GIẦY DÉP - PHƯƠNG PHÁP THỬ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI - TÍNH NĂNG KÉO
Footwear - Test method for the characterization of elastic materials - Tensile performance
Lời nói đầu
TCVN 10938:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 10765:2010. ISO 10765:2010 đã được rà soát và phê duyệt lại vào năm 2015 với bố cục và nội dung không thay đổi.
TCVN 10938:2015 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 216 Giầy dép biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
GIẦY DÉP - PHƯƠNG PHÁP THỬ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI - TÍNH NĂNG KÉO
Footwear - Test method for the characterization of elastic materials - Tensile performance
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định một số thông số điển hình của vật liệu đàn hồi có trong giầy dép đạt được từ phép thử độ bền kéo thông qua việc sử dụng đồ thị độ bền/độ giãn dài. Phương pháp thử này có thể áp dụng cho các vật liệu đàn hồi sử dụng trong giầy dép.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 10071 (ISO 18454), Giầy dép - Môi trường chuẩn để điều hòa và thử giầy dép và các chi tiết của giầy dép
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1. Vật liệu đàn hồi (elastic)
Dải, dây hoặc vải có chứa cao su hoặc chất tương tự cho phép kéo giãn và trở lại hình dạng ban đầu của nó.
CHÚ THÍCH Thông thường, các vật liệu đàn hồi được sử dụng trong mũ giầy, chi tiết má giầy hoặc quai giầy để giữ giầy trên chân.
3.2. Gradien đàn hồi (elastic gradient)
Độ dốc của phần thẳng trên đồ thị, có tính đến chiều rộng.
3.3. Modun (modulus)
Lực cần thiết để kéo giãn dải đàn hồi đến độ giãn qui định, có tính đến chiều rộng.
3.4. Giới hạn độ giãn hữu ích (limit of useful extension)
Giá trị độ giãn của điểm trên đồ thị có độ dốc lớn gấp năm lần giá trị trung bình tại phần đầu tiên của đường cong.
CHÚ THÍCH Điểm bắt đầu xảy ra đồng thời sự kéo giãn các sợi vật liệu dệt và sợi cao su của vật liệu đàn hồi.
3.5. Độ giãn tối đa (maximum resistance extension)
Độ giãn tại điểm tác dụng tải trọng tối đa.
3.6. Độ giãn khi đứt (extension at break)
Độ giãn tại thời điểm làm đứt vật liệu
4. Thiết bị, dụng cụ và vật liệu
4.1. Thiết bị thử kéo, có vận tốc đầu kéo (100 ± 20) mm/min và (50 ± 10) mm/min và cho phép ghi tự động đồ thị đường tải trọng/độ giãn.
4.2. Thước đo bằng thép, chính xác đến 0,5 mm.
4.3. Máy may, đầu kim hình tròn có kích thước theo hệ mét cỡ 90 s hoặc 70 s, sợi chỉ bằng nylon hoặc polyeste (khoảng 17/3 tex) và tạo được 6 mũi khâu/cm.
4.4. Vải dệt tráng phủ polyuretan (PU), dày khoảng 1 mm.
5.1. Lấy mẫu
5.1.1. Kích thước của mẫu thử chuẩn được thể hiện trên Hình 1.
5.1.2. Thông thường, chiều dài thử là 100 mm, tuy nhiên nếu vật liệu thử bị hạn chế thì chiều dài thử có thể giảm xuống còn 50 mm.
5.1.3. Cắt ba mẫu thử của vật liệu đàn hồi có chiều dài tối thiểu là 150 mm. Vẽ hai đường thẳng, cách nhau 90 mm trên từng mẫu thử, và sao cho không có đường thẳng nào cách mép cuối của mẫu thử nhỏ hơn 30 mm.
Nếu sử dụng các mẫu thử ngắn hơn, các mẫu này phải có chiều dài tối thiểu là 80 mm và các đường thẳng phải được vẽ cách nhau 40 mm, sao cho không có đường thẳng nào cách mép cuối của mẫu thử nhỏ hơn 20 mm.
5.1.4. Cắt 12 miếng vải tráng phủ (4.4) hình chữ nhật, chiều rộng 50 mm và chiều dài bằng với chiều rộng của mẫu thử đàn hồi cộng thêm 30 mm. Trên sáu miếng vải, vẽ một đường thẳng song song với cạnh dài cách mép 5 mm.
5.1.5. Đặt từng miếng vải tráng phủ hình chữ nhật đã đánh dấu với mặt tráng phủ quay lên trên, thẳng hàng với một miếng vải tráng phủ hình chữ nhật chưa đánh dấu, với mặt tráng phủ quay xuống dưới. Giữa hai miếng vải hình chữ nhật này đặt một mẫu thử đàn hồi sao cho đường thẳng vẽ trên mẫu thử thẳng hàng với mép của miếng vải hình chữ nhật và cạnh dài của mẫu thử đàn hồi cách cạnh rộng của miếng vải khoảng 15 mm.
5.1.6. Giữ ba miếng vật liệu ở vị trí này, may dọc theo đường thẳng đã đánh dấu trên vải tráng phủ (4.4). Đến khi chạm vào mép, quay mẫu thử và may một đường thẳng song song, cách đường may trước 5 mm. Có thể sử dụng băng dính hai mặt khi chuẩn bị mẫu thử để tránh trường hợp các vật liệu bị dịch chuyển trong khi may.
5.1.7. Tương tự như vậy, may hai hình chữ nhật khác trên đầu còn lại của mẫu thử đàn hồi.
5.1.8. Lặp lại cách tiến hành trên để chuẩn bị hai mẫu thử khác.
Kích thước tính bằng milimét
CHÚ DẪN
1 Đường thẳng may
2 Vải tráng phủ
3 Đường may
4 Đường thẳng vẽ trên mẫu thử đàn hồi
5 Mẫu thử đàn hồi
a Trong trường hợp các mẫu thử ngắn hơn, các đường thẳng giữa hai mẫu thử cách nhau 40 mm.
Hình 1 - Các kích thước của mẫu thử chuẩn
5.2. Điều hòa mẫu
Các mẫu và mẫu thử phải được điều hòa ít nhất 24 h ở (23 ± 2) oC và độ ẩm tương đối (RH) (50 ± 5) % trước khi thử, theo TCVN 10071 (ISO 18454).
6.1. Dùng thước đo bằng thép (4.2), đo khoảng cách giữa các đường may của các đầu mẫu thử đàn hồi, cách các mép của vật liệu tráng phủ 5 mm. Đo khoảng cách này hai lần và ghi lại chiều dài trung bình, L. Tiếp theo, đo chiều rộng mẫu tại ba điểm khác nhau, chính xác đến 1 mm; ghi lại giá trị trung bình của ba giá trị này, b.
6.2. Hiệu chuẩn thiết bị thử kéo (4.1) đến dải lực từ 100 N đến 500 N và vận tốc tách ngàm kẹp (100 ± 20) mm/min. Tốc độ ghi phải bằng với tốc độ đầu kéo. Nếu mẫu thử dài 50 mm, tốc độ đầu kéo phải là (50 ±10) mm/min và nếu có thể, tốc độ ghi phải gấp đôi tốc độ tách ngàm kẹp để làm tăng độ chính xác các phép đo độ giãn trên đồ thị.
6.3. Kẹp từng mẫu thử đối xứng trên các ngàm kẹp của thiết bị thử kéo sao cho mép của các ngàm kẹp thẳng hàng với đường may của vật liệu, cách mép 5 mm. Nếu các mép vật liệu nhô ra khỏi các ngàm kẹp và không có đủ khoảng trống, có thể cắt bớt mép vật liệu.
6.4. Bật thiết bị thử kéo cho đến khi mẫu thử đàn hồi bị đứt.
6.5. Lặp lại cách tiến hành trên đối với mẫu thử khác.
7.1. Qui định chung
Đồ thị độ bền/độ giãn dài vẽ trên Hình 2 ghi được từ phép thử độ bền kéo vật liệu đàn hồi
CHÚ DẪN
X Độ giãn, tính bằng phần trăm
Y Lực, tính bằng niutơn
a Gradien đàn hồi (EG)
Hình 2 - Đồ thị thể hiện quan hệ giữa lực và tỷ lệ phần trăm độ giãn đối với độ bền kéo của vật liệu đàn hồi
7.2. Modun
7.2.1. Modun 20 %
Đánh dấu một điểm có tọa độ x = 20 % trên đồ thị. Tọa độ, y, của điểm này tương ứng với tải trọng cần thiết để đạt được độ giãn qui định, y20. Lấy giá trị này chia cho chiều rộng của mẫu thử, b, tính bằng centimét, để có được modun 20 % theo công thức (1).
|
|
(1) |
7.2.2. Modun 50 %
Giá trị này đạt được theo cách tương tự như trong 7.2.1 nhưng trong trường hợp này, đánh dấu một điểm trên đồ thị với tọa độ x = 50 % (y50) theo công thức (2)
|
modun 50% = |
(2) |
Trong tất cả các trường hợp, tính giá trị trung bình của ba mẫu thử.
7.3. Gradien đàn hồi (EG)
EG được tính bằng cách lấy độ dốc của đường thẳng (độ dốc thẳng) trên đồ thị chia cho chiều rộng của mẫu, theo công thức (3)
Độ dốc thẳng
|
EG = |
Độ dốc thẳng |
(3) |
|
b |
Trong đó
Độ dốc thẳng =
|
(x, y) (x0, y0) |
hai điểm bất kỳ trên đường thẳng |
|
b |
chiều rộng của mẫu, tính bằng centimét |
Kết quả cuối cùng phải là giá trị trung bình số học của ba mẫu thử.
7.4. Giới hạn độ giãn hữu ích (LUE)
Đường cong vẽ trên Hình 3 được dùng để tính LUE.
a) Vẽ một đường tiếp tuyến đi qua góc tọa độ, tiếp xúc với phần dưới của đường cong.
b) Lấy một điểm, C, nằm trên đường tiếp tuyến có giá trị y là “số nguyên”.
c) Vẽ điểm, D, trên đồ thị có tọa độ x bằng với điểm C nhưng có tọa độ y lớn gấp năm lần.
d) Vẽ một đường thẳng nối góc tọa độ với điểm D, và kẻ một đường thẳng song song với đường thẳng này và là tiếp tuyến với đường cong, từ đó có tiếp điểm A. Điểm này biểu thị độ giãn hữu ích của vật liệu đàn hồi.
e) Công thức (4) được sử dụng để tính giá trị giới hạn, tính bằng phần trăm.
|
LUE = |
(4) |
Trong đó
xA tọa độ x của điểm A trên đồ thị, tính bằng milimét;
L chiều dài thử, tính bằng milimét.
Nếu mẫu thử ngắn hơn và vận tốc dụng cụ ghi gấp đôi vận tốc đầu kéo thì áp dụng công thức (5).
|
LUE = |
(5) |
f) Nếu xuất hiện các hư hỏng của vật liệu đàn hồi trước khi đạt độ giãn được dự kiến (đứt sợi hoặc cao su, vòng sợi tuột, v.v...) thì giới hạn độ giãn hữu ích phải được coi là thời gian xuất hiện hư hỏng.
Kết quả cuối cùng phải là giá trị trung bình của ba mẫu thử.
CHÚ DẪN
X Độ giãn, tính bằng phần trăm
Y Lực, tính bằng niutơn
Hình 3 - Đường cong để tính giới hạn độ giãn hữu ích
7.5. Độ bền giãn tối đa
Đánh dấu trên đồ thị đỉnh lớn nhất của đường cong lực. Tọa độ “x” của điểm này sẽ là giá trị độ bền giãn tối đa.
Kết quả cuối cùng phải là giá trị trung bình của ba mẫu thử, tính bằng phần trăm.
7.6. Tính độ giãn tại điểm đứt
Đánh dấu trên đồ thị điểm mà tại đó vật liệu đàn hồi bị đứt. Tọa độ “x” của điểm này sẽ là độ giãn tại điểm đứt.
Kết quả cuối cùng phải là giá trị trung bình của ba mẫu thử, tính bằng phần trăm.
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:
a) Viện dẫn tiêu chuẩn này
b) Mô tả đầy đủ vật liệu đàn hồi;
c) Giá trị trung bình của modun tại độ giãn dài 20 % và độ giãn dài 50 %, tính bằng niutơn trên centimét;
d) Giá trị trung bình của giới hạn độ giãn hữu ích, tính bằng phần trăm;
e) Giá trị trung bình của Gradien đàn hồi, tính bằng niutơn trên centimét trên 1 % độ giãn dài;
f) Giá trị trung bình của độ bền giãn tối đa, tính bằng phần trăm;
g) Giá trị trung bình của độ giãn tại điểm đứt, tính bằng phần trăm;
h) Bất kỳ sai khác nào so với phương pháp thử của tiêu chuẩn này.