A szakítószilárdság fontossága

A szálasanyagok az előkészítés, fonás, szövés, kötés, kikészítés és viselés közben húzó igénybevételnek vannak kitéve, és ezt számottevő károsodás nélkül kell elviselniük. A károsodás mértéke a szál szilárdsági tényezőivel függ össze. A szálak szilárdságát a molekulaszerkezet határozza meg. Minél hosszabb, rendezettebb és irányítottabb a molekula, annál nagyobb a szakítószilárdsága. A szakítószilárdságot a szálasanyag elszakításához szükséges erő nagyságával fejezzük ki.

A szövött szövet szakítószilárdsága az egyik legfontosabb tulajdonság, ami számos alkalmazásban kiválóbbá teszi a nem szőtt anyaghoz képest. De mi az a szakítószilárdság?

A szakítószilárdság, σ_m , R_m egy kötél vagy huzal, vagy más hasonló szerkezeti elem elszakításához szükséges mechanikai feszültség. A szakítószilárdság az anyagnak csak az állandó terheléssel szembeni szilárdságára ad felvilágosítást, dinamikus igénybevételt csak jóval kisebb feszültségnél bír ki az anyag. A szakítószilárdság a hőmérséklet függvényében változik (általában csökken), magasabb hőmérsékleten állandó terhelés alatt az anyag állandóan növekvő alakváltozást szenved (tartósfolyás).

Az anyag húzó tulajdonságai azt mutatják, hogy hogyan reagál a feszültség alatt álló erőkre. El lehet képzelni, sok anyag anyag eltörik, amikor nagy erő hat rájuk, míg mások megnyúlnak vagy fizikailag deformálódnak egyéb módon. Vannak anyagok, amelyek nagyon élesen törnek.

Továbbá vannak olyan anyagok, amelyek nagy igénybevételt képesek kezelni / ellenállni a törés vagy kihúzás előtt. A „végső szakítószilárdság” (vagy UTS) kifejezést arra használjuk, hogy utaljon arra a maximális feszültségre, amelyet az anyag kezelhet, mielőtt megnyújtotta, megnyújtja vagy húzza.

A szakítószilárdság mérése

A szakítószilárdság mérése a szövet anyagának összetételével és textúrájával, valamint a szövetek kötődési módjával függ össze. A legtöbb bútorszövetnek van egy szálirányú szerkezete, amely a szövet erejét és tartósságát biztosítja. A szálirány azonban korlátozza a szövet nyújthatóságát, és könnyen megrepedhet, ha nagyobb nyomás éri. Ezért fontos a szövet szakítószilárdságának meghatározása, hogy a bútorok használata során ne sérüljenek meg.

Textíliák, kelmék szakítási tulajdonságait az ISO 134934-1 szabvány határozza meg: a legnagyobb erő és a legnagyobb erőhöz tartozó nyúlás meghatározása sávmódszerrel. A ISO 13934-2 szabvány a textíliák, kelmék szakítási tulajdonságait határozza meg grab-módszerrel.

Az ISO 134934-1 eljárás elsősorban szövött textilszövetekre alkalmazható, ideértve azokat a szöveteket is, amelyek rugalmassági tulajdonságait az elasztomer szál jelenléte, a mechanikai vagy kémiai kezelés eredményei mutatják. Alkalmazható más technikákkal előállított szövetekre is. Általában nem alkalmazható geotextíliákra, nem szőtt textíliákra, bevont szövetekre, textil-üvegszövetre és szénszálakból vagy poliolefin szalagfonalakból készült szövetekre. A módszer meghatározza a maximális erő és a maximális nyúlás meghatározását a próbadarabok egyensúlyában a vizsgálati normál atmoszférával, valamint a próbadarabok nedves állapotában. A módszer az állandó kiterjesztésű (CRE) tesztelő gépek használatára korlátozódik.

Az alábbi video bemutatja az ISO 134934-1 szabványnak megfelelő eljárás lényegét, vagyis a szövetet kifeszítik egy gépbe, melyet egyre növekvő erővel húznak. A szakítószilárdság értéke az az erő, ahol a szövet szétszakad.

ISO 134934-1 - szakítószilárdság meghatározása sávmódszerrel

ISO 134934-2 - szakítószilárdság meghatározása grab-módszerrel

A szakítószilárdságra (TS) vagy végső szilárdságra rövidítve, a végső szakítószilárdság számszerűsíti azt az erőt, amely ahhoz szükséges, hogy a mágneses szilárdságot olyan pontra húzza, ahol megszakad.

A textiliparban az alábbi fontos meghatározásokat használjuk:

Szakítóerő: a fonal, illetve cérna elszakításához szükséges erő g-ban kifejezve. 

Szakítószilárdság: 1 tex fonalfinomságra vonatkoztatott szakítóerő. g/tex.

Szakadási nyúlás: a próbatest, a fonal hosszváltozása, nyúlása a szakadáskor százalékban kifejezve. 

Hogyan lehet értelmezni ezt a szövetek esetén? 

A szakítószilárdság mérése a laboratóriumi körülmények között történik, ahol a szövetmintát folyamatosan húzzák, amíg az el nem szakad. Az eredmény a szövetben lévő szálak számának és vastagságának függvénye, valamint a kötőanyag minőségétől. A szakítószilárdság értéke általában Newtonban vagy fontban kifejezett erőegységben van megadva.

Tegyük fel, hogy egy fonal szakítószilárdsága 350 N. Ez mennyi kilogrammban kifejezve? Ha erre a fonalra felfüggesztesz egy 35 kg-os súlyt, ez a kötelet  35*9,81  = 343 N erővel fogja feszíteni és ennél az erőnél a fonal éppen elszakad.

A bútorszövet minőségét továbbá befolyásolja a kötőanyag minősége is. A kötőanyag a szövetanyag szálainak összekapcsolásáért felelős, és lehet természetes vagy műszálas anyag. A jó minőségű kötőanyag biztosítja, hogy a szövetek ne szakadjanak el, ne szálazzanak vagy ne kopjanak el.

A bútorszövetek minőségének meghatározása nem csak a szakítószilárdságot, az anyagösszetételt, textúrát és a kötőanyag minőségét kell figyelembe venni, hanem a bútor használati módját is. Például egy kanapé, amelyet gyakran használnak, erős és tartós szövetet igényel, míg egy díszpárna, amelyet ritkán használnak, nem feltétlenül igényli ugyanolyan erős szövetet.

Összefoglalás

Összességében a bútorszövetek minősége és tartóssága a szakítószilárdságon túl számos tényezőtől függ, és a vásárlóknak figyelembe kell venniük a bútor használati módját, az anyagösszetételt, a textúrát és a kötőanyag minőségét, mielőtt döntenek a megfelelő szövet kiválasztásáról. A jó minőségű bútorszövetek nem csak tartósak és ellenállóak, hanem esztétikailag is vonzóak, és hozzájárulnak a bútorok hosszú élettartamához és használati élményéhez.