Tiêu chuẩn DIN 53351 Thử nghiệm da nhân tạo và các vật liệu kín tương tự – Hành vi dưới tác động gấp nhiều lần (Phương pháp đo độ uốn)

Tiêu chuẩn “DIN 53351 Thử nghiệm da nhân tạo và các vật liệu kín tương tự – Hành vi khi gấp nhiều lần (phương pháp đo độ uốn)”, do Viện Tiêu chuẩn hóa Đức (DIN) ban hành, mô tả phương pháp thử nghiệm để đánh giá khả năng chịu mỏi uốn và hành vi của da nhân tạo (da tổng hợp), vải tráng phủ và các vật liệu dạng tấm mềm dẻo tương tự khi gấp nhiều lần. Tiêu chuẩn này tập trung vào khả năng chịu đựng của các vật liệu này khi bị gấp liên tục mà không bị nứt, bong tróc hoặc hư hỏng bề mặt khác.

Các vật liệu như da tổng hợp được sử dụng trong giày dép (phần trên, lớp lót), bọc nội thất, túi xách, quần áo và nội thất ô tô phải chịu được sự uốn cong và gấp lại nhiều lần trong quá trình sử dụng. Thử nghiệm này đánh giá độ bền, khả năng chống nứt và độ bám dính của lớp phủ dưới tác động gấp lại theo chu kỳ bằng cách mô phỏng các ứng suất kéo trong điều kiện thực tế. Hiệu suất kém có thể dẫn đến các vết nứt, bong tróc hoặc mất độ đàn hồi, ảnh hưởng đến tuổi thọ và chất lượng sản phẩm.

Phương pháp thử nghiệm này sử dụng máy đo độ uốn (flexometer), một thiết bị liên tục gấp và mở mẫu thử. Các bước cơ bản của phương pháp này như sau:

• Chuẩn bị mẫu: Các dải vật liệu hình chữ nhật tiêu chuẩn (thường có kích thước cụ thể, ví dụ: 70 mm x 40 mm hoặc tương tự, tùy thuộc vào quy trình cụ thể).
• Lắp ráp: Mẫu được cố định vào máy đo độ uốn để uốn cong nhiều lần dọc theo một đường gấp đã được xác định.
• Chuyển động kéo giãn: Vật liệu được uốn cong luân phiên thành một đường cong sắc nét (thường là 90 độ trở lên) rồi duỗi thẳng trở lại. Điều này mô phỏng chuyển động đi bộ hoặc kéo giãn.
• Chu kỳ: Thử nghiệm được thực hiện trong một số chu kỳ (lần gấp) cụ thể, thường là 10.000 đến 50.000 lần hoặc hơn, tùy thuộc vào yêu cầu vật liệu hoặc thông số kỹ thuật của khách hàng (ví dụ, 20.000 lần gấp thường được quy định là một chỉ số hiệu suất trong bảng dữ liệu vật liệu).
• Điều kiện: Việc thử nghiệm thường được thực hiện ở nhiệt độ môi trường, nhưng một số thiết bị liên quan cũng có thể thực hiện thử nghiệm trong điều kiện lạnh.
• Đánh giá: Sau khi thử nghiệm, mẫu được kiểm tra bằng mắt thường, và đôi khi dưới kính hiển vi, về các khía cạnh sau:
• Các vết nứt trên bề mặt hoặc lớp phủ
• Sự tách rời hoặc bong tróc các lớp (sự tách rời hoặc bong tróc các lớp do mất tính toàn vẹn cấu trúc)
• mất lớp bề mặt hoặc đổi màu
• Mức độ tổn thương thường được phân loại (ví dụ: không có, nhẹ, trung bình, nặng).

Các máy đo độ uốn hiện đại thường là máy đa trạm (ví dụ: 6, 12 hoặc 24 trạm), cho phép kiểm tra đồng thời nhiều mẫu. Các mẫu phổ biến bao gồm máy đo độ uốn có thể hoạt động ở nhiệt độ môi trường hoặc trong điều kiện lạnh.

Thiết bị đo độ uốn thường bao gồm các bộ phận sau:

• Hai chiếc còng tay giữ mẫu vật.
• Một hệ thống cơ khí gấp mẫu vật nhiều lần.
• Bộ đếm chu kỳ để theo dõi số chu kỳ gấp.
• Tốc độ vận hành được kiểm soát

Máy đo độ uốn đảm bảo kết quả có thể lặp lại giữa các phòng thí nghiệm bằng cách cung cấp các góc và tần số uốn nhất quán.

Tiêu chuẩn DIN 53351 được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sử dụng vật liệu phủ dẻo, chẳng hạn như các lĩnh vực được liệt kê dưới đây:

• Nội thất ô tô (ghế ngồi, bảng điều khiển, tấm ốp cửa)
• Vải bọc nội thất và vải trang trí đồ nội thất
• Các nhà sản xuất giày (phần trên của giày phải chịu được hàng nghìn lần uốn cong mà không bị nứt)
• Túi xách, găng tay và quần áo
• Túi xách, găng tay và quần áo
• Sản phẩm da tổng hợp
• Vải tráng phủ

Bài kiểm tra này giúp đảm bảo vật liệu sẽ duy trì được độ bền và vẻ ngoài trong thời gian sử dụng lâu dài.

Bảng dữ liệu vật liệu thường sử dụng các xếp hạng như “DIN 53351: Ít nhất 20.000 lần gấp - Xuất sắc” hoặc tương tự để chỉ ra độ bền uốn vượt trội.

Tiêu chuẩn này dành riêng cho vật liệu cụ thể (chủ yếu là da nhân tạo theo định nghĩa của DIN 16922) và không áp dụng trực tiếp cho tất cả các sản phẩm da hoặc dệt may. Kết quả phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thử nghiệm chính xác, quá trình chuẩn bị mẫu và đánh giá trực quan chủ quan.

Tóm lại, tiêu chuẩn DIN 53351 bao gồm phương pháp đánh giá độ bền uốn của da nhân tạo và các vật liệu dạng tấm tương tự. Thử nghiệm này xác định khả năng chịu được việc gấp nhiều lần của vật liệu trong điều kiện được kiểm soát mà không gây ra các hư hỏng rõ ràng như nứt, bong tróc hoặc xuống cấp bề mặt.

Phương pháp này thường được sử dụng trong nội thất ô tô, bọc ghế, giày dép và quần áo cho các vật liệu như da tổng hợp, vải tráng phủ và vật liệu dạng tấm polymer. Các vật liệu này thường xuyên phải chịu uốn cong và gấp lại nhiều lần trong quá trình sử dụng. Thử nghiệm độ uốn theo tiêu chuẩn DIN 53351 mô phỏng các ứng suất này để đánh giá hiệu suất và độ bền lâu dài.

Mục đích chính của tiêu chuẩn này là đo lường khả năng chống uốn cong vĩnh viễn của các vật liệu dạng tấm mềm. Thử nghiệm này giúp các nhà sản xuất và phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng xác định xem vật liệu có thể duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và hình thức bên ngoài khi chịu tác động uốn cong lặp đi lặp lại hay không. Kết quả được sử dụng cho các mục đích sau:

• Đánh giá chất lượng vật liệu
• Phát triển và so sánh sản phẩm
• Kiểm soát chất lượng trong sản xuất
• Tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật về ô tô và nội thất.

Trong thử nghiệm DIN 53351, một mẫu làm bằng da nhân tạo hoặc vật liệu tương tự được đặt trong máy đo độ uốn, máy này sẽ liên tục gấp mẫu dọc theo một đường xác định.

Những hư hỏng xảy ra trong quá trình thử nghiệm có thể bao gồm:

• Lớp phủ bị nứt.
• Sự xuống cấp của lớp phủ
• Các vết nứt trên bề mặt
• Làm trắng bề mặt
• Sự phân tách giữa các lớp
• Biến dạng vĩnh viễn

Kết quả được báo cáo như sau:

• Số chu kỳ hoàn thành mà không bị hư hỏng
• Loại và mức độ nghiêm trọng của khuyết tật
• So sánh với tiêu chí nhập học

Phương pháp đo độ uốn theo tiêu chuẩn DIN 53351 là một công cụ quan trọng để đánh giá hiệu suất của vật liệu da nhân tạo bằng cách cung cấp mô phỏng đáng tin cậy về ứng suất uốn trong điều kiện thực tế. Những lợi ích chính của phương pháp này bao gồm:

• Phát hiện sớm các điểm yếu của lớp phủ.
• Tăng độ bền vật liệu
• Hỗ trợ các chương trình đảm bảo chất lượng
• So sánh tiêu chuẩn giữa các sản phẩm.

Nhiều phòng thí nghiệm, đặc biệt là ở châu Âu, sử dụng tiêu chuẩn DIN 53351 cùng với các tiêu chuẩn tương đương dành cho vật liệu tổng hợp (trong khi tiêu chuẩn ISO 5402 phổ biến hơn đối với da thật).

Tóm lại, tiêu chuẩn DIN 53351 định nghĩa phương pháp thử nghiệm độ uốn tiêu chuẩn được sử dụng để xác định khả năng chịu uốn lặp đi lặp lại của da nhân tạo và các vật liệu tương tự. Bằng cách mô phỏng các điều kiện uốn cong thực tế, thử nghiệm này giúp các nhà sản xuất đảm bảo độ bền và hiệu suất lâu dài của các vật liệu dạng tấm được phủ.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử theo tiêu chuẩn DIN 53351.