробе так,
чтобы две стороны полосок были параллельны прошивным нитям, а две другие —
перпендикулярны им. Все полоски должны содержать одинаковое число несущих
нагрузку прошивных нитей в продольном направлении.
2.2.3.
Элементарные пробы для испытания в мокром состоянии подготавливают без
выдерживания в стандартных климатических условиях. Перед испытанием
элементарные пробы выдерживают в течение 1 ч при комнатной температуре в
растворе, содержащем 1 г
смягчающего вещества типа ОП-10 в 1 дм3 дистиллированной воды.
Элементарные пробы погружают в раствор на глубину не менее 50
мм при помощи стеклянной палочки.
Испытания проб в мокром
состоянии проводят в тех случаях, когда данный показатель предусмотрен в
нормативном документе на продукцию.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
2.2.4. (Исключен, Изм. № 2).
2.2.5.
Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают такой, чтобы
средняя продолжительность процесса растяжения элементарной пробы до разрыва
соответствовала:
(30 ±5) с — для нетканых
полотен с удлинением менее 150 %;
(60 ±15) с — для нетканых
полотен с удлинением 150 % и более.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.3. Проведение
испытания
2.3.1. При заправке элементарной
пробы в зажимы разрывной машины один из ее концов пропускают в верхний зажим
таким образом, чтобы ее края касались однозначных делений, нанесенных на
щечках, и слегка зажимают зажим. После этого другой конец элементарной пробы
заправляют в нижний зажим и дают предварительную нагрузку в соответствии с
табл. 2.
Таблица 2
Поверхностная плотность | Предварительная нагрузка, сН |
До 200 От 200 до 500 Св. 500 | 49 (50) 98 (100) 490 (500) |
Верхний зажим
ослабляют и под действием груза или механизма предварительного натяжения дают
элементарной пробе немного опуститься и крепко зажимают сначала верхний, а
затем нижний зажим. После этого приводят в движение нижний зажим.
Заправку элементарных проб в
мокром состоянии в зажим разрывной машины производят при предварительной
нагрузке вдвое меньшей указанной в таблице.
Для клееных и
термоскрепленных полотен допускается проводить заправку проб без груза
предварительного натяжения.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
2.3.2. Во избежание
проскальзывания или перекусывания полоски в зажимах разрывной машины
допускается применять прокладки. При этом концы прокладок должны находиться на
уровне плоскостей зажимов, ограничивающих зажимную длину элементарной пробы.
2.3.3. При разрыве
элементарных проб и снятии значений разрывной нагрузки и удлинения должны
учитываться особенности структуры полотен:
для холстопрошивных,
иглопробивных, клееных, клееных объемных, термоскрепленных значения разрывной
нагрузки и удлинения снимают при максимальной силе, измеренной при испытании на
растяжение до разрыва;
для нитепрошивных,
тканепрошивных, иглопробивных с каркасом, комбинированных и дублированных
полотен значения разрывной нагрузки и удлинения снимают при первом разрыве
одной из систем структуры полотна.
2.3.4. Разрыв,
вызванный неправильным зажимом пробы (неравномерность, выскальзывание), не
учитывают.
Если разрыв элементарной
пробы происходит в зажиме или на расстоянии 5
мм и менее от края зажима, результат учитывают в том
случае, если разрывная нагрузка не менее, а удлинение не более норм,
предусмотренных в нормативно-технической документации на продукцию.
Если результат испытания не
учитывают, то испытания проводят повторно, применяя вновь отобранные
элементарные пробы из точечной пробы.
2.3.3, 2.3.4. (Измененная
редакция, Изм. № 2).
2.3.5. Прочность
при разрыве нетканых полотен из стеклянных волокон и нитей определяют по ГОСТ
6943.10 .
2.3.6. Для
определения величины разрыва или величины промежуточных значений разрывной
нагрузки и удлинения в процессе растяжения элементарные пробы снимают диаграмму
«нагрузка-удлинение». Кривую «нагрузка-удлинение» снимают на самопишущем
приборе.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. За
результат испытания точечной пробы принимают среднее арифметическое результатов
всех испытаний элементарных проб по определению разрывной нагрузки полотна
отдельно по длине и ширине, выраженное в ньютонах (кгс) и вычисляют с точностью
до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного знака.
(Измененная редакция, Изм.
№ 1, 2).
2.4.2. Удлинение
при разрыве элементарных проб по длине или ширине ( l 1 ) в процентах вычисляют по формуле
где l — удлинение при разрыве, мм;
А — зажимная длина элементарной пробы.
За результат испытания
принимают среднее арифметическое результатов всех испытаний по определению удлинения
при разрыве по длине и ширине и вычисляют с точностью до второго десятичного
знака и округляют до первого десятичного знака.
2.4.3. Работу
разрыва ( R ) в Н × c м или кгс × м определяют по кривой
«нагрузка-удлинение» методом планиметрирования площади каждой кривой на участке
от нулевой точки до разрывной нагрузки или вычисляют по формуле
R = η × P × l ,
где η — коэффициент полноты диаграммы,
т.е. отношение рабочей части диаграммы к полной площади диаграммы;
Р —
разрывная нагрузка элементарной пробы, H (кгс);
l — удлинение при разрыве, см.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
2.4.4. Вычисления
производят с точностью до второго десятичного знака и округляют до
первого десятичного знака.
2.4.5. Удельную разрывную
нагрузку по длине (Руд.д) или по ширине (Руд.ш) в Н × м/г
(кгс × м/г) вычисляют по формулам:
где Рд, Рш
— разрывная нагрузка соответственно по длине и по ширине, H (кгс);
M — поверхностная плотность полотна, г/м2;
В — ширина элементарной пробы.
При известной и одинаковой
для всех несущих нагрузку нитей линейной плотности (Т) и при известном количестве несущих нагрузку нитей (Пд) или (П ш ) значения (Ру д. д)
или (Руд.ш) вычисляют по формулам:
где Пд — число нитей или петель по длине;
П ш — число нитей или петель по ширине;
Т — линейная
плотность нитей, г/км (текс).
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
3.1. Определение прочности и растяжимости
при продавливании шариком — по ГОСТ
8847 , ГОСТ
28239 .
4.1. Аппаратура
4.1.1. Для
проведения испытания применяют разрывную машину для пряжи типа РМ-3 с
постоянной скоростью движения нижнего зажима.
4.1.2. Предельная
нагрузка силоизмерителя разрывной машины не должна превышать 30-кратного
значения результатов испытания образца.
Зажимы разрывной машины
должны позволять зажимать элементарную пробу шириной не менее 15
мм.
4.2. Подготовка к
испытанию
4.2.1. Расстояние
между зажимами разрывной машины устанавливают 100
мм, скорость движения нижнего зажима — 100 мм/мин.
Собачки маятника во время
испытания должны быть подвязаны так, чтобы в процессе испытания маятник
колебался, а его стрелка показывала на шкале увеличение или уменьшение
нагрузки.
4.2.2. На каждой
элементарной пробе по длине размечают четыре участка, как указано на черт. 1:
Черт. 1
первый участок — длиной 25
мм, второй участок — 50
мм, третий участок — 100
мм, четвертый участок — 25
мм.
На третьем участке размечают
10 точек, расположенных по длине элементарной пробы на расстоянии 10
мм одна от другой.
4.2.3. Первый и второй
участки элементарной пробы расслаивают вручную.
4.3. Проведение испытания
4.3.1. Свободные
концы элементарной пробы заправляют в зажимы разрывной машины. (Измененная
редакция, Изм. № 2).
4.3.2.
Расслаивание элементарных проб производят до конца третьего участка. Показатели
нагрузки при расслаивании каждой элементарной пробы снимают со шкалы прибора по
10 точкам последовательного расслаивания третьего участка.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Прочность при
расслаивании (Ро) на
1 см ширины
пробы в сН/см (гс/см) вычисляют по формуле
где Р — средняя нагрузка, сН (гс);
1,5 — ширина элементарной
пробы, см.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
4.4.2. За результат испытаний
точечной пробы принимают среднее арифметическое результатов всех измерений и
вычисляют с точностью до второго десятичного знака и округляют до первого
десятичного знака.
(Измененная редакция, Изм.
№ 1).
5.1. Аппаратура
5.1.1. Аппаратура — по п. 2.1.
5.2. Подготовка к
испытанию
5.2.1. Скорость
опускания нижнего зажима — по п.
2.2.5.
5.2.2. На каждой
элементарной пробе по длине размечают четыре участка, как указано на черт. 2:
первый участок —
длиной 50 мм,
второй участок — 50
мм,
третий участок — 50
мм,
четвертый участок
— 50 мм.
На каждой элементарной пробе
делают продольный надрез по ее средней линии до третьего участка для получения
двух «язычков».
Черт. 2
5.3. Проведение испытания
5.3.1. При
заправке в зажимы разрывной машины элементарную пробу складывают пополам по
ширине, затем один «язычок» закрепляют в верхний, а другой — в нижний зажим без
перекручивания «язычков».
5.3.2. Раздирание
элементарной пробы проводят до конца третьего участка на длине 50
мм, не доводя до полного разделения элементарной пробы на
две части.
Если при испытании у
элементарной пробы происходит не раздирание, а разрыв «язычка», значение
раздирающей нагрузки для данной элементарной пробы принимают равным норме, а о
факте разрыва «язычка» указывают в листе записи результатов испытаний.
5.3.3. Раздирающей нагрузкой
элементарной пробы считают показание прибора после окончания процесса
раздирания.
5.4. Обработка результатов
5.4.1. За результат испытания
точечной пробы принимают среднее арифметическое результатов всех испытаний элементарных
проб одного направления по определению раздирающей нагрузки в ньютонах (кгс) и
вычисляют с точностью до второго десятичного знака и округляют до первого
десятичного знака.
(Измененная редакция, Изм.
№ 1, 2).
6.1. Аппаратура
6.1.1. Для
проведения испытания применяют разрывную машину типа РМ-3 с постоянной
скоростью движения нижнего зажима и с установкой приспособления для захвата
пучка волокон.
Предельная нагрузка силоизмерителя
не должна превышать 20-кратного значения результата испытания элементарной
пробы.
6.1.2. Число
волокон в пучке подсчитывают с помощью лупы.
6.2. Подготовка к
испытанию
6.2.1. Скорость
опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают 110 мм/мин.
6.2.2. Из точечной
пробы вырезают 20 элементарных проб размером 50×50
мм. Общее число испытаний для точечной пробы — 20.
6.3. Проведение
испытания
6.3.1. Элементарную пробу
перегибают по диагонали вокруг планки и закрепляют в тисках. Элементарную пробу
вместе с планкой зажимают в тиски приспособления.
1 — верхний зажим; 2 — губки верхнего зажима; 3 — тиски; 4 — планка; 5 — проба
Черт. 3
Губки верхнего зажима
приспособления плотно захватывают пучки волокон элементарной пробы и прочно их
удерживают (черт. 3).
6.3.2. Прочностью закрепления
пучков волокон считают показания шкалы прибора
в момент полного вытаскивания волокон из структуры полотна.
6.4. Обработка результатов
6.4.1. Прочность
закрепления одиночного волокна (Рв)
в сантиньютонах или в грамм-силах
вычисляют по формуле
где Р п — прочность закрепления пучка волокон, сН (гс);
n —
число волокон в пучке.
6.4.2. За
результат испытания точечной пробы принимают среднее арифметическое результатов
всех измерений по определению прочности закрепления волокон и вычисляют с
точностью до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного
знака.
(Измененная редакция, Изм.
№ 1).
Источник