Des résultats inexacts aux tests de résistance à la déchirure des tissus peuvent être identifiés par des signes tels qu'une différence importante entre les résultats obtenus pour un même échantillon après la maintenance de l'instrument ou un changement d'opérateur. Il est facile de corriger ces résultats inexacts en préparant correctement l'échantillon, en utilisant la méthode de test appropriée et en étalonnant l'instrument.
Sous-estimer la variabilité de la résistance à la déchirure dans les laboratoires accrédités ISO/IEC 17025
Le test de résistance à la déchirure est l'un des tests mécaniques les plus sensibles à l'opérateur et à la configuration. Les variations des résultats après maintenance ou changement d'opérateur indiquent généralement une incohérence de la procédure plutôt qu'une altération de la qualité du tissu. Ces éléments font du test de résistance à la déchirure un point de contrôle critique pour l'assurance qualité et les enquêtes sur les réclamations clients. Du point de vue des normes AATCC et ISO, le test de résistance à la déchirure est classé comme un test de performance sensible à la méthode, et non comme un test de propriété intrinsèque du matériau. Autrement dit, la répétabilité du test dépend davantage de la rigueur de la procédure que du tissu lui-même. Lors des audits ISO/IEC 17025, les résultats incohérents ou non reproductibles sont fréquemment attribués à des variables non maîtrisées, telles que la manipulation de l'éprouvette, la géométrie de l'entaille et l'utilisation du pendule, plutôt qu'à la qualité des fibres ou du fil.
Principe du test de résistance à la déchirure des tissus
Mécanismes de propagation des déchirures dans les tissus tissés et tricotés
Lors du test de résistance à la déchirure , l'endommagement des fils à proximité de la déchirure ne se produit pas instantanément en raison du mouvement des fils. Ces derniers peuvent bouger, glisser et même se réorganiser. C'est pourquoi les déchirures peuvent se propager graduellement plutôt que de se rompre immédiatement, notamment dans les tissus tissés.
Lors des essais de déchirure, lorsqu'un tissu se déchire, le fil tricoté ou tissé ne se rompt pas instantanément. La charge appliquée est progressivement transférée au fil voisin, ce qui provoque une propagation lente de la fissure. On peut considérer que le fil tend à soutenir le fil rompu. C'est la principale raison pour laquelle la résistance à la déchirure d'un tissu est souvent supérieure à sa résistance à la traction. Les normes ISO relatives à la déchirure interprètent ce comportement comme une redistribution d'énergie plutôt que comme une concentration de force. Contrairement aux essais de traction, où la rupture de l'éprouvette est définie par la force maximale, les essais de déchirure évaluent la capacité du tissu à absorber et à redistribuer l'énergie grâce à la mobilité du fil. Ceci explique clairement pourquoi les valeurs de résistance à la déchirure ne peuvent être directement corrélées aux valeurs de résistance à la traction et ne doivent jamais être converties ni comparées numériquement dans les spécifications des acheteurs.
Les tissus tricotés présentent une plus grande mobilité des fils que les tissus tissés. Leur comportement au déchirement est différent, ce qui explique les différences significatives observées lors des tests de résistance au déchirement par rapport aux tissus tissés.
Les tissus tricotés reposent toujours sur la déformation des boucles plutôt que sur la rupture directe du fil. Lorsque les boucles s'allongent et glissent, la force de déchirure fluctue considérablement, ce qui entraîne une plus grande variabilité et une moindre reproductibilité si l'orientation et le conditionnement des échantillons ne sont pas rigoureusement contrôlés avant les essais. Du point de vue du contrôle en laboratoire, les recommandations de l'AATCC insistent sur le fait que tous les tissus tricotés doivent être testés dans des conditions de conditionnement rigoureusement contrôlées et avec une réplication plus élevée. La déformation des boucles induit souvent un retour élastique, qui peut masquer la véritable résistance à la déchirure si les échantillons sont testés immédiatement après la découpe ou sans le temps de conditionnement approprié, tel que décrit dans les protocoles d'essai.
Contrairement à un essai de traction, où la contrainte est appliquée uniformément sur les fils et où ceux-ci se rompent instantanément, ce n'est pas le cas lors d'un essai de déchirure. En effet, les déchirures dépendent de la disposition des fils et de leur mobilité. L'essai de déchirure représente donc mieux le comportement du tissu face aux coupures, aux accrocs ou aux petites déchirures susceptibles de s'agrandir avec le temps.
Principe de fonctionnement du test de déchirure d'Elmendorf (ASTM D1424 et ISO 13937-1)
Testeur de larmes ElmendorfLe test de déchirure Elmendorf est conforme aux normes ASTM D1424 et ISO 13937-1 . Cette méthode d'essai permet de mesurer l'énergie nécessaire à la propagation de la déchirure dans un échantillon prédécoupé à l'aide d'un système de pendule.
La méthode d'essai Elmendorf repose sur un test énergétique et non sur une mesure directe de la force. Le pendule perd de l'énergie potentielle lors de la transformation du tissu en résistance à la déchirure. C'est pourquoi le choix du pendule est crucial pour ce test. Une erreur fréquente, notamment en laboratoire, consiste à interpréter les résultats du test Elmendorf comme des « valeurs de force ». Or, les normes ASTM et ISO définissent clairement la méthode Elmendorf comme une méthode de mesure de la perte d'énergie. Toute comparaison des résultats Elmendorf avec des techniques basées sur la force, comme le test de déchirure sur pantalon ou trapézoïdale, conduit à des conclusions techniques erronées et à des litiges avec l'acheteur.
Le pendule oscille à travers la fente et l'énergie cinétique se convertit en force de déchirure. La précision des résultats du test de résistance à la déchirure dépend fortement du choix approprié de la charge (A : 8 N, B : 16 N, C : 32 N et D : 64 N) en fonction de l'épaisseur du tissu. L'utilisation de l'instrument sans étalonnage ni mise à zéro correcte peut entraîner des résultats erronés.
Facteurs clés affectant la résistance à la déchirure des tissus (causes profondes d'imprécision)
Mobilité et glissement du fil (sensibilité structurelle)
Les tissus à tissage lâche glissent lors de la déchirure, et les variations de tension du tissage entraînent des différences dans les résultats des tests de résistance à la déchirure. Les finitions qui maintiennent le fil en place et empêchent son mouvement peuvent fausser les résultats des tests de résistance à la déchirure.
Densité linéaire et niveau de torsion du fil
La densité linéaire du fil, son niveau de torsion et le type de fibre influent sur la résistance à la déchirure, car ces paramètres déterminent l'absorption et le transfert des contraintes lors du test. La structure du tissage joue également un rôle : la toile ne permet pas la mobilité du fil, contrairement au sergé et au satin, ce qui explique leur plus grande résistance à la déchirure.
Sens de déchirure (chaîne vs trame)
L'orientation de l'échantillon par rapport à la chaîne et à la trame présente des valeurs de résistance différentes. On observe généralement que la chaîne possède une résistance à la traction supérieure à celle de la trame. Par conséquent, une orientation incorrecte de l'échantillon ou une découpe non uniforme peuvent fausser les valeurs de déchirure.
Alignement des poignées et pression de serrage
Les mâchoires de l'appareil de test de déchirure doivent être alignées de part et d'autre de l'échantillon, et la pression de serrage doit être suffisamment faible pour maintenir fermement l'échantillon pendant le test et éviter tout glissement. Un alignement incorrect des mâchoires entraînera un transfert de charge inégal, faussant ainsi les résultats du test de résistance à la déchirure.
Sélection de la méthode d'essai de déchirure
Pour tester la résistance à la déchirure des tissus , on utilise les méthodes Elmendorf, Trouser, Tongue/Single-Rip , Trapezoid , ASTM D5587, ASTM D4533 et Graves, chacune reposant sur un mécanisme de déchirure différent. Le choix de la méthode de test appropriée est donc crucial pour obtenir des résultats précis pour un tissu donné.
Signes de résultats inexacts au test de résistance à la déchirure
Pour corriger les valeurs de résistance au déchirement incorrectes, il faut d'abord identifier les résultats erronés et être attentif aux signes d'erreurs dans la mesure de la résistance au déchirement. Voici quelques exemples de résultats erronés :
- Il existe une grande différence dans les résultats des tests de résistance à la déchirure pour un même échantillon.
- La résistance à la déchirure ne dépend pas du grammage du tissu (GSM) ; les tissus fins devraient avoir une résistance à la déchirure plus faible, et les tissus épais une résistance à la déchirure plus élevée.
- Les résultats obtenus pour le même échantillon en traction et en abrasion sont bons, mais le résultat en déchirure est médiocre.
- En changeant d'opérateur, on observe une différence significative dans les valeurs de déchirure d'un même échantillon.
- Les résultats déjà connus sur les échantillons de tissu déchiré varient après l'étalonnage ou la maintenance de l'instrument.
Ces tendances indiquent clairement une instabilité de la procédure. Lorsque les propriétés du matériau restent constantes, mais que les résultats fluctuent, la cause profonde de ce problème réside dans la configuration de l'essai, la manipulation par l'opérateur ou l'étalonnage de l'instrument de test. Dans les laboratoires accrédités ISO 17025, les différences ou variations répétées dans les résultats de l'essai de résistance au déchirement sont considérées comme une non-conformité et non comme une erreur aléatoire. Les mesures correctives comprennent la vérification de la méthode, la formation continue des opérateurs et l'examen de l'historique d'utilisation du pendule.
Dans les laboratoires accrédités ISO, la variabilité répétée des résultats des tests de résistance à la déchirure est considérée comme une non-conformité et non comme une erreur aléatoire. Les actions correctives comprennent généralement la vérification de la méthode, la formation continue des opérateurs et l'examen de l'historique d'utilisation du pendule.
Si vous observez de tels schémas, cela signifie que le problème se situe au niveau de la configuration du test ou du test lui-même, et non au niveau de l'échantillon de tissu.
Comment corriger des résultats de test de résistance lacrymale inexacts ?
Comment corriger des résultats de test de résistance lacrymale inexacts ?Préparation incorrecte de l'échantillon
Problème
Dimension d'encoche incorrecte et découpe d'échantillon inadéquate avec bords effilochés
Solution
La résistance au déchirement dépend de la mobilité du fil et de l'application uniforme de la force au point d'entaille. Par conséquent, la dimension de l'entaille pour l'essai de résistance au déchirement Elmendorf doit être de 20 ± 1 mm.
L'échantillon doit être conditionné à 20 ± 2°C et 65 ± 4% HR, et les échantillons coupés doivent être soigneusement séparés dans les directions de la chaîne et de la trame, en évitant les bords effilochés.
Le conditionnement de l'échantillon testé stabilise la reprise d'humidité des fibres, tandis qu'une découpe nette assure une propagation contrôlée de la déchirure.
Mauvaise sélection de la méthode d'essai pour le type de tissu
Problème
Le choix de la méthode d'essai de déchirure ne tient pas compte du type de tissu, de son épaisseur ni de son grammage (GSM).
Solution
Vous devez suivre les méthodes de test de déchirure énumérées ci-dessous pour le type de tissu.
| Type de tissu | Méthode de test appropriée |
| Coton tissé léger | Elmendorf |
| Tissus enduits | Trapèze |
| Non tissé | ISO 9073 |
| Tissus épais | Pendule à haute capacité |
Le choix de la méthode d'essai doit être en adéquation avec les propriétés du tissu, telles que sa structure, sa masse et son comportement attendu en cas de déchirure.
Erreurs d'étalonnage de l'équipement et de sélection du pendule
Problème
Utiliser une charge plus légère pour les tissus à grammage élevé (GSM) à Elmendorf, ou une charge très élevée pour les tissus plus fins, et effectuer les tests sur un testeur de déchirure non calibré.
Solution
Pour remédier à ce problème, vous pouvez tester le même échantillon à plusieurs reprises en augmentant progressivement la charge. Le test de déchirure Elmendorf repose sur le principe du transfert d'énergie potentielle. La force de déchirure doit donc se situer entre 20 et 80 % de l'échelle.
Il convient de vérifier le tranchant de la lame pour garantir une encoche précise, et l'instrument doit être calibré avec des poids étalons.
Effet de glissement du fil et de la mâchoire
Problème
Certains tissus présentent un glissement du fil plutôt qu'une rupture du fil, comme c'est le cas pour le polyester épais (Bori Shall).
Solution
Pour obtenir des résultats précis concernant la déchirure et la tendance, il convient également d'effectuer des tests de résistance à la traction et de glissement des coutures pour ces qualités, et d'utiliser un pendule de grande capacité pour ces types de tissus.
Conclusion
Les résultats inexacts des tests de résistance à la déchirure des tissus proviennent généralement d'une préparation incorrecte des échantillons, de l'utilisation de n'importe quelle méthode de test de déchirure sans étudier la structure du tissu, de l'application d'une charge inappropriée en ignorant le type de tissu, son épaisseur ou son grammage, et d'un étalonnage approximatif.
Ainsi, vous pouvez facilement corriger des résultats de test de déchirure inexacts en préparant soigneusement les échantillons et en appliquant la méthode de test de déchirure et la charge appropriées au type de tissu.
Du point de vue de l'AATCC et de l'ISO, la précision des essais de déchirure ne s'obtient pas par la répétition aveugle des tests, mais par la maîtrise des paramètres physiques du test, de la plage d'énergie et du comportement de l'échantillon. Les laboratoires qui considèrent l'essai de déchirure comme un test d'interprétation plutôt que comme un test mécanique de routine obtiennent généralement des données plus fiables et font face à moins de litiges avec les acheteurs.
FAQ
Comment une déchirure se propage-t-elle dans les tissus tissés et tricotés ?
Lors du test de résistance à la déchirure, les dommages causés au fil à proximité de la déchirure ne sont pas instantanés en raison du mouvement du fil. Les déchirures peuvent se propager progressivement plutôt que de se rompre immédiatement, notamment dans les tissus tissés.
Quels sont les principaux facteurs qui influencent la résistance à la déchirure d'un tissu ?
Mobilité du fil, glissement, densité linéaire, niveau de torsion, direction de la déchirure (chaîne et trame), alignement de la prise, pression de serrage et sélection de la méthode de test.
Quand dois-je utiliser la méthode d'Elmendorf et la méthode des trapèzes ?
Pour le coton léger, vous pouvez utiliser la méthode de test d'Ethereum et de déchirure trapézoïdale pour les tissus enduits.
Pourquoi les résultats de résistance à la déchirure varient-ils davantage que les résultats de résistance à la traction ?
La résistance à la déchirure dépend entièrement de la mobilité et de la redistribution du fil plutôt que de sa rupture directe, ce qui la rend plus sensible aux variables structurelles et procédurales.
Un même tissu peut-il présenter une résistance à la traction acceptable mais une faible résistance à la déchirure ?
Oui, les tissus dont le fil présente une mobilité restreinte peuvent donner de bons résultats lors des tests de résistance à la traction, mais de mauvais résultats lors des tests de propagation de déchirure.
Le test de déchirure d'Elmendorf convient-il à tous les types de tissus ?
La réponse est simple et claire : non. Le test d’Elmendorf est optimal pour les tissus tissés d’un certain poids et n’est pas idéal pour les textiles très élastiques ou très lourds.
Quelle importance revêt la qualité de l'encoche lors des tests de déchirure ?
La précision de l'entaille est cruciale car la géométrie du point d'amorçage de la déchirure influence directement le comportement de propagation du transfert d'énergie.
Pourquoi le changement d'opérateur affecte-t-il les résultats du test de déchirure ?
De petites différences, telles que le montage de l'échantillon, l'alignement et la technique de libération du pendule, peuvent influencer la mesure de l'énergie lacrymale.
Quelle est la plage d'utilisation idéale du pendule lors des tests Elmendorf ?
Pour une précision maximale, la valeur mesurée lors du test doit se situer entre 20 % et 80 % de la capacité du pendule.
L'apprêt du tissu a-t-il une incidence sur les résultats de résistance à la déchirure ?
Oui, car les finitions qui restreignent le mouvement du fil peuvent augmenter artificiellement les valeurs de résistance à la déchirure, tandis qu'un traitement d'adoucissement du tissu peut les réduire.
Les essais de déchirure doivent-ils être effectués dans le sens de la chaîne et de la trame de l'échantillon testé ?
Oui, le comportement à la déchirure d'un tissu diffère significativement entre la chaîne et la trame en raison de l'asymétrie structurelle du matériau textile.
Un mauvais conditionnement physique peut-il à lui seul entraîner des résultats de test inexacts ?
Oui, notamment dans le cas des fibres hygroscopiques où la reprise d'humidité affecte directement la friction et la mobilité du fil.
Comment les laboratoires peuvent-ils garantir la fiabilité à long terme des tests lacrymaux ?
En respectant des procédures opérationnelles standard strictes, en procédant à un étalonnage et à une maintenance réguliers du testeur, en assurant la formation des opérateurs et en utilisant un tissu de contrôle, les laboratoires d'essais peuvent garantir la fiabilité à long terme des tests de déchirure.
Documentation associée
Résistance à la déchirure du tissu : vos tissus sont-ils durables ?
Différence entre la résistance à la déchirure et la résistance à la traction
Informations et expérience sur la résistance à la déchirure du tissu ASTM D2261