Flexibler Polyurethanschaum wird in Autositzen, Matratzen, Möbeln und industriellen Polsterungen verwendet. Diese Materialien sind so konzipiert, dass sie sich verformen, müssen aber auch Zugkräften während der Herstellung, Montage und Wartung standhalten.
Die Messung ihrer Zugeigenschaften ist nicht immer einfach. Ein schlecht geschnittenes Probestück, übermäßiger Griffdruck oder falsche Längsmessung können das Ergebnis beeinflussen, bevor das tatsächliche Zugverhalten des Materials festgestellt ist.
ISO 1798:2008 spezifiziert eine Methode zur Bestimmung der Zugfestigkeit und Verlängerung beim Bruch flexibler zellulärer polymerer Materialien. Die Methode verwendet eine vorbereitete Probe, die mit kontrollierter Geschwindigkeit bis zum Bruch ausgestreckt wird.
Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten Testanforderungen, die Vorbereitung der Probe, das Testverfahren, häufige Fehler und die Auswahl einer geeigneten Schaumzugprüfmaschine.
ISO 1798 Testanforderungen auf einen Blick
ISO 1798:2008 ist für flexible zelluläre polymere Materialien vorgesehen, einschließlich geeigneter flexibler Polyurethanschäume.
Der Test bestimmt zwei Materialeigenschaften: Zugfestigkeit und Verlängerung beim Bruch.
| Testmethode | |
| Probentyp | Typ-1- oder Typ-1A-Hantelprobe |
| Probendicke | 10–15 mm |
| Testgeschwindigkeit | 500 ± 50 mm/min |
| Kraftmessung | |
| Gültige Ergebnisse | Normalerweise fünf Exemplare, die innerhalb der markierten Spurweite aufbrechen |
| Standard-Konditionierung | Mindestens 16 Stunden unter einer der angegebenen Temperatur-/Luftfeuchtigkeitsatmosphären |
| Testergebnisse |
Die entsprechende Standardedition und alle kundenspezifischen Testanforderungen sollten vor dem Test bestätigt werden.
Quelle: ISO 1798:2008, Klauseln 4–7. Siehe unten Standards und technische Referenzen.
Was misst ISO 1798?
Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit beschreibt die maximale Zugkraft, die eine Schaumstoffprobe relativ zu ihrer ursprünglichen Querschnittsfläche aushält.
Das Ergebnis wird anhand der maximal aufgezeichneten Kraft und der anfänglichen Querschnittsfläche des Probens berechnet.
Zugfestigkeit (kPa) = Maximale Kraft (N) × 1.000 / Ursprüngliche Querschnittsfläche (mm²)
Zum Beispiel, wenn eine Probe eine anfängliche Querschnittsfläche von 130 mm² hat und eine maximale Kraft von 20 N erreicht
:Zugfestigkeit = 20 × 1.000 / 130 = 153,8 kPa
Dies ist eine illustrative Berechnung, kein tatsächliches Testergebnis.
Die Zugfestigkeit ist nützlich, um Schaumstoffformulierungen zu vergleichen, die Produktionskonsistenz zu überwachen und Materialversagen zu untersuchen.
Verlängerung in der Pause
Die Verlängerung am Bruch misst die Zunahme der definierten Spurlänge unmittelbar vor dem Bruch der Probe.
Verlängerung am Bruch (%) = [(Spurlänge am Bruch − Ursprüngliche Spurweite) / Ursprüngliche Spurweite] × 100
Hat ein Probe eine anfängliche Gauge-Länge von 40 mm und erreicht 120 mm unmittelbar vor dem Bruch, beträgt die berechnete Verlängerung beim Bruch 200 %.
Ein Schaumstoff kann eine relativ geringe Zugfestigkeit haben, aber dennoch erheblich ausdehnen, bevor er bricht.
Aus diesem Grund sollten Zugfestigkeit und Verlängerung beim Bruch gemeinsam bewertet werden.
Welche Schaummaterialien können getestet werden?
Typische Anwendungen umfassen flexiblen Polyurethanschaum, der verwendet wird in:
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Fahrzeugsitze und Innenpolsterung
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Matratzen und gepolsterte Möbel
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Flexible Verpackung und Schutzpolsterung
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Industrielle Schaumstoffkomponenten
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Weitere flexible zelluläre polymere Produkte
ISO 1798 sollte nicht automatisch für starre zelluläre Kunststoffe oder massiven Gummi verwendet werden. Diese Materialien benötigen möglicherweise weitere Testmethoden, wie ISO 1926 für starre zelluläre Kunststoffe oder ISO 37 für vulkanisierten und thermoplastischen Kautschuk.
ISO 1798 Proben: Form, Vorbereitung und Konditionierung
Die Probenvorbereitung ist eine bedeutende Quelle für Unterschiede bei flexiblen Schaumzugproben.
Im Gegensatz zu massiven Kunststoffproben kann flexibler Schaum beim Schneiden, Handhaben und Greifen komprimiert oder beschädigt werden. Kleine Defekte entlang der Probenkante können zum Ort eines vorzeitigen Bruchs führen.
Typ-1- und Typ-1A-Proben
ISO 1798:2008 spezifiziert zwei hantelförmige Probekonfigurationen.
| Dimension | Typ 1 | Typ 1A |
|---|---|---|
| Gesamtlänge | 152 mm | 120 mm |
| Schulterbreite | 25 mm | 25 mm |
| Schmalquerschnittsbreite | 13 mm | 10 mm |
| Dicke | 10–15 mm | 10–15 mm |
| Markierte Spurweite | 25–50 mm | Bis zu 40 mm |
Die Maße beziehen sich auf die angegebene Schneidgeometrie und die Anforderungen an die Probenvorbereitung. Labore sollten die offizielle Standardzeichnung für das vollständige Schneidprofil, die Radien und die Toleranzen konsultieren.
Schneidqualität und Stichproberichtung
Die Kanten des Exemplars sollten glatt und frei von sichtbaren Schäden sein.
Ein stumpfes Schneidwerkzeug kann den Schaum zusammendrücken oder kleine Risse entlang des schmalen Abschnitts verursachen. Diese Defekte können lokale Spannungskonzentrationen erzeugen und dazu führen, dass die Probe vorzeitig zerbricht.
Auch die Zellorientierung kann das Zugverhalten beeinflussen.
Wo eine vorherrschende zelluläre Orientierung vorhanden ist, legt ISO 1798 die Stichprobenrichtung relativ zu dieser Orientierung fest. Wenn die erforderliche Ausrichtung nicht erreicht werden kann, muss die tatsächliche Richtung gemeldet werden.
Für vergleichende Tests sollten Proben konsequent von einer Materialcharge zur nächsten vorbereitet werden.
Konditionierung vor dem Test
Nach dem Standardverfahren werden Materialien in der Regel erst mindestens 72 Stunden nach der Herstellung getestet, vorbehaltlich der in ISO 1798 festgelegten Ausnahmen.
Vor der Prüfung werden Proben oder das Material, aus dem sie geschnitten werden, normalerweise mindestens 16 Stunden in einer der folgenden Atmosphären konditioniert:
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23 ± 2°C und 50 ± 5 % relative Luftfeuchtigkeit
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27 ± 2°C und 65 ± 5 % relative Luftfeuchtigkeit
ISO 1798 enthält zudem spezifische Bestimmungen für frühere Test- und Qualitätskontrollanwendungen. Diese Ausnahmen sollten nicht als Standardverfahren behandelt werden.
Der Test selbst sollte unter denselben Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen wie bei der Konditionierung durchgeführt werden.
Quelle: ISO 1798:2008, Klauseln 5.1–5.4 und 6.4.
Wie man einen Schaumstoffzugtest nach ISO 1798 durchführt
Ein zuverlässiger Test beginnt mit der Probe und der erforderlichen Messmethode, nicht nur mit dem Drücken des Startknopfs.
Schritt 1 – Vorbereitung und Inspektion der Proben
Bereiten Sie Typ-1- oder Typ-1A-Proben mit dem entsprechenden Schneidwerkzeug vor.
Prüfen Sie sichtbare Mängel, unregelmäßige Kanten und Schäden bei der Probenentnahme.
Bereiten Sie genügend Proben vor, um die erforderliche Anzahl gültiger Ergebnisse zu erhalten. Nach dem normalen ISO-1798-Verfahren wird der Test fortgesetzt, bis fünf zufriedenstellende Unterbrechungen innerhalb der Spurlänge erreicht wurden, sofern nicht anders vereinbart.
Schritt 2 – Dicke messen und die Länge markieren
Nach der Konditionierung bestimmen Sie die Probendicke gemäß dem Standard und der referenzierten Maßmessungsmethode.
ISO 1798 verlangt Dickenmessungen an fünf gleichmäßig verteilten Stellen im relevanten Materialbereich mit festgelegten Variationsgrenzen.
Markiere die ursprüngliche Spurweite mit zwei Referenzlinien.
Der Abstand zwischen diesen Linien muss genau bestimmt werden, da er zur Berechnung der Verlängerung bei Bruch verwendet wird.
Schritt 3 – Das Exemplar in die Griffe einbauen
Positioniere die Probe symmetrisch so, dass die Zugkraft so gleichmäßig wie möglich über seinen Querschnitt verteilt ist.
Die Griffe müssen ein Rutschen verhindern, ohne den Schaum zu beschädigen.
Vermeiden Sie ein Verdrehen der Probe oder eine ungleichmäßige Spannung zwischen den beiden Seiten.
Der Standard erlaubt eine begrenzte Vorspannung, diese sollte jedoch nach dem vorgegebenen Verfahren angewendet und bei der Festlegung der Längungsmessungsreferenz berücksichtigt werden.
Schritt 4 – Stellen Sie die Testgeschwindigkeit ein
Stellen Sie die Maschine auf die erforderliche Kiefertrennrate ein:
500 ± 50 mm/min
Bestätigen Sie, dass die gewählte Ausrüstungskonfiguration die erforderliche Geschwindigkeit unter den vorgesehenen Testbedingungen halten kann.
Schritt 5 – Das Exemplar bis zum Riss verlängern
Starten Sie den Test und zeichnen Sie die maximale Zugkraft auf.
Bestimmen Sie die Spurlänge unmittelbar vor dem Bruch mit einer Messmethode, die die geltenden Anforderungen erfüllt.
Beobachten Sie die Probe während der Tests, insbesondere auf sichtbares Durchrutschen, abnormale Verformungen oder Versagen in der Nähe der Griffe.
Schritt 6 — Überprüfen Sie die Gültigkeit des Ergebnisses
Eine Probe, die außerhalb der definierten Spurweite bricht, muss nach dem ISO-1798-Verfahren abgelehnt werden.
Die Tests werden fortgesetzt, bis die erforderliche Anzahl zufriedenstellender Ergebnisse erzielt wurde.
Akzeptieren Sie nicht automatisch jede Kraftkurve, nur weil die Maschine eine maximale Kraft aufgezeichnet hat.
Schritt 7 – Berechnen und melden Sie die Ergebnisse
Berechnen Sie die Zugfestigkeit und die Verlängerung beim Bruch für jedes gültige Exemplar.
Für den Standard-Testbericht legt ISO 1798 Berichtspflichten fest, die die mittleren Zugfestigkeits- und mittleren Streckungsergebnisse beim Bruch sowie relevante Material-, Probe- und Testzustandsinformationen umfassen.
Wenn Kunden auch Durchschnitte, Standardabweichungen oder individuelle Kraftausdehnungskurven benötigen, können diese als ergänzende Informationen eingefügt werden.
Quelle: ISO 1798:2008, Klauseln 6–8.
Häufige Fehler bei der Schaumzugprüfung und deren Erkennung
Flexible Schaumzugtests können selbst bei normalem Betrieb der Prüfmaschine inkonsistente Ergebnisse liefern.
Die folgenden Probleme sollten untersucht werden, bevor unerwartete Ergebnisse dem Material selbst zugeschrieben werden.
Probenverschiebung
Wenn die Griffe den Schaum nicht sicher halten, kann sich die Probe beim Laden bewegen.
Dies kann die gemessene Beziehung zwischen Kraft und Ausdehnung verzerren, insbesondere wenn Maschinenbewegungen als Teil der Verlängerungsmessung verwendet werden.
Was zu überprüfen ist: Griffflächen, Klemmdruck, Probepositionierung und sichtbare Bewegungen an den Griffgrenzen.
Eine Erhöhung der Spannkraft ist nicht immer die richtige Lösung, da übermäßiger Druck das Material beschädigen kann.
Vorzeitiger Bruch in der Nähe der Griffe
Ein Versagen in der Nähe des Greifbereichs kann auf eine lokale Spannungskonzentration, ungleichmäßige Belastung oder Schäden an den Griffflächen hinweisen.
Was zu überprüfen ist: Griffausrichtung, Kontaktfläche, Kieferkanten, Probezustand und Klemmanordnung.
Nach ISO 1798 wird eine Probe, die außerhalb der markierten Spurlänge bricht, nicht als zufriedenstellendes Ergebnis akzeptiert.
Falsche Elongationsmessung
Die Bewegung des Maschinenkreuzkopfes entspricht nicht zwangsläufig der Änderung der markierten Gauge-Länge des Probestücks.
Griffbewegung, Probenrutschen und Maschinennachgiebigkeit können die Beziehung zwischen diesen Messungen beeinflussen.
ISO 1798 verlangt, dass die entsprechenden Spurweiten innerhalb der festgelegten Genauigkeitsgrenzen gemessen werden. Mechanische oder optische Extensometer können, sofern angemessen, eingesetzt werden, sofern sie die geltenden Anforderungen erfüllen.
Die Messmethode sollte entsprechend dem Standard, der erwarteten Verlängerung des Schaums und den physikalischen Eigenschaften der Probe ausgewählt werden.
Übermäßige Variation zwischen den Exemplaren
Große Unterschiede zwischen den Ergebnissen können durch Probendicke, Schneidqualität, Zellorientierung, Konditionierung oder Fixierungsanordnung entstehen.
Eine praktische Fehlerbehebungssequenz ist:
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Inspizieren Sie die Probenkanten und Bruchstellen.
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Überprüfen Sie die Abmessungen und die Probenahmerichtung.
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Bestätigen Sie die
Ausrichtung des Griffs und achten Sie auf Durchrutschen.
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Überprüfe die Kondition und teste die Geschwindigkeit.
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Überprüfen Sie die Kraft- und Längsmessungen.
Erst nachdem diese Faktoren bewertet wurden, sollte die Variation in erster Linie als materielle Eigenschaft interpretiert werden.
Wie man eine Schaumzugprüfmaschine auswählt
Ein geeigneter Schaumzugtester muss die erforderliche Prüfgeschwindigkeit und zuverlässige Kraftmessung liefern und gleichzeitig die Anforderungen an Griff und Ausdehnung des Probens berücksichtigen.
Wählen Sie die Lastzelle rund um die erwartete Kraft aus
Flexible Schaumproben erzeugen oft relativ geringe Zugkräfte.
Die Auswahl einer Maschine nur anhand ihrer maximalen Lastkapazität kann die tatsächliche Prüfkraft außerhalb des am besten geeigneten Messbereichs liegen.
Die ausgewählte Lastzelle sollte eine angemessene Genauigkeit über die während des Tests erwarteten Kräfte bieten.
Für ISO 1798:2008 muss das Kraftmesssystem die festgelegte ISO 7500-1-Genauigkeitsklasse über den verwendeten Belastungsbereich erfüllen.
Bestätigen Sie die erforderliche Geschwindigkeit
ISO 1798 verwendet eine nominale Kiefertrennrate von 500 mm/min.
Die angegebene maximale Geschwindigkeit der Maschine sollte zusammen mit ihrer tatsächlichen Konfiguration und den erforderlichen Betriebsbedingungen überprüft werden.
Wähle Griffe für weiche, kompressible Proben
Die Griffe müssen das Exemplar sichern, ohne Schäden oder übermäßige Kompressionen zu verursachen.
Mechanische oder pneumatische Griffe können je nach Probengeometrie und Materialeigenschaften in Betracht gezogen werden.
Das geeignete Griffdesign sollte, wann immer möglich, mit der tatsächlichen Schaumstoffprobe bestätigt werden.
Überprüfen Sie verfügbare Bewegungs- und Längsmessungen
Flexibler Schaum kann sich vor dem Bruch erheblich ausdehnen.
Die Maschine muss nach der Installation der Griffe eine ausreichend nutzbare Bewegung bieten.
Das Elongationsmesssystem muss auch die erwartete Verformung berücksichtigen und dabei die entsprechenden Genauigkeitsanforderungen erfüllen.
Diese Überlegungen sollten gemeinsam bewertet werden, anstatt Schlaglänge und Messbereich als unabhängige Spezifikationen zu betrachten.
ITM-LAB RS-8010A für flexible Schaumstoffzugprüfung
Die ITM-LAB RS-8010A ist eine servogesteuerte universelle Prüfmaschine für mechanische Tests mit geringer Kraft.
Seine verfügbaren Lastkonfigurationen und der Testgeschwindigkeitsbereich machen es zu einem Kandidaten für flexible Schaumstoffzugtests, vorbehaltlich der Überprüfung der gewählten Lastzelle, der Griffe, der Längsmessungsmethode und der vollständigen Testkonfiguration.
Relevante Gerätespezifikationen
| Parameter | RS-8010A |
|---|---|
| Ausrüstungstyp | Servogesteuerte universelle Prüfmaschine |
| Verfügbare Streitkräftekapazitäten | 50 N–5 kN |
| Genauigkeitsspezifikation | ±0,25 %, vorbehaltlich des verifizierten Messbereichs |
| Testgeschwindigkeitsbereich | 0,001–500 mm/min |
| Schlagkonfigurationen | 650 / 1000 mm |
| Schaumstoff-Zuggriffe | Ausgewählt nach dem Exemplar |
| Messung der Verlängerung | Konfiguration für die Testmethode wird noch bestätigt |
Die nominale Testgeschwindigkeit von ISO 1798 liegt im angegebenen Drehzahlbereich der RS-8010A.
Allerdings stellen allein Maschinenspezifikationen keine vollständige Einhaltung von ISO 1798 fest. Das Kraftmesssystem, die Fixturanordnung, die Testgeschwindigkeitsleistung und die Längungsmessungsmethode müssen für die vorgeschlagene Konfiguration überprüft werden.
Beispiel: Konfiguration eines Systems für flexiblen PU-Schaum
Betrachten Sie ein Labor, das flexiblen Polyurethanschaum nach ISO 1798:2008 testen muss.
Bevor eine Maschinenkonfiguration empfohlen wird, sollten folgende Fragen beantwortet werden:
Welches Exemplar wird getestet?
Bestätigen Sie Typ 1 oder Typ 1A, Dicke, Probenahmerichtung und erwartetes Materialverhalten.
Zugkraft wird erwartet?
Verwenden Sie verfügbare Materialdaten oder vorläufige Testinformationen, um eine geeignete Lastzelle auszuwählen.
Wie wird das Exemplar gehalten?
Überprüfen Sie die Anforderungen an Probendicke, Druckbarkeit und Griffkontakt, um Rutschen und Schäden zu minimieren.
Wie viel Verlängerung wird erwartet?
Überprüfen Sie den nutzbaren Maschinenweg und bestimmen Sie, wie die Spurlänge vor dem Bruch gemessen wird.
Welche Unterlagen sind erforderlich?
Bestätigen Sie die Standardausgabe, die Kalibrierungsanforderungen, das Testberichtformat und alle kundenspezifischen Akzeptanzkriterien.
Dies ist ein Beispiel für den Auswahlprozess der Ausrüstung, kein Bericht über einen abgeschlossenen Kundentest.
Das Ziel ist es, zuerst die Testanforderungen zu definieren und dann die Maschine entsprechend zu konfigurieren.
Häufig gestellte Fragen
Wofür wird ISO 1798 verwendet?
ISO 1798 spezifiziert eine Zugtestmethode zur Bestimmung der Zugfestigkeit und Verlängerung beim Bruch flexibler zellulärer polymerer Materialien, einschließlich geeigneter flexibler Polyurethanschäume.
Wie hoch ist die Zuggeschwindigkeit für ISO 1798?
ISO 1798:2008 legt eine Kiefertrennrate von 500 ± 50 mm/min vor.
Wie viele Proben werden für ISO 1798 benötigt?
Sofern nicht anders vereinbart, müssen genügend Proben getestet werden, um fünf zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, bei denen innerhalb der markierten Spurlänge ein Bruch auftritt.
Kann eine universelle Prüfmaschine ISO-1798-Tests durchführen?
Ja, vorausgesetzt, die komplette Maschinenkonfiguration erfüllt die geltenden Anforderungen für Kraftmessung, Testgeschwindigkeit, Greifen, Probeverlängerung und Längsmessung.
Ist ISO 1798 dasselbe wie ASTM D3574 Test E?
Nein. Beide betreffen die Zugeigenschaften von flexiblem Schaumstoff, aber ihre technischen Anforderungen unterscheiden sich. Ergebnisse, die mit den beiden Methoden gewonnen werden, sollten nicht als direkt austauschbar angesehen werden.
Konfigurieren Sie Ihr Schaumzugprüfsystem mit ITM-LAB
Eine zuverlässige Schaumzugprüfung basiert auf der Wechselwirkung zwischen Probe, Griffen, Lastzelle, Maschinenbewegung und Längsmessungsmethode.
Für ISO 1798-Anwendungen beginnt die Auswahl der richtigen Ausrüstung mit den Testanforderungen und nicht mit der maximalen Kapazität der Maschine.
ITM-LAB kann Ihr flexibles Schaumstoff, die Abmessungen der Probe, die erwartete Zugkraft und das erforderliche Testverfahren überprüfen, um eine geeignete RS-8010A-Konfiguration zu identifizieren.
Planst du ein Zugtestprojekt für flexible Schaumstoff?
Senden Sie uns Ihr Probenfoto oder Ihre Zeichnung, den anwendbaren Standard, den erwarteten Kraftbereich und die Anforderungen an die Verlängerungsmessung.
Unser Team kann die vorgeschlagene Maschinen- und Vorrichtungskonfiguration vor dem Angebot prüfen.
