ISO 1973 Włókna tekstylne – Oznaczanie gęstości liniowej – Metoda wagowa i metoda wibroskopowa

Norma „ISO 1973 Włókna tekstylne – Oznaczanie gęstości liniowej – Metoda grawimetryczna i metoda wibroskopowa” opublikowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) opisuje metodę grawimetryczną i metodę wibroskopową służącą do oznaczania gęstości liniowej włókien tekstylnych, mającą zastosowanie do wiązek włókien i pojedynczych włókien.

Metoda ta może również dostarczyć użytecznych danych dotyczących włókien syntetycznych oraz, w mniejszym stopniu, włókien naturalnych. Niniejsza norma ma zastosowanie wyłącznie do włókien, które można utrzymać w linii prostej i równoległej w wiązkach podczas przygotowywania do badania. Można ją stosować prawidłowo, jeśli włókna łatwo się rozwijają. Metody opisane w niniejszym dokumencie nie mają zastosowania do włókien stożkowych. Metoda wibroskopowa nie zawsze nadaje się do włókien pustych w środku i płaskich (wstążkowych).

Dla celów niniejszej normy stosuje się następujące terminy i definicje:

• Napięcie odnosi się do siły powodującej wydłużenie obiektu.
• Siła rozciągająca odnosi się do siły działającej na próbkę włókna podczas badania wibracyjnego. W badaniach tekstyliów przyłożona siła rozciągająca jest oparta na gęstości liniowej lub polu przekroju poprzecznego.

Ogólnie rzecz biorąc, do określania gęstości liniowej stosuje się dwie metody:

• Metoda wagowa dla wiązek włókien: W tej metodzie próbki o określonej długości są ważone na wadze. Metoda ta ma zastosowanie do wiązek włókien.
• Metoda wibroskopowa dla pojedynczych włókien: W tej metodzie pojedyncze włókna o określonej długości i przy określonej sile rozciągającej poddawane są drganiom o częstotliwości rezonansowej. Gęstość liniowa jest wyznaczana na podstawie warunków rezonansowych, a mianowicie częstotliwości rezonansowej, długości drgań włókna i siły rozciągającej. Gęstość liniowa jest odczytywana bezpośrednio na skali lub wyświetlaczu wibroskopu i raportowana przez podłączony system komputerowy. Metoda ta zakłada, że ​​gęstość liniowa badanego włókna jest stała. W pewnych warunkach (np. krótka długość drgań, niska wytrzymałość na rozciąganie, włókna o wysokim module sprężystości) wyniki metody wibroskopowej są zniekształcone przez sztywność zginania włókna. Po uzgodnieniu między stronami, można zastosować współczynnik korekcyjny jako środek kompensacyjny.

Do aparatury stosowanej w metodzie wagowej zalicza się:

• Waga przeznaczona do ważenia wiązek włókien z dokładnością co najmniej plus/minus 1 procent.
• Urządzenie do cięcia naprężonych pasm na znaną długość z dokładnością plus/minus 100%, umożliwiające regulację naprężenia ciętych pasm. Na przykład, można użyć dwóch żyletek umieszczonych równolegle w odpowiednim uchwycie.
• Separator kartowy do wstępnego wyrównania włókien.
• Tkanina podkładowa wykonana z materiału tekstylnego, w kolorze kontrastującym z kolorem badanego włókna.
• Tafla szkła z jedną krawędzią polerowaną, o wymiarach około 100 mm x 200 mm.

Urządzenia stosowane w metodzie wibroskopowej obejmują:

• Wibroskop musi mieć następującą dokładność:
  • Zastosowana siła naciągu musi mieścić się w granicach plus/minus 0,5 procent określonej wartości.
  • Błąd w odczycie częstotliwości rezonansowej mierzonej lub przykładanej na wibroskopie nie powinien przekraczać plus/minus 0,5 procent.
  • Błąd odczytu długości drgań włókna na wibroskopie nie powinien przekraczać plus/minus 1 procenta.
• Do przykładania siły rozciągającej do każdego badanego włókna używa się kleszczy. Jeśli przyrząd może przykładać siłę rozciągającą automatycznie (na przykład za pomocą ruchomego zacisku dolnego i zacisku górnego podłączonego do urządzenia do pomiaru siły), kleszcze nie są konieczne.

Aby mieć pewność, że próbka laboratoryjna jest reprezentatywna dla danego materiału, a próbka testowa pobrana z laboratorium jest reprezentatywna dla tej próbki, pobieranie próbek musi odbywać się zgodnie z normą ISO 1130.

Środowiska, w których przeprowadzane są wstępne przygotowanie, kondycjonowanie i testy, muszą być zgodne z normą ISO 139.

W przypadku metody grawimetrycznej próbki testowe są kondycjonowane, a testy przeprowadzane są w atmosferze standardowej. Z próbki laboratoryjnej pobiera się dziesięć pasm, każde o wadze kilku miligramów, a włókna z każdego pasma są starannie łączone za pomocą separatora grzebieniowego kilka razy, aby wyrównać je równolegle. Środek każdego czesanego pasma jest cięty na maksymalną możliwą długość za pomocą urządzenia tnącego, przy minimalnym naprężeniu wymaganym do wyeliminowania karbowania. Podejmowane są niezbędne środki ostrożności, aby upewnić się, że żadne wolne końce włókien nie pozostaną nigdzie poza dwoma końcami pasma. Powstałe dziesięć pasm umieszcza się na tkaninie podkładowej i przykrywa szklaną płytką, z lekko wystającą polerowaną krawędzią. Z każdego z dziesięciu pasm usuwa się pięć włókien, tworząc pasmo 50-włóknowe, za każdym razem ciągnąc je z jednego odciętego końca. Wykonuje się co najmniej dziesięć takich pasm. W razie potrzeby próbkę poddaje się rekondycjonowaniu. Pasma te są ważone indywidualnie z dokładnością plus/minus 1 procent. Jeżeli nie można zważyć pasma 50 włókien z dokładnością do 1 procenta, liczbę włókien odpowiednio zwiększa się (maksymalnie do 500).

W przypadku stosowania metody wibroskopowej, wibroskop jest sprawdzany przed badaniem próbki. 100 pojedynczych włókien jest testowanych za pomocą wibroskopu. Te same włókna są testowane za pomocą metody wagowej dla porównania. Obliczana jest średnia arytmetyczna i współczynnik zmienności odczytów gęstości liniowej uzyskanych z wibroskopu. Jeśli współczynnik zmienności odczytów wibroskopu jest większy niż 10 procent, próbka nie nadaje się do określania gęstości liniowej za pomocą tego wibroskopu. Wiązka 100 włókien testowanych za pomocą wibroskopu jest ważona. Długość wszystkich włókien jest mierzona z dokładnością plus/minus 1 procenta zgodnie z normą ISO 6989 lub, w stosownych przypadkach, 100 włókien jest ciętych na znaną długość za pomocą urządzenia tnącego. Średnia gęstość liniowa włókna jest obliczana za pomocą podanego wzoru. Ta średnia gęstość liniowa jest porównywana ze średnią gęstością liniową odczytaną na wibroskopie. Względna różnica nie powinna przekraczać plus/minus 3 procent średniej wartości odczytów wibroskopu. Jeśli różnica względna przekracza tę wartość, należy zastosować współczynnik korekcyjny. O zastosowaniu współczynnika korekcyjnego decydują strony zaangażowane w sprawę.

Z próbki laboratoryjnej pobiera się dziesięć włókien o masie kilku miligramów, a następnie, poprzez wielokrotne dzielenie i podwajanie, formuje się wiązkę. Z tego pasma pobiera się pasmo składające się z co najmniej 50 włókien i poddaje je kondycjonowaniu.

Każde włókno mocuje się do wibroskopu za pomocą szczypiec lub poprzez ustawienie odpowiedniej siły naciągu, wystarczającej do wyeliminowania zagnieceń. Włókno nie może być w żaden sposób uszkodzone ani odkształcone.

Siłę rozciągającą oblicza się na podstawie nominalnej gęstości liniowej. Jeśli nominalna gęstość liniowa jest nieznana, należy określić przybliżoną wartość gęstości liniowej poprzez wstępne badania. Po wybraniu tej siły rozciągającej należy ją przyłożyć i utrzymać z wymaganą precyzją.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z różnych sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiaru, analizy i oceny, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą ISO 1973 „Włókna tekstylne – Oznaczanie gęstości liniowej – Grawimetria i wibroskopia”.