ASTM D3822 섬유 단사의 인장 특성

섬유 내의 단사들의 특성은 그 섬유의 기능 및 미적 특성에 아주 중요한 역할을 합니다. 이 단사들을 변형함으로써 섬유의 성질을 개선할 수도 있습니다. 섬유의 개발 단계에서나 개발 후에도 다양한 재료에 있어서의 물성의 변화를 평가하기 위하여 인장시험을 실시합니다. 인장시험(Tensile testing)은 제조 과정 중에도 품질 관리의 일환으로 실시되어 그 재료가 규격 내에 들어가는지를 확인함으로써 불필요한 폐기를 줄일 수 있습니다. 

아주 섬세한 섬유를 가지고 작업하는 경우 가장 적합한 시험 조건을 찾기가 쉽지 않습니다. 시편을 쉽게 장착하고 제거할 수 있는 편리한 그립을 선택하는 것이 매우 중요합니다. 때로는 시편의 양 끝단에 테이프로 탭을 만들어 잡아주는 것이 시편을 쉽게 설치할 수 있는 방법이 되기도 합니다. 특히 시편이 너무 가늘어 육안으로 보기 힘들 정도라면 더욱 그렇습니다. 적절한 그립을 사용하면 시편의 미끄러짐이나 그립 내부 파단이 일어나지 않습니다.
 
단사는 대개 매우 섬약해서 아주 낮은 하중에서도 파단이 일어납니다. 적절한 로드셀(load cell)을 사용함으로써 필요한 최대의 정밀도를 구현하실 수 있습니다. 우리 연구실에서 진행한 시험의 경우 특정 샘플은 평균 0.3 N의 하중에서 파단이 일어나는 재료도 있었습니다. 이 경우 5500 series testing system을 사용하기 때문에 5 N 용량의 로드셀을 사용할 수 있습니다. 5500 Series testing system으로는 로드셀 용량의 1/250 에 이르기까지 읽는값의 +/ 0.5 %까지 정밀도를 보장합니다. 어떤 단사에는 더 큰 용량의 로드셀이 필요할 수도 있습니다.
 
섬유 단사에 적합한 그립에도 다양한 종류가 있습니다. 시편의 길이가 충분하면 cord and yarn style grips을 추천하며 이 그립은 곡선을 따라 시편을 감기듯이 장착함으로써 시편의 조기 파단 가능성을 줄여 줍니다. 또한 시편의 수직 정렬에도 도움이 됩니다. 위에 언급한 연구에서는 단사의 길이가 너무 짧아서 공압식 그립인 5 N side pneumatic side acting grips을 사용하였습니다. 사용하는 그립의 무게가 로드셀 용량의 ½ 을 넘어서는 안됩니다. 로드셀 용량의 ½ 을 초과하면 사용할 수 있는 로드셀의 하중 범위가 줄어들게 됩니다.

 

이 시험을 진행하기 전에 미리 ASTM D3822 를 충분히 읽어 보시고 숙지하시기 바랍니다. 이 시험 표준은 섬유나 줄 등에서 채취한 연속사 및 비연속사, 필라멘트 등에 대한 시험 표준입니다.