ISO 1973 Textilfasern – Bestimmung der linearen Dichte – Gravimetrische Methode und Vibroskop-Methode

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm „ISO 1973 Textilfasern – Bestimmung der linearen Dichte – Gravimetrische Methode und Vibroskop-Methode“ beschreibt eine gravimetrische Methode und eine Vibroskop-Methode zur Bestimmung der linearen Dichte von Textilfasern, anwendbar auf Faserbündel und Einzelfasern.

Dieses Verfahren kann auch nützliche Daten zu Chemiefasern und in geringerem Maße auch zu Naturfasern liefern. Diese Norm gilt nur für Fasern, die während der Prüfvorbereitung gerade und parallel in Bündeln gehalten werden können. Sie kann ordnungsgemäß angewendet werden, wenn sich die Fasern leicht abwickeln lassen. Die Verfahren in diesem Dokument sind nicht auf konische Fasern anwendbar. Das Vibroskopverfahren ist nicht immer auf hohle und flache (bandartige) Fasern anwendbar.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Spannung bezeichnet die Kraft, die die Ausdehnung eines Objekts bewirkt.
• Die Zugkraft bezeichnet die Kraft, die bei Vibrationsprüfungen auf eine Faserprobe einwirkt. Bei Textilprüfungen basiert die angewandte Zugkraft auf der linearen Dichte oder der Querschnittsfläche.

Zur Bestimmung der linearen Dichte werden grundsätzlich zwei Verfahren beschrieben:

• Gravimetrische Methode für Faserbündel: Bei dieser Methode werden Proben einer bestimmten Länge auf einer Waage gewogen. Diese Methode ist auf Faserbündel anwendbar.
• Vibroskop-Methode für Einzelfasern: Bei dieser Methode werden Einzelfasern einer bestimmten Länge und unter einer bestimmten Zugkraft mit ihrer Resonanzfrequenz vibriert. Die lineare Dichte wird aus den Resonanzbedingungen, d. h. der Resonanzfrequenz, der Schwinglänge der Faser und der Zugkraft, bestimmt. Die lineare Dichte wird direkt auf der Skala oder dem Display des Vibroskops abgelesen und vom angeschlossenen Computersystem gemeldet. Diese Methode setzt voraus, dass die lineare Dichte der zu prüfenden Faserlänge konstant ist. Unter bestimmten Bedingungen (z. B. kurze Schwinglänge, geringe Zugfestigkeit, Fasern mit hohem Elastizitätsmodul) werden die Ergebnisse der Vibroskop-Methode durch die Biegesteifigkeit der Faser verfälscht. Zur Kompensation kann nach Vereinbarung zwischen den Beteiligten ein Korrekturfaktor angewendet werden.

Zu den bei der gravimetrischen Methode verwendeten Geräten gehören:

• Waage geeignet zum Wiegen von Faserbündeln mit einer Genauigkeit von mindestens plus/minus 1 Prozent.
• Ein Gerät, das Strähnen unter Spannung mit einer Genauigkeit von plus/minus 100 % auf eine bekannte Länge schneidet und die Einstellung der Spannung der zu schneidenden Strähnen ermöglicht. Beispielsweise können zwei Rasierklingen verwendet werden, die parallel in einem geeigneten Halter platziert werden.
• Kartentrenner zur Vorausrichtung der Fasern.
• Textiles Trägergewebe in Kontrastfarbe zur Farbe der zu prüfenden Faser.
• Glasplatte mit einer polierten Kante, Maße ca. 100 mm x 200 mm.

Das bei der Vibroskop-Methode verwendete Gerät umfasst:

• Das Vibroskop muss folgende Genauigkeit aufweisen:
  • Die aufgebrachte Zugkraft muss innerhalb von plus/minus 0,5 Prozent des angegebenen Wertes liegen.
  • Der Fehler beim Ablesen der am Vibroskop gemessenen bzw. angelegten Resonanzfrequenz sollte plus/minus 0,5 Prozent nicht überschreiten.
  • Der Fehler beim Ablesen der Schwingungslänge der Faser auf dem Vibroskop sollte plus/minus 1 Prozent nicht überschreiten.
• Die Zugkraft wird mit einer Zange auf jede zu prüfende Faser ausgeübt. Kann das Gerät die Zugkraft automatisch aufbringen (z. B. mit einer beweglichen unteren Klemme und einer oberen Klemme, die mit einem Kraftmessgerät verbunden ist), ist eine Zange nicht erforderlich.

Um sicherzustellen, dass die Laborprobe repräsentativ für das Material ist und dass die Testprobe, wenn sie aus der Laborprobe entnommen wird, repräsentativ für diese Probe ist, muss die Probenahme gemäß der Norm ISO 1130 erfolgen.

Vorkonditionierungs-, Konditionierungs- und Testumgebungen müssen der Norm ISO 139 entsprechen.

Bei der gravimetrischen Methode werden die Testproben konditioniert und die Tests in einer Standardatmosphäre durchgeführt. Aus der Laborprobe werden zehn Stränge mit einem Gewicht von jeweils einigen Milligramm entnommen und die Fasern jedes Strangs werden mit dem Kammseparator mehrmals sorgfältig zusammengeführt, um sie parallel auszurichten. Die Mitte jedes gekämmten Strangs wird mit einem Schneidegerät auf die maximal mögliche Länge gekürzt, und zwar mit der geringstmöglichen Spannung, um Kräuselungen zu vermeiden. Es werden die notwendigen Vorkehrungen getroffen, um sicherzustellen, dass außer an den beiden Enden des Strangs keine freien Faserenden verbleiben. Die entstandenen zehn Stränge werden auf ein textiles Trägergewebe gelegt und mit einer Glasplatte abgedeckt, wobei die polierte Kante leicht hervorsteht. Aus jedem der zehn Stränge werden fünf Fasern entfernt, wodurch ein Strang mit 50 Fasern entsteht, wobei jedes Mal an einem Schnittende gezogen wird. Es werden mindestens zehn davon hergestellt. Bei Bedarf wird die Probe erneut konditioniert. Diese Stränge werden einzeln mit einer Genauigkeit von plus/minus 1 Prozent gewogen. Kann der 50-Faser-Strang nicht mit der gewünschten Genauigkeit von 1 Prozent gewogen werden, wird die Faseranzahl entsprechend erhöht (bis maximal 500).

Bei der Vibroskopmethode wird vor der Untersuchung der Probe das Vibroskop überprüft. 100 Einzelfasern werden mit dem Vibroskop geprüft. Dieselben Fasern werden zum Vergleich mit der gravimetrischen Methode geprüft. Der arithmetische Mittelwert und der Variationskoeffizient der vom Vibroskop erhaltenen linearen Dichtewerte werden berechnet. Wenn der Variationskoeffizient der Vibroskopwerte größer als 10 Prozent ist, ist die Probe nicht zur Bestimmung der linearen Dichte mit diesem Vibroskop geeignet. Ein Bündel von 100 mit dem Vibroskop geprüften Fasern wird gewogen. Die Länge aller Fasern wird gemäß ISO 6989 mit einer Genauigkeit von plus/minus 1 Prozent gemessen, oder gegebenenfalls werden 100 Fasern mit einem Schneidegerät auf eine bekannte Länge zugeschnitten. Die durchschnittliche lineare Dichte der Faser wird mit der angegebenen Formel berechnet. Diese durchschnittliche lineare Dichte wird mit dem durchschnittlichen linearen Dichtewert des Vibroskops verglichen. Die relative Differenz sollte plus/minus 3 Prozent des Mittelwerts der Vibroskopwerte nicht überschreiten. Wenn die relative Differenz diesen Wert überschreitet, sollte ein Korrekturfaktor angewendet werden. Über die Verwendung des Korrekturfaktors entscheiden die beteiligten Parteien.

Aus einer Laborprobe werden zehn wenige Milligramm schwere Stränge entnommen und durch wiederholtes Teilen und Verdoppeln dieser Stränge zu einem Bündel geformt. Aus diesem Strang wird ein Strang mit mindestens 50 Fasern entnommen und konditioniert.

Jede Faser wird mit einer Pinzette oder durch Vorgabe der Spannkraft am Vibroskop befestigt. Die Spannung muss so groß sein, dass die Kräuselung beseitigt wird. Die Faser darf dabei nicht beschädigt oder verformt werden.

Die anzuwendende Zugkraft wird aus der Nennfeinheit berechnet. Ist die Nennfeinheit unbekannt, sollte durch Vorversuche ein Richtwert ermittelt werden. Ist diese Zugkraft einmal gewählt, muss sie mit der erforderlichen Präzision angewendet und eingehalten werden.

Unsere Organisation unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten. Unser starkes Mitarbeiterteam verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam und verbessert sich ständig. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß den Normen ISO 1973 für Textilfasern – Bestimmung der linearen Dichte – Gravimetrie und Vibroskopie an.