I. Comparación de las pruebas
1. Equipos e instrumentos
Método de estallido: Probador de estallido (con una tasa de aumento de volumen constante de 100 cm³/min a 500 cm³/min, precisión de ±10%) y membrana.
Prueba de resistencia a la punción con bola de vidrio: Máquina de prueba de resistencia a la punción con bola de vidrio, con una velocidad de descenso de 10 cm/min a 11 cm/min. El diámetro de la bola es de 2 cm y el diámetro interno del anillo es de 2,5 cm.
Prueba de resistencia a la punción con bola de acero: Equipo de prueba de elongación de velocidad constante (CRE), con una precisión no superior a ±1% del valor indicado. Incluye un dispositivo de sujeción de muestras y un conjunto de vástago esférico. El dispositivo de punción consta de un sujetador anular para fijar la muestra y un vástago esférico de acero. El diámetro interno del sujetador anular es de (45 ± 0,5) mm, y el extremo del vástago es una bola de acero pulida; para esta prueba se utiliza una bola de acero con un diámetro de (38 ± 0,02) mm.
2. Acondicionamiento de las muestras y entorno de prueba
Método de estallido: Las muestras deben acondicionarse y ensayarse en una atmósfera normalizada a una temperatura de (20 ± 2) °C y una humedad relativa de (65 ± 2) %.
Prueba de resistencia a la punción con bola de vidrio: Extender y colocar las muestras a temperatura ambiente durante 20 horas. Luego, someterlas a ensayo tras dejarlas reposar durante 4 horas en condiciones de laboratorio con una temperatura de (20 ± 2) °C y una humedad relativa de (65 ± 3) %.
Prueba de resistencia a la punción con bola de acero: La atmósfera para el pre-acondicionamiento, acondicionamiento y ensayo debe cumplir con lo establecido por la norma GB 6529, a una temperatura de (20 ± 2) °C y una humedad relativa de (65 ± 4) %.
3. Resultados de la prueba
Se seleccionaron 8 tipos diferentes de muestras según el tipo de tejido y su gramaje. Estas muestras fueron sometidas a pruebas de resistencia a la punción o al estallido utilizando los métodos de estallido, punción con bola de vidrio y punción con bola de acero, respectivamente.
II. Análisis
1. Análisis de los resultados de la prueba
Los resultados reales muestran que el valor de resistencia obtenido mediante el método de punción con bola de vidrio es significativamente menor que el del método con bola de acero; el primero representa aproximadamente entre el 50 % y el 60 % del segundo. Esto se debe principalmente a que el diámetro de la bola de acero (38 mm) es mayor que el de la bola de vidrio (20 mm). Cuando el tejido recibe la fuerza de punción, el área de contacto entre la bola de acero y la muestra es considerablemente mayor. Para alcanzar el mismo valor de presión, el método con bola de acero requiere aplicar una fuerza significativamente mayor que el método con bola de vidrio.
Al comparar los valores estándar de resistencia a la punción entre las normas nuevas y antiguas, se puede observar que: aunque la nueva norma adopta el método de la bola de acero, los requisitos de resistencia a la punción no se han incrementado proporcionalmente. Además, para las normas que no han sido actualizadas (como FZ/T 73020-2004, etc.), que originalmente utilizaban el método de la bola de vidrio para evaluar tejidos de punto, ahora se exige el uso del método de la bola de acero, pero manteniendo los mismos valores límite de la norma original. Claramente, estas situaciones son irracionales.
2. Análisis del modo de rotura
(1) Método de estallido; (2) Método de la bola de acero; (3) Método de punción con bola de vidrio.
A partir de los resultados reales, se concluye que para los tejidos de ligamento tafetán (plano) y piqué, los tres métodos de prueba generan grietas de rotura similares. El ligamento tafetán produce una grieta paralela a la dirección longitudinal del tejido, acompañada de una mayor pérdida de mallas (deshilachado) a lo largo de la dirección transversal. Por otro lado, la rotura en el tejido piqué tiene forma de agujero, manifestándose principalmente como ruptura de hilos sin apenas pérdida de mallas. Por lo tanto, se deduce que los tres métodos comparten un mecanismo de rotura similar. Según la teoría del "eslabón más débil", cuando un tejido de punto soporta fuerzas de punción o estallido, la rotura comienza en el punto más frágil, generando una concentración de tensión. A medida que avanza la prueba, en el tejido de ligamento tafetán se produce una gran pérdida de mallas en sentido transversal alrededor de la zona dañada, expandiéndose la grieta longitudinalmente. En cambio, en el tejido piqué se rompen más hilos, expandiéndose la grieta hacia todas las direcciones.
III. Conclusiones
Del análisis anterior se pueden extraer las siguientes conclusiones:
Dado que el diámetro de la bola de acero es mayor que el de la bola de vidrio, la resistencia a la punción obtenida por el método de la bola de acero también es mayor. Actualmente, los estándares de productos que utilizan la norma GB/T 19976-2005 (método de la bola de acero) tienen requisitos de resistencia a la punción notablemente bajos. Esto provoca que algunos productos cumplan con la norma pero tengan una resistencia real insuficiente, afectando negativamente a su funcionalidad y rendimiento en el uso final. Por lo tanto, se recomienda considerar un aumento adecuado de los valores límite de resistencia a la punción en futuras revisiones normativas.
Los tres métodos de prueba presentan mecanismos de rotura similares, y la forma de las grietas tras la rotura del tejido es básicamente idéntica.
Existe una buena relación lineal y alta correlación entre los resultados obtenidos por estos tres métodos de prueba.
