SRTX | Lab test 04

LAB

TEST 04

Comparaison de la résistance à la traction de textiles tricotés circulaires hautement élastiques avant et après endommagement de la structure du tricot

Dave Cox

Technologue principal
SRTX Labs

Amanda Fleury, PhD

Senior Data Scientist
SRTX Labs

RÉSUMÉ

Un appareil modifié a été conçu pour déterminer la résistance à la traction de textiles tricotés circulaires hautement élastiques. Cinq marques de collants ont été testées pour déterminer la résistance à la traction d'une seule jambe lorsqu'elle est soumise à une contrainte jusqu'à la rupture, avant et après perforation de la structure du tricot. La résistance moyenne à la traction des collants Sheertex était quatre fois supérieure à celle des marques concurrentes.

I- INTRODUCTION

La résistance à la traction des collants est une mesure importante de leur durabilité. Une paire de collants qui peut résister à une plus grande force de traction a plus de chances de survivre aux rigueurs de la vie quotidienne. Les collants qui restent solides même après la formation d'un petit trou ont plus de chances de durer toute la journée et d'être portés par la suite avec un minimum d'"échelonnement", ce qui est une plainte fréquente concernant les collants [2].

Les essais normalisés de résistance à la traction pour les textiles (par exemple ASTM D5034 [1]) sont généralement conçus pour des tissus tissés ou non tissés qui sont non élastiques ou légèrement élastiques, et ne tiennent donc pas compte de l'importante déformation subie par les textiles tricotés élastiques avant la rupture. Lorsque la déformation élastique d'un textile dépasse les limites d'extension de l'appareil d'essai standard, les résultats de l'essai ne sont pas concluants et il n'est pas possible de déterminer avec précision la résistance à la rupture du textile élastique à l'aide de cette méthode et de cet appareil spécifiques.En conséquence, il existe un besoin pour une méthode et un appareil permettant d'évaluer de manière adéquate la résistance à la traction des textiles hautement élastiques tels que les bas.

C'est pourquoi nous avons conçu un appareil sur mesure qui va au-delà des tests standardisés pour obtenir une image réelle de la résistance à la rupture des collants.

Afin de simuler l'endommagement du tissu, un appareil "à clous" a également été conçu et construit dans le but d'endommager (par perforation) les échantillons de tricot de manière contrôlée, ce qui permet de tester la résistance à la traction après endommagement de la structure du tricot.

II- HYPOTHÈSE

Nous pensons que la résistance à la traction d'une jambe de collant Sheertex est au moins quatre fois supérieure à celle d'une marque concurrente, et qu'elle est plus importante après la dégradation structurelle du tissu que celle des concurrents non endommagés.

III- APPAREILS D'ESSAI

APPAREIL DE TENSION

Un dispositif d'essai a été conçu et construit, qui utilise une cellule de charge calibrée en combinaison avec un treuil de remorquage pour étirer les échantillons testés. Des pinces à tissu ont également été conçues et fabriquées. Elles utilisent un mécanisme de cabestan pour assurer un serrage et une manipulation corrects du tissu, contrairement aux pinces en C plus traditionnelles qui favorisent une rupture précoce au point de serrage du tissu.

L'appareil de traction peut supporter des charges allant jusqu'à 10kN, a une vitesse d'extension constante de 2058mm/min et une distance de travail totale de 57,5cm.

APPAREIL DE PERFORATION

Un appareil d'essai a été conçu et construit à l'aide de clous de finition domestiques standard montés dans une plaque HDPE découpée sur mesure. La plaque est fixée à une platine supérieure mobile linéairement qui peut être automatiquement déplacée vers le bas par l'intermédiaire de deux actionneurs pneumatiques.

Il y a 105 clous sur une grille de 225 mm par 225 mm, qui s'emboîtent dans des trous de 8 mm sur une plaque de réception. Cette action d'accouplement garantit que lorsque l'étage supérieur est amené vers le bas par les actionneurs, le tissu sera perforé par les clous. Afin de favoriser une préparation uniforme et reproductible des échantillons, un cadre sur mesure a été construit pour accueillir les collants. Avec ce dispositif, un cadre de support interne est inséré à l'intérieur de la jambe du collant à tester, puis un cadre de serrage externe est serré autour du cadre interne, saisissant le tissu de manière à ce qu'il ne glisse pas lors du test.

Des notes supplémentaires et une discussion sur les choix de conception de ces dispositifs peuvent être trouvées dans l'article complémentaire décrivant les considérations et les détails de construction des appareils construits pour ces tests.

IV- MÉTHODES

Les collants Sheertex (désignés ici par la marque 1) ont été testés par rapport à des collants concurrents similaires aux collants Sheertex en termes de souplesse et d'aspect (désignés ici par les marques 2, 3 et 4), ainsi que par rapport à des collants jetables de pharmacie (désignés ici par la marque 5).

Tout d'abord, le peson est mis à zéro. Ensuite, des échantillons constitués d'une seule jambe (taille grande ou équivalente) d'une paire de collants transparents standard de 30-40 deniers ont été prélevés. La jambe non tendue a été chargée sur le testeur en plaçant la jambe entre les deux moitiés de la pince, et en faisant tourner la pince pour s'assurer que le collant effectue au moins deux rotations complètes - bien qu'en raison de la longueur de l'échantillon, cinq enroulements ou plus puissent être utilisés - afin de réduire la possibilité de concentrations de contraintes au niveau ou à proximité de la pince (voir l'article complémentaire décrivant la conception de l'appareil pour plus de détails). Ce processus a été complété avec l'autre extrémité de la jambe, puis les deux pinces ont été tournées pour précontraindre le tissu jusqu'aux limites de ses capacités d'étirement afin d'assurer un test jusqu'à la rupture.

Un treuil électrique (avec une vitesse opérationnelle de 2058 mm/min) a été utilisé pour appliquer une tension sur le collant jusqu'à sa rupture, tandis qu'une cellule de charge calibrée a mesuré la force de traction sur le collant. Le test a été réalisé sur trois échantillons de cinq marques différentes de collants. Tous les efforts ont été faits pour assurer une charge uniforme entre les tests.

Pour simuler un endommagement spontané de la structure du tricot, l'appareil de perforation décrit ci-dessus a été utilisé pour perforer les échantillons de tricot de manière contrôlée. Trois échantillons de chaque marque ont été prélevés et soumis à un cycle identique de cinq perforations pour chaque échantillon, ce qui a permis de perforer les collants plus de 500 fois. Après chaque essai de perforation, la résistance à la traction des collants a été testée selon la méthode décrite ci-dessus. Le test de résistance à la traction a été effectué jusqu'à la rupture du tissu ; ici, il s'agit de la charge maximale observée à travers le capteur de charge pendant le test.

Comme les fibres d'un tricot sont interconnectées, une fois que la première fibre cède, l'échantillon de tricot entier se déchire généralement en deux. Ainsi, la force la plus élevée observée sur le graphique de charge indique la force de rupture de la première fibre dans le tricot.

Une cellule de charge calibrée et mise à zéro a été utilisée pour mesurer la force exercée sur l'échantillon tout au long de chaque essai. La moyenne de la force à la rupture a été calculée sur les trois essais pour cette marque.

V- RÉSULTATS

Fig. 1. Diagramme à barres montrant la force de traction moyenne requise avant la rupture.

Comme le montre la figure 1, lorsque le tricot est encore intact, les collants Sheer-Tex (marque 1) surpassent les collants concurrents (marques 2 à 5) en termes de force de traction moyenne nécessaire pour casser une jambe de collant non endommagée. Les collants Sheertex, avec une moyenne de 180,4 kgf à la rupture, sont environ 2,3 fois plus résistants que le concurrent le plus proche (marque 3 : 79,0 kgf), et 5,9 fois plus résistants que les collants jetables de pharmacie (marque 5, 30,6 kgf).

Lorsque l'on évalue la résistance à la traction après endommagement des collants (comme le montre la figure 2), les résultats sont similaires. Avec une moyenne de 116,3 kgf à la rupture, les collants Sheertex sont 2,95 fois plus résistants que le concurrent le plus proche (marque 3 : 39,4 kgf) et 7,55 fois plus résistants que les collants jetables (marque 5 : 15,4 kgf) lorsqu'ils sont endommagés. Il est intéressant de noter que les collants Sheertex endommagés sont plus performants que les collants non endommagés, même après avoir été perforés plus de 500 fois. Les collants Sheertex endommagés sont 1,47 fois plus résistants que les collants non endommagés de la marque 3, ou 2,28 fois plus résistants que la résistance moyenne de tous les concurrents non endommagés (marques 2 à 5).

En outre, lors des tests de perforation, il a été observé que les collants Sheertex résistaient mieux aux dommages, avec moins de trous et des dommages moins graves, ce qui a entraîné une perte de 35 % de la résistance à la traction, alors que d'autres concurrents ont vu leur résistance à la traction réduite de 30 à 50 %.

Fig. 2. Diagramme à barres montrant la force de traction moyenne nécessaire pour rompre les collants perforés.

VI- CONCLUSION

Les résultats ci-dessus ont permis de constater que les collants Sheertex sont plus solides et plus résistants que les collants jetables, ainsi que les collants similaires ayant une souplesse et un aspect semblables, ce qui les rend plus durables et moins sensibles aux types d'usure et de dommages que les tricots traditionnels et jetables.

VII- ACCUSÉ DE RÉCEPTION

Nous remercions Amy Dam, Amanda Fleury et Charlotte Fauqueux pour leur aide à la rédaction et à la clarification de ce rapport.

RÉFÉRENCES

[1]

Méthode d'essai standard pour la résistance à la rupture et l'élongation des tissus textiles (essai de préhension), ASTM D5034-21.

[2]

L'associationHalte à l'ObsolescenceProgrammée (HOP)-Collants:cas d'obsolescence programmée ?

TESTS EN LABORATOIRE

TEST 01-

ESSAI D'ÉCLATEMENT À LA BILLE MODIFIÉ POUR LES TEXTILES ÉLASTIQUES ROUTIERS