ISO 2321:1983
(Main)Rubber threads — Methods of test
Rubber threads — Methods of test
Specifies methods of test for determining certain physical and mechanical properties. Owing to the comparatively small cross-section and unusual conditions of performance of this material, special methods have been developed. Some of the tests may not be entirely suitable for thread made from certain synthetic rubbers. Comparisons may only be made on new rubber threads or on that with identical processing histories. The previous history shall be stated in the test report. Replaces the first edition (ISO 2321-1975)
Fils élastiques — Méthodes d'essai
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONWlEX,WHAPOAHAR OPrAHM3AUMR fl0 CTAHdlAPr~3ALW~f?GANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Rubber threads - Methods of test
Fils klastiques - M&hodes d ’essai
Second edition - 1983-11-15
Ref. No. ISO 2321-1983 (EI
U DC 678.4/ .8-426 : 620.1
iz
-
Descriptors : rubber products, rubber, tests, tension test, artificial aging tests, elongation after fracture.
Price based on 18 pages
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bodies). The work of developing International
Standards is carried out through ISO technical committees. Every member body
interested in a subject for which a technical committee has been authorized has the
right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 2321 was developed by Technical Committee ISO/TC 45,
Rubber and rubber products.
This second edition was submitted directly to the ISO Council, in accordance with
clause 6.11.2 of part 1 of the Directives for the technical work of ISO. lt cancels and
replaces the first edition (i.e. ISO 2321-1975), which had been approved by the member
bodies of the following countries:
Belgium
Germany, F. R. Portugal
Bulgaria India Romania
Canada Ireland South Africa, Rep. of
Czechoslovakia Israel Thailand
Egypt, Arab Rep. of United Kingdom
Italy
France Poland
The member body of the fo II owing country had expressed disapproval of the docu-
ment on tech
nical grounds :
USA
This International Standard also cancels and replaces Addendum 1-1975,
Addendum 2-1980 and Addendum 3-1980.
0 International Organization for Standardkation, 1983
Printed in Switzerland
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INTERNATIONALSTANDARD ISO 2321-1983 (E)
Rubber threads - Methods of test
Samples or test pieces shall not be allowed to come into con-
1 Scope and field of application
tact with topper or manganese or their compounds during con-
ditioning or testing.
This International Standard specifies methods of test for deter-
mining certain physical and mechanical properties of rubber
threads. Owing to the comparatively small Cross-section and
the unusual conditions of Service of this material, certain
4 Count
special methods have been developed.
Some of the tests included in this International Standard may
4.1 Sectional count
not be entirely suitable for thread made from certain synthetic
rubbers, for example urethane rubber, these tests being inten-
The sectional count of a rubber thread is given by the value of
ded for natura1 or synthetic polyisoprene rubbers.
its Cross-sectional area, expressed in Square millimetres,
multiplied by 1 000.
lt is pointed out that comparisons may only be made on new
rubber threads or on those with identical processing histories.
NOTE - The sectional count corresponds to the tex count for a
In the interpretation of results from threads which have been
nominal density of 1 Mg/m3 (= 1 g/cm ”I. The use of the sectional
subjected to spooling, fabrication or any other process, it must
count is recommended.
be borne in mind that the previous history is important, and
what is known of this and of any relaxation treatments used
shall be stated in the test report.
4.2 Conventional count (size number)
4.2.1 The conventional count of a rubber thread is the
2 References
number of threads which, when placed side by side, measure
25,4 mm.
ISO 37, Rubber, vulcanized - Determination of tensile stress-
s train properties.
The conventional count of a round thread is calculated by
ISO 105, Textiles - Tests for colour fastness dividing 25,4 by the diameter, in millimetres, of the thread.
A02, Grey scale for assessing Change in colour.
The conventional count of a Square thread is calculated by
A03, Grey scale for assessing staining.
dividing 25,4 by the length, in millimetres, of one of the sides of
the thread.
- Accelerated ageing or heat-
ISO 188, Rubber, vulcanized
resistance tests.
The conventional count of a rectangular thread is generally
quoted as the count of a Square thread of equivalent cross-
Standard tempera tures, humidities and
ISO 471, Rubber -
sectional area.
times for the conditioning and testing of test pieces.
Thus, in the case of a round thread, the number 100 is the con-
ISO 648, Laboratory glassware - One-mark pipettes.
ventional count of a thread having its diameter equal to
0,254 mm; in the case of a Square thread, the number 40 is the
ISO 1042, Laboratory glassware - One-mark volumetric flasks.
conventional count of a thread having its sides equal to
0,635 mm.
3 Conditioning of samples or test pieces
4.2.2 lt is customary to quote the conventional count of a
The samples or test pieces shall be kept in a relaxed state in the round thread, followed by the whole even number which is
nearest to the actual conventional count of the Square thread of
dark in one of the Standard atmospheres described in ISO 471,
equivalent Cross-sectional area (count of round thread x 1,13
for not less than 16 h before testing. The tests shall be carried
out under similar atmospheric conditions. The test piece = actual count of Square thread); for example a round thread
of count 50 is indicated as 50/56.
selected shall be clean, dry and free from any visual defects.
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ISO 23214983 (E)
4.3.2 Weighing of test pieces
4.2.3 The conventional count of a multi-filament round thread
is expressed by stating successively the number of com-
ponents, the count of the Single round thread which would
Free the tut threads from any loose dusting powder shaking
bY
have the same total Cross-sectional area as the component
or br *ushing them gently, and weigh to an accuracy
of - + 1 %.
threads, and the count of the corresponding Square thread.
Thus, the conventional count of a multi-filament round thread 4.4 Expression of results
made up of three components equal in total Cross-sectional
area to a round thread of count 32 is indicated as 3/32/36.
4.4.1 The sectional count, S, is given by the equation
4.3 Procedure
=j~~
S
e
4.3.1 Cutting of test pieces
Take five straight thread samp les and tut them to a length of
approximately 1 050 mm
Q is the density, expressed in megagrams per cubic metre,
of the thread, determined as specified in clause 6;
Kinked or curved thread will introduce errors.
NOTE -
m is the mass, in grams, of 1 000 mm of thread.
If these threads are taken from bobbins or from any other type
of presentation in which the thread is under tension, heat treat
them for 30 min in a thermostatically controlled oven at a
4.4.2 The conventional count of rubber thread, C, is given by
temperature of 70 + 2 OC. After this heat treatment, condition
the following equations.
the thread as specified in clause 3. For threads taken from
forms of presentation where no tension is applied to the thread,
For round thread
condition as specified in clause 3.
Two types of apparatus may be used for cutting to size. With
c = 22,51 -?-
m
the first (method A), the tut is made with the thread placed in a
groove of a horizontal base. With the second (method BI, the
thread is suspended and maintained in a vertical Position by its
For Square thread
own weight.
c=
4.3.1.1 Method A (see figure 1)
flat, metallic base, rec-
The apparatus consists of a horizontal,
where
tang ular in shape and having one or mo re longitudinal grooves.
A clamp is fixed at a Position a few centimetres from the end of
Q is the density, expressed in megagrams per cubic metre,
the groove. A cutting device is fitted to each end of the groove
of the thread, determined as specified in clause 6;
such that the distance between the cutting devices is
1 000 + 1 mm. The grooves shall have an equilateral triangular
m is the mass, in grams, of 1 000 mm of thread.
section with a base not less than 2 mm.
Lay each conditioned thread in a groove of the apparatus,
4.4.3 Express the count of the thread as the median of the
carefully avoiding stretching. Clamp it and tut to length by values for the five test pieces as indicated in 4.2.3. The max-
means of the cutting devices. imum and minimum values obtained shall also be stated.
4.3.1.2 Method B (see figure 2)
5 Metric yield
The apparatus consists of a rectangular vertical frame at the up-
’ per and lower ends of which are mounted two metallic plates
having the inside edges parallel and sharp. Two cutting devices 5.1 Definition
(the fixed blade of which consists of the inside edge of the
metallic plate) and two external clamps are provided. The
metric yield: The unstretched length, in metres, of 1 000 g of
clamps shall be of a spring-loaded type and the distance be-
the thread.
tween the internal edges of the metallic plates shall be
100011: lmm.
5.2 Procedure
Suspend each conditioned thread from the upper clamp. When
it has settled in the vertical Position without stretch, fix it by
means of the lower clamp. Cut the thread to length with the Determine the mass of each of five test pieces as specified in
4.3.2.
two cutting devices, using the lower one first.
2
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ISO 2321-1983 (El
6.5 Procedure
5.3 Expression of results
6.51 Take four test pieces approximately 10 mm long from
5.3.1 The metric yield of rubber thread, expressed in metres
the Sample. Dip each test piece in ethanol and then rub be-
per kilogram, is given by the formula
tween the fingers to remove dusting powder and any air bub-
bles from the surface.
Io00
m
65.2 Thoroughly homogenize a suitable liquid mixture
(6.3.11, taking care not to introduce any air bubbles. Place one
where m is the mass, in grams, of 1 000 mm of thread.
of the test pieces in the liquid. Adjust the density of the liquid
by additions of the appropriate components, mixing thoroughly
after each addition. Continue this adjustment until the test
5.3.2 Express the metric yield of the thread as the median of
piece neither sinks nor floats.
the values for the five test pieces.
6.5.3 Test the other three test pieces in the mixture; two of
the three test pieces must resch equilibrium in a period of 3 to
6 Density
10 min.
6.1 Definition
6.5.4 Determine the density of the liquid mixture to the
nearest 0,005 Mg/m?
density (of thread): The mass per unit volume of a test piece of
thread measured at a Standard laboratory temperature and ex-
7 Tensile strength
pressed in megagrams per cubic metre.
The Standard laboratory temperatures are given in ISO 471. 7.1 Definition
tensile strength, R, : The stress at which the thread brea ks
6.2 Principle
when it is stretched under specified conditions,
Test pieces are placed in a suitable mixture of liquids, the den-
The value is expressed In megapascals based on the initial
sity of which is adjusted until the test pieces neither float nor
Cross-sectional area.
sink; this density is determined.
7.2 Apparatus
6.3 Immersion liquids
The essential requirements are a dynamometer (accuracy
fr2 %) and suitable clamps to avoid darnage to the test piece.
6.3.1 Most of the rubber threads on the market have a density
in the range of 0,90 to 1,ll Mg/m? lt is necessary, therefore,
The apparatus described in 7.2.1 or 7.2.2 may be used.
to have a series of liquids having densities within this range.
Mixtures of ethanol (0,79 Mg/m3) and ethylene glycol
(1,ll Mg/m3) are suitable.
7.2.1 Rotating drum clamps
For threads of greater density, a suitable inorganic salt Solution
A suitable apparatus is shown in figure 3 and consists of:
may be used. A Solution of sodium chloride is suitable.
a) spring dynamometer;
6.3.2 Before the mixtures are used, they shall be
b) free-running idler pulley, connected directly to the
homogeneous and free from air bubbles. They shall be kept in
free end of the spring and free to move in the direction cor-
closed Containers so as to avoid evaporation. They shall be
responding to the axis of the spring;
used at a temperature of 20 + 2 OC.
c) two driven winding drums having Slots or other
devices for engaging the ends of the test pieces.
6.4 Apparatus
The drums and pulleys shall have similar diameters within the
range of 25 to 30 mm. The winding drums shall be motor driven
6.4.1 Glass cylinder, of capacity about 1 000 cm?
at a uniform surface Speed of 50 to 60 mm/s rotating in the
direction shown and the thread path between them shall be
between 250 and 400 mm.
6.4.2 Hydrometer or hydrostatic balance or other ap-
paratus allowing measurement of the density of liquids to an
All drums and pulleys shall have a smooth surface.
accuracy of at least 0,005 Mg/m?
1) 1 MPa = 1 N/mm*
3
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ISO 23214983 (E)
where
7.2.2 Rigid clamps
F is the forte, in meganewtons, at break;
The apparatus described in ISO 37 is used with clamps con-
sisting of :
S is the initial Cross-sectional area, in Square metres, of the
test piece;
for one jaw
flat rigid face approximately 25 mm Square
a)
N is the number of ends of thread attached to the dyna-
of each clamp;
mometer.
radius and 25 mm wide
rigid convex face 5 & 3 mm in
b)
the other jaw of each clamp.
for
7.4.2 Express the tensile strength of the thread as the median
of the values for the five test pieces. The maximum and mini-
Rubber tubing of approximately 1,6 mm bore and a wall thick-
mum values shall also be quoted. The test report shall indicate
ness of 0,8 mm and a threader or other device for inserting the
the type of apparatus and procedure used.
rubber thread in the tubing are also required.
7.3 Procedure 8 Elongation at break
8.1 Definition
7.3.1 Rotating drum method
Prepare five test pieces each consisting of a suitable number of
elongation at break: The increase in length of the thread at
threads to give a convenient forte at break. In turn, Position
break when it is stretched under the specified conditions,
each test piece over the idler pulley and fix the ends to the two
expressed as the percentage increase of the original length.
winding drums.
For example, a test piece 30 mm in length which increases in
Set the apparatus in motion.
length to 210 mm at break is said to have an elongation at break
of 600 %.
record the value of the
When the test piece breaks, read and
load at break.
8.2 Test pieces
7.3.2 Rigid clamp method
8.2.1 The test pieces shall be of a length suitable for the appa-
ratus being used.
Prepare five test pieces approximately 125 mm in length. Place
the clamps described in 7.2.2 in the testing machine with the
8.2.2 Esch test piece shall have a re ference length of not less
axes of the convex surfaces horizontal and their centres 50 mm
than 30 mm clearly marked with ink.
apart. Cut two pieces of rubber tubing at least 10 mm long and
pass the ends of the test piece through the tubing so that at
least 25 mm sf thread extends beyond the tubing at each end.
8.3 Apparatus
Secure one piece of tubing and one end of thread in the upper
clamp. Straighten the test piece and adjust the tubing on the
other end to eliminate slack in the test piece and secure them in As described in 7.2.1, without the dynamometer but with the
addition of a graduated scale, parallel and close to the test
the lower clamp.
piece; or as described in 7.2.2.
so that an accuracy of
Select a forte scale for the dynamometer
If- 2 % is attained.
8.4 Procedure
Start the machine and observe or record the forte and elonga-
8.4.1 Rotating drum method
tion at break. If the test piece breaks within 3 mm of either
clamp, discard the result and test another test piece.
Prepare five test pieces. In turn, fix the ends of each test piece
to the two winding drums of the apparatus and set these in
motion.
7.4 Expression of results
Follow the progressive Separation of the two reference
7.4.1 The tensile strength, R,, in megapacals, of each test
on the graduated scale (two observers are required).
piece is given by the equation
When the test piece breaks, read the positions reached by the
F
two marks on the scale. Record the length at break reached by
R, = -
the reference length.
SN
4
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9.1.4 Schwartz hysteresis ratio: The ratio of the loads at a
8.4.2 Rigid clamp method
specified elongation measured on retraction and extension,
after massaging. lt is denoted by the Symbol SHR:, where c is
If the apparatus in 7.2.2 is used, follow the procedure in 7.3.2
the massaging elongation and n the elongation at which
with the initial length at 50 mm.
readings are taken, both expressed as percentages of the initial
length. c and n must be multiples of 100 and, unless otherwise
8.5 Expression of results
specified, are Chosen so that
C = n + 100
8.5.1 The elongati on at break, A, expressed as a percentage,
given by the equation
of the test piece, is
Preferred values of n
are 300 % and 500 % a ccording to the
type of th read under test.
L” - kl
A= x 100
9.2 Determination of stress during first
where
predetermined extension, of Schwartz value and
of Schwartz hysteresis ratio
L, is the initial reference length, in millimetres, of the test
piece;
9.2.1 Apparatus
L, is the length, in mil li metres, at break, of the reference
piece.
length of the test
The following apparatus or that described in 7.2.2 may be used.
The essential requirements of the apparatus are that it must be
8.5.2 Express the elongation at break of the thread as the me-
capable of extending and retracting the test piece at a controll-
dian of the values for the five test pieces. The maximum and
ed rate of 100 + 30 mm/s to and from any specified elonga-
minimum values shall also be quoted. The test report shall in-
tion, and of indicating the load at any Point of the cycle.
dicate the type of apparatus and procedure used.
A suitable form of apparatus is shown diagrammatically in
figure 4.
9 Stress at predetermined elongation
lt consists of an endless chain (1) passing round two sprockets
9.1 Definitions
(2) and (31, the lower Sprocket (31 being driven by a reversible
motor fitted with a solenoid-operated brake (this is necessary in
9.1.1 stress during first predetermined extension: The
Order to obtain quick reversal without overrun).
stress, measured in megapascals, 1) calculated on the original
Cross-sectional area, at a specified elongation on an un-
The loop of the thread is stretched between two hooks (4) and
massaged thread.
(51, the former being attached to the chain, and the latter to the
hook of a spring dynamometer (6) from which a scale (7) is also
NOTE - In common practice, this is also called “Green modulus ”.
suspended. Means may be provided for recording the load in-
dicated by the spring dynamometer at any Stage of the cycle,
possibly by means of a spark discharge puncturing a Paper
9.1.2 massaging (mechanical conditioning) : Subjection
Chart.
of the Sample, conditioned as specified in clause 3, before any
readings are taken, to a number of cycles of elongation to, and
retraction from, an elongation greater than that at which the
Procedure
9.2.2
readings will be made, in Order to eliminate the effects of
storage on the physical properties of the thread, and to
reproduce as far as possible the conditions of use. Prepare three test pieces each consisting of a loop or a multiple
loop of thread of circumference 100 k 1 mm, the number of
turns being selected to suit the count of the thread and the
9.1.3 Schwartz value: The average of the Stresses, in
capacity of the apparatus.
megapascals 11, calculated on the original Cross-sectional area
at a specified elongation measured on extension and retraction
Distribute the thread evenly between the several turns by
of a massaged thread. lt is denoted by the Symbol SV:, where c
rotating the loop around the fingers before placing it over the
is the massaging elongation and YI that at which readings are
hooks (4) and (5).
taken, both expressed as percentages of the initial length. c and
y2 must be multiples of 100 and, unless otherwise specified, are
Chosen so that Make six cycles of elongation and retraction without interrup-
tion to an elongation of c %. Take readings at n O/6 elongation
C = n + 100
on the fit-st cycle (extension) and on the sixth cycle (extension
and retraction); minimal pauses to take readings are permis-
Preferred values of n are 300 % and 500 % according to the
sible.
type of thread under test.
1) lMPa=l N/mm*
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ISO 23214983 (E)
lt is normally determined at two levels of applied forte, i.e.
NOTE - If the apparatus in 7.2.2 is used, follow the procedure in 7.3.2
15,5 kPa 1) and 27,4 kPa 1).
but make six cycles of extension and retraction without interruption to
an elongation of c % and take readings at n % on the first cycle (exten-
sion) and on the sixth cycle (extension and retraction).
10.2 Test pieces
9.2.3 Expression of results
One or more pieces of thread, according to count, shall be used
as a test piece.
ing first predetermined extension (Green
The stress dur
modu lus), G in megapascals, is given b y the equation
Mrl,
10.3 Apparatus
Fl
GM, = -
2SN
10.3.1 The essential requirements are that the apparatus per-
mits a test piece to be stretched at a constant Speed until it just
The Schwartz value, SV:, in megapascals, and the Schwartz
supports a predetermined load, and that it incorporates a
hysteresis ratio, SHRE, expressed as a percentage, are given by
graduated scale for reading the elongation.
the equations
10.3.2 A suitable apparatus is shown in figure 5 and consists
F2 + F3
SV; = -
4SN
a) graduated scale for reading the elongation of the test
F3
SHR; = - x 100
piece;
F?
b) two clamps for gripping the ends of the test piece, the
length between the clamps in the initial state being
150 + 2 mm, together with a means of mechanically
moving the upper clamp in a vertical direction to extend the
Fl is the load, in meganewtons, at n % elongation on ex-
test piece at a constant Speed of 30 + 10 mm/s;
tension (Ist cyc Ie)
c) pan, attached to the lower clamp, to which the
Ins, at n % elongation on ex-
F2 is the load, in anewto
meg
necessary weights may be added to make up the load ap-
tension (6th cycle)
propriate to the count of the thread being tested;
load, in meg anewto ns at n % elongation on
F3 is the
d) electric switch, situated immediately beneath the
retraction ( 6th cycle);
pan; when the weight of the pan is exceeded by the forte
is the original Cross-sectional area, in squa re metres, of
S exerted by the stretched thread, the pan will be lifted and
the test piece;
the switch will stop the motor and apply the brake.
N is the number of complete loops tested.
NOTE - If, for this test, an apparatus differing from that described but
complying with 7.2.2 is used, the test report shall contain a reference
, Express the stress during first predetermined extension, the
to the type of apparatus and procedure used.
Schwartz value and Schwartz hysteresis ratio of the thread as
the median of the values obtained for the three test pieces. The
test report shall indicate the type of apparatus and procedure 10.4 Procedure
used.
Prepare three test pieces. In turn, fix the ends of each test piece
in the clamps and add the required weights to the pan. Start
10 Elongation under a specified load
the motor and when it is automatically stopped by the switch,
measure the elongation of the test piece on the scale.
10.1 Definition
10.5 Expression of results
elongation under a specified load: The percentage elonga-
tion of a rubber thread when stressed by the application of a
10.5 1.1 The elongation, A, expressed as a percentage, of the
specified load per unit area.
test piece under the specified load is given by the equa tion
lt is determined by applying a load to an unmassaged thread
Lt - Lo
and so is liable to be affected by the age, storage, condition
~ x 100
A=
and previous history of the thread.
Lo
1) 15,5 kPa = 15,5 mN/m&
27,4 kPa = 27,4 mN/mm*
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11.5 Expression of results
where
is the original length, in millimetres, of the test piece; The stress
11.5.1 retention, expressed as a percentage, of the
test pi ece, is given by the formula
L, is the total length, in millimetres, of the extended test
piece.
10.5.2 Express the elongation under specif ied load as the me-
where
dian of the values for the three test pieces.
is the original load;
is the residual load.
11 Stress retention
11.5.2 Express the stress retention of the thread as
the me-
11.1 Definition
dian of the values obtained for the three test pieces.
NOTE - This test may be carried out at ambient or elevated
stress retention : The residual load, expressed as a percentage
temperatures and the conditions and duration of the test shall be stated
of the original load on the thread, after the test piece has been
in the test report.
maintained at a constant elongation (usually 100 %) for a
specified time.
11.6 Test report
11.2 Test pieces
If the test elongation differs from 100 %, this must be recorded.
of loops of the type described in
Test pieces shall be composed
9.2.2.
12 Accelerated ageing test on rubber
threads in a relaxed state
11.3 Apparatus
12.1 General
Figure 6 Shows a simple apparatus for carrying out this test.
12.1.1 Accelerated ageing tests on rubber threads in a relaxed
One end of the test piece shall be passed round one peg, the
state are made in Order to determine the Change in physical
other end being attached to the other peg by means of a wire
properties of a rubber thread subjected to hot air treatment at
Clip. A spring dynamometer shall be attached to the other end
atmospheric pressure at a controlled temperature and for a
of the wire Clip and the load required just to lift the Clip off the
specified time.
peg measured. The distance between the two pegs shall be
such that the thread is subjected to the specified elonga-
tion 11 2 %.
12.1.2 These accelerated ageing tests have only a com-
parative value, and may not be taken as an exact indication of
the storage life of rubber threads, as the test conditions cannot
11.4 Procedure
reproduce all the various aspects of storage.
11.4.1 Prepare three test pieces. Pass the end of each test 12.2 Principle
piece round the bottom peg and attach the other end to the
wire Clip as shown in figure 6. Then pass the inner loop of the
12.2.1 The ageing properties of a rubber thread are nor ,mally
wire Clip over the top peg, thus subjecting the test piece to the
evaluated by
the following measurements :
specified elongation with an accuracy of & 2 % (usually
100 & 2 %). Maintain this extension during the test.
-
tensile strength
-
elongation at break
11.4.2 When a measurement of stress is to be made, attach
-
the spring dynamometer to the outer loop of the wire Clip and Schwartz value
raise the dynamometer until the wire Clip is just clear of its sup-
porting peg. At this Point, read the dynamometer, which just
12.2.2 These properties on unaged test
pieces are determined
counterbalances the forte exerted on the rubber thread.
in accordance with clauses 7, 8 and 9.
The same properties are determined on other test pieces after a
11.4.3 Take the initial reading 30 & 1 min after the initial ex-
treatment in hot air at 70 + 1 OC for 14 days, and compared
tension of the thread on the apparatus and further readings
with the properties of unaged test pieces.
after 14 days and at intermediate intervals if required.
7
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ISO 2321-1983 (EI
In Order to express the result independently of the thread
12.2.3
Other Parameters may also be similarly compared.
count, the degree of adhesion is usually expressed as the
length of ribbon tested whose weight is equivalent to the
12.3 Test pieces
measured forte required to separate the threads.
A set of test pieces for each of the above properties shall be
prepared and identified, as described in clauses 7, 8 and 9.
13.3 Apparatus
12.4 Apparatus
13.3.1 Tensile testing machine, with a constant rate of
traverse of 5,0 + 0,3 mm/s and with flat clamps so that the in-
Circulating hot air oven, capable of being maintained at 70 OC,
dividual threads tan be aligned in parallel; a capacity range
and as described in ISO 188; the cell-type oven is to be preferred as
from 0 to 5 N is generally satisfactory. The use of a stress-strain
it has the advantage of maintaining test pieces from different
recording Paper is suggested.
samples in separate cells during the ageing process.
12.5 Procedure
13.3.2 Simpler apparatus may also be used, consisting of a
support (hook or clamp) on which one of the two groups of
threads may be hung, together with a pan which tan be at-
12.5.1 The set of test pieces shall be put in the oven,
tached to the other set of threads and on which weights may be
previously regulated at 70 OC, and left in a relaxed state for
placed.
14 days. At the end of the treatment period, the set of test
pieces shall be removed from the oven, and left for 16 h in the
conditions described in clause 3.
13.4 Test pieces
12
...
Norme internationale 2321
INTERNATIONAL Il0 CTAH~APTbl3A~MM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
ORGANIZATION FOR STANDARDlZATIONWvlEX,lJYHAPO,QHAR OPl-AHM3ALWlR
Fils élastiques -
Méthodes d’essai
Rubber threads - Methods of test
Deuxième édition - 1983-11-15
CDU 678.4/.8-426 : 620.1 Réf. no : ISO 2321-1983 (F)
Descripteurs : produit en caoutchouc, caoutchouc, essai, essai de traction, essai de vieillissement accéléré, allongement après rupture.
Prix basé sur 18 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organis,mes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2321 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
Elastomères et produits à base d’élastomères.
Cette deuxième édition fut soumise directement au Conseil de I’ISO, conformément au
paragraphe 6.11.2 de la partie 1 des Directives pour les travaux techniques de I’ISO.
Elle annule et remplace la première édition (ISO 2312-19751, qui avait été approuvée par
les comités membres des pays suivants:
Afrique du Sud, Rép. d’
France Portugal
Allemagne, R.F. Inde Roumanie.
Belgique Irlande Royaume-Uni
Bulgarie Israël
Tchécoslovaquie
Canada Italie Thaïlande
Égypte, Rép. arabe d’ Pologne
Le comité membre du pays suivant l’avait désapprouvée pour des raisons techniques:
USA
Cette Norme internationale annule et remplace également I’Additif l-1975, I’Additif 2-1980
et I’Additif 3-1980.
0 Organisation internationale de normalisation, 1983
Imprimé en Suisse
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ISO 2321-1983 (F)
NORME INTERNATIONALE
Fils élastiques - Méthodes d’essai
1 Objet et domaine d’application doivent être effectués dans des conditions identiques. L’éprou-
vette choisie doit être propre, sèche et ne présenter aucun
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d’essai
défaut apparent.
pour déterminer certaines caractéristiques physiques et méca-
niques des fils élastiques. En raison de la faible section et des
Les échantillons ou éprouvettes ne doivent pas être mis en con-
conditions d’emploi particulières de ces matériaux, il est néces-
tact avec du cuivre ou du manganèse ou leurs combinaisons,
saire de leur appliquer des méthodes d’essai spéciales.
pendant le conditionnement ou l’essai.
Les essais figurant dans la présente Norme internationale
s’appliquent à des fils élaborés à partir de caoutchouc naturel
ou de polyisoprène de synthèse; ils ne conviennent pas tou- 4 Calibre
jours pour des fils préparés à partir d’autres élastomères de
synthèse, comme le polyuréthanne par exemple.
4.1 Calibre sectionne1
II est à noter que des comparaisons ne doivent être faites
qu’entre des fils neufs ou entre ceux qui auront subi un traite-
Le calibre défini par la section, c’est-à-dire le calibre sectionne1
ment identique. Lors de l’interprétation des résultats concer-
d’un fil élastique est donné par l’aire de sa section exprimée en
nant des fils qui ont été enroulés ou utilisés de facon quelcon-
millimètres carrés multipliée par 1 000.
que, il faut garder à l’esprit que l’histoire antérieure du fil est
importante et que tout ce qui est connu de celle-ci et des traite-
NOTE - Le calibre sectionne1 correspond au calibre tex lorsque le fil
ments de relaxation utilisés doit être mentionné dans le procès-
possède une masse volumique de 1 Mg/m3 (= 1 gkm3). L’utilisation
verbal d’essai.
du calibre sectionne1 est recommandée.
4.2 Calibre conventionnel
2 Références
ISO 37, Caoutchouc vulcanisé - Essai de traction-alon-
4.2.1 Le calibre conventionnel d’un fil élastique est le nombre
gemen t.
de brins de ce fil qui, placés côté à côte, mesurent 25,4 mm.
I S 0 105, Textile - Essais de solidité des tein turcs
Le calibre conventionnel d’un fil rond est calculé en divisant
Section A02, &helle de gris pour l’évaluation des dégrada-
25,4 mm par le diamètre du fil, exprimé en millimètres.
tions.
Section A03, Échelle de gris pour l’évaluation des dégorge-
Le calibre conventionnel d’un fil carré est calculé en divisant
men ts.
25,4 mm par la mesure, en millimètres, d’un côté de sa section.
ISO 188, Caoutchouc vulcanisé - Essais de résistance au vieil-
Le calibre conventionnel d’un fil rectangulaire est généralement
lissement accéléré ou à la chaleur.
défini comme le calibre du fil carré ayant la même section
Températures, humidités et durées droite.
ISO 471, Caoutchouc -
normales pour le conditionnement et l’essai des éprouvettes.
Par exemple, dans le cas d’un fil rond, le nombre 100 est le cali-
I SO 648, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait.
bre conventionnel d’un fil ayant un diamètre de 0,254 mm; dans
le cas d’un fil carré, le nombre 100 est les calibre conventionnel
I SO 1042, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait.
d’un fil dont le côté de la section droite mesure 0,635 mm.
3 Conditionnement des échantillons ou
4.2.2 II est d’usage courant d’indiquer le calibre conventionnel
éprouvettes d’un fil rond suivi du nombre entier et pair qui est le plus proche
du calibre exact du fil carré de section droite équivalente (cali-
Les échantillons ou éprouvettes doivent être tenus à l’état de
bre du fil rond x 1,13 =
calibre exact du fil carré correspon-
repos dans l’obscurité et dans l’une des atmosphères spécifiées
dant); c’est ainsi qu’un fil rond de calibre 50 est référencé:
dans I’ISO 471, durant au moins 16 h, avant l’essai. Les essais
50156.
1
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ISO 2321-1983 (FI
4.3.2 Pesée des éprouvettes
4.2.3 Le calibre conventionnel d’un fil rond multibrins est ’
exprimé en indiquant successivement le nombre de brins, le
calibre du fil rond qui aurait la même section droite que
Nettoyer les éprouvettes de tout produit pulvérulent en les
l’ensemble de ces brins et le calibre du fil carré correspondant.
secouant ou en les pressant délicatement, et les peser ensuite
avec une précision de + 1 %.
Par exemple, le calibre conventionnel d’un fil composé de trois
brins dont la section droite serait équivalente à un calibre 32
rond st , référencé : 3132136.
4.4 Expression des résultats
4.3 Mode opératoire
4.4.1
Calculer le calibre sectionnel, S, à l’aide de l’équation
4.3.1 Découpage des éprouvettes
s = 1 000 E
Prélever cinq échantillons de fil droit et les couper à environ
e
1050 mm de longueur.
où
NOTE - Dans le cas de fil tortillé ou courbé, il faut s’attendre à des
erreurs.
Q est la masse volumique du fil, en mégagrammes par
Si ces échantillons sont prélevés sur bobine ou sur toute autre
mètre cube, déterminée comme il est spécifié dans le chapi-
présentation commerciale maintenant le fil sous tension, il con-
tre 6;
vient de les maintenir durant 30 min dans une étuve thermoré-
gularisée à 70 + 2 OC. Après ce traitement, laisser reposer le fil
m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
dans les conditions spécifiées dans le chapitre 3. Pour les fils
prélevés des supports ne conférant aucune tension au fil, les
4.4.2 Calculer le calibre conventionnel, C, à l’aide des équa-
conditionner comme il est spécifié dans le chapitre 3.
tions
Deux types d’appareils peuvent être utilisés pour la coupe à la
longueur exacte. Avec le premier (méthode A), la coupe est
e
faite sur un échantillon placé horizontalement. Avec le second
- pour les fils ronds: C = 22,51
-
f-- m
(méthode B), le fil est suspendu et maintenu à la verticale sous
sa propre masse.
- pour les fils carrés: C = 25,40 ?-
4.3.1.1 Méthode A (voir figure 1)
i- m
L’appareil comporte une plaque métallique horizontale présen-
où
tant une ou plusieurs rainures rectilignes longitudinales. À quel-
ques centimètres des extrémités de l’appareil se trouvent des
Q est la masse volumique du fil, en mégagrammes par
pinces mantenant l’échantillon en place. Un dispositif de coupe
mètre cube, déterminée comme il est spécifié dans le chapi-
est fixé à chaque extrémité de l’appareil, avec un écartement de
tre 6;
1 000 + 1 mm. Les rainures de l’appareil doivent avoir une sec-
tion en forme de triangle équilatéral de 2 mm de côté au mini-
m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
mum.
Placer le fil conditionné dans une des rainures, en évitant toute
4.4.3 Exprimer le calibre du fil par la médiane des valeurs
tension. Le fixer à l’aide des pinces et le couper au moyen du
obtenues pour les cinq éprouvettes et calculées selon 4.2.3.
dispositif de coupe.
Noter également les valeurs minimales et maximales observées
lors des pesées.
4.3.1.2 Méthode B (voir figure 2)
L’appareil consiste en un panneau rectangulaire vertical; sur les
extrémités supérieure et inférieure de celui-ci sont montées
5 Métrage au kilogramme
deux plaques métalliques dont les bords intérieurs sont parallè-
les et à bord franc. Ils sont également munis de deux dispositifs
5.1 Définition
de coupe (formant ciseaux avec les bords intérieurs des plaques
métalliques) et de deux pinces de fixation situées à l’extérieur
des dispositifs de coupe. Ces pinces sont à ressort, et la dis-
métrage au kilogramme : Nombre de mètres qui peut être
tance entre les bords internes des plaques métalliques doit être
obtenu sans tension, avec 1 000 g de fil.
de 1000 + 1 mm.
Suspendre chaque fil conditionné en le fixant dans la pince
5.2 Mode opératoire
supérieure. Lorsqu’il a trouvé la position verticale sans tension,
le fixer à l’aide de la pince inférieure. Couper le fil à la longueur
exacte, à l’aide des dispositifs de coupe, en commentant par Déterminer la masse de chacune des cinq éprouvettes comme il
l’inférieur.
est spécifié en 4.3.2.
2
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ISO 23214983 (FI
6.5 Mode opératoire
5.3 Expression des résultats
.
6.51 Prélever quatre éprouvettes, d’une longueur approxima-
53.1 Calculer le métrage au kilogramme du fil élastique, en
tive de 10 mm, sur l’échantillon. Tremper chaque éprouvette
mètres par kilogramme, à l’aide de la formule
dans de l’alcool éthylique, et la frotter avec les doigts pour enle-
ver toute trace de matière pulvérulente et éliminer toutes bulles
1000
d’air à sa surface.
m
6.5.2 Homogénéiser le mélange (6.3.1) en prenant soin de ne
où m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
pas introduire de bulles d’air dans le liquide. Mettre l’une des
éprouvette dans le liquide. Par adjonction de l’un ou de l’autre
par la médiane
5.3.2 Exprimer le métrage au kilogramme du fil
des composants, obtenir un mélange dans lequel l’éprouvette
des valeurs trouvées pour les cinq éprouvettes.
reste dans flotter ni couler.
6.5.3 Mettre les trois autres éprouvettes dans le mélange, au
6 Masse volumique
moins deux de celles-ci devant rester entre deux eaux pendant
une période de 3 à 10 min.
6.1 Définition
6.5.4 Déterminer la masse volumique du mélange liquide avec
une précision de 0,005 Mg/m?
masse volumique: Masse de l’unité de volume d’une éprou-
vette de fil à une température normale de laboratoire et expri-
mée en mégagrammes par mètre cube.
7 Résistance à la rupture
Les températures normales de laboratoires sont données dans
7.1 Définition
I’ISO 471.
résistance à la rupture, R, Charge pour laquel le le fil casse
6.2 Principe
lorsqu’il est étiré dans des CO n ditions spécifiées.
Immersion des éprouvettes dans un mélange de deux liquides
La résistance à la rupture est exprimée en mégapasca Is 1) et cal-
de masse volumique connue, ces deux liquides étant mélangés
de la section droite initiale du fil.
culée sur la base
dans une proportion telle que, après immersion, les éprouvettes
restent dans le liquide, sans flotter ni couler.
7.2 Appareillage
L’opération nécessite par principe un dynamomètre (précision
63 . Liquides pour immersion
de + 2 %) équipé de mâchoires concues pour éviter tout
,
endommagement de l’éprouvette.
6.3.1 L’éventail des masses volumiques rencontrées dans la
Les appareils décrits en 7.2.1 ou en 7.2.2 peuvent être utilisés à
plupart des fils va de 0,90 à 1,1 1 Mg/m? II est donc nécessaire
de disposer d’une série de liquides ayant une masse volumique cette fin.
comprise entre ces valeurs. Des mélanges d’alcool éthylique
(0,79 Mg/m3) et d’éthylène glycol (I,I 1 Mg/m3) conviennent à 7.2.1 Mâchoires constituées par des galets tournants
cette fin.
Un appareil convenable est représenté à la figure 3 et comprend
Pour les fils ayant une masse volumique plus élevée, une solu-
a) Dynamomètre à ressort;
tion de sel inorganique, par exemple, de chlorure de sodium,
b) Poulie folle de tension, liée directement à l’extrémité
peut être utilisée.
mobile du ressort et libre de se déplacer dans la direction
correspondant à l’axe du ressort;
6.3.2 Avant leur utilisation, les mélanges doivent être homo-
c) Deux galets d’entraînement, munis de fentes ou
gènes et exempts de bulles d’air. Ils doivent être conservés
d’autres dispositifs pour permettre la fixation des extrémités
dans des réservoirs fermés afin d’éviter l’évaporation. Ils doi-
de l’éprouvette.
vent être utilisés à une température de 20 + 2 OC.
Les poulies et les galets d’entraînement doivent avoir un diamè-
6.4 Appareillage
tre identique compris entre 25 et 30 mm; les galets doivent être
entraînés en rotation par un moteur à une vitesse circonféren-
tielle telle que la vitesse d’étirement du fil soit comprise entre 50
6.4.1 Verre cylindrique, de capacité 1 000 cm3 environ.
et 60 mm par seconde; la longueur du fil passant de l’un à
l’autre galet doit être comprise entre 250 et 400 mm.
6.4.2 Hydromètre ou balance hydrostatique, ou tout
autre appareil permettant de mesurer la masse volumique des Les surfaces des poulies et des galets doivent être douces et
liquides avec une précision d’au moins 0,005 Mg/m? polies.
1) 1 MPa = 1 N/mm*
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 2321-1983 (F)
7.2.2 Mâchoires constituées par des pinces rigides F
R, = -
SN
L’appareil décrit dans I’ISO 37 est utilisé avec des mâchoires
composées chacune de :
où
a) Face rigide et plate, de 25 mm environ au carré, pour
F est la charge à la rupture, en méganewtons;
l’une;
S est l’aire, en mètres carrés, de la section droite initiale de
l’éprouvette;
b) Face rigide et convexe, de 5 + 3 mm de rayon et de 25
mm de large, pour l’autre.
N est le nombre d’extrémités fixées au dynamomètre.
Le fil élastique est coincé dans ces mâchoires après avoir été
7.4.2 Exprimer la résistance à la rupture du fil par la médiane
introduit dans tin tube en caoutchouc de diamètre intérieur
des valeurs obtenues pour les cinq éprouvettes. Noter égale-
1,6 mm environ, et d’épaisseur de paroi 0,8 mm. Pour insérer le
ment les valeurs minimale et maximale observées. Le procès-
fil élastique dans le tube, on peut utiliser un fil normal ou tout
verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
autre artifice.
utilisés.
7.3 Mode opératoire
8 Allongement à la rupture
7.3.1 Méthode avec galets d’entraînement
8.1 Définition
Préparer cinq éprouvettes composées d’un nombre adéquat de
allongement à la rupture: Accroissement de longueur du fil à
fils pour présenter une résistance convenable à la rupture. Pla-
la rupture lorsque ce fil est étiré dans les conditions spécifiées,
cer successivement chacune d’elles sur les deux poulies de ten-
exprimé en pourcentage de la longueur initiale.
sion et fixer les extrémités aux deux galets d’entraînement.
Par exemple, une éprouvette de longueur initiale 30 mm cas-
Mettre l’appareil en marche.
sant à 210 mm est dite avoir un allongement à la rupture de
600%.
lire et noter la valeur de la charge
Àl a rupture de l’éprouvette,
de rupture.
8.2 Éprouvettes
7.3.2 Méthode avec mâchoires rigides
8.2.1 Les éprouvettes doivent avoir une longueur appropriée
à l’appareil utilisé.
8.2.2 Chaque éprouvette doit avoir deux repères de référence
indiqués clairement à l’encre, à une distance d’au moins 30 mm
l’un de l’autre.
8.3 Appareillage
Comme il est décrit en 7.2.1, sans dynamomètre, mais avec une
adjonction d’une échelle graduée, parallele à l’éprouvette et
près de celle-ci, mais comme il est décrit en 7.2.2.
8.4 Mode opératoire
Choisir l’échelle du dynamomètre permettant d’obtenir une pré-
cision de + 2 %.
8.4.1 Méthode avec galets d’entraînement
Mettre l’appareil en marche et observer ou enregistrer la force
Préparer cinq éprouvettes. Fixer sucessivement les extrémités
et l’allongement à la rupture de l’éprouvette. Si une éprouvette
de chacune d’elles aux deux galets d’entraînement et mettre
casse à moins de 3 mm d’un mâchoire, ne pas tenir compte du
ceux-ci en marche.
résultat et essayer un autre éprouvette.
Suivre la progression des deux repères de référence sur
l’échelle graduée (deux observateurs sont nécessaires).
7.4
Expression des résultats
À la rupture de l’éprouvette, repérer la position atteinte par cha-
7.4 #.l Calculer la résis tance à la rupture, R,, en méga pasca
1% cun des deux repères sur l’échelle. Noter la longueur atteinte
de chaque éprouvette, à l’aide d e l’équation
par l’éprouvette (entre les deux repères de référence).
4
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 2321-1983 (FI
8.4.2 Méthode avec mâchoires rigides 9.1.4 coefficient de Schwartz: Rapport des efforts à un
allongement déterminé, mesuré pendant la rétraction et I’exten-
Si l’appareil décrit en 7.2.2 est utilisé, suivre le mode opératoire
sion, après conditionnement mécanique. II est désigne par le
qui est spécifié en 7.3.2, en prenant 50 mm comme longueur
symbole SHRZ dans les textes anglo-saxons et par le symbole
initiale de l’éprouvette.
CS: dans les textes francais. Dans les deux cas, c est I’allonge-
ment au «massage» et y1 celui à la lecture, tous deux étant
exprimés en pourcentage de la longueur initiale; c et yt doivent
8.5 Expression des résultats
être des multiples de 100 et, sauf spécification contraire, on les
choisit de facon que
8.51 Calculer l’allongement à la rupture, A, exprimé en pour-
centage, de chaque éprouvette, à l’aide de l’équation
c = n + 100
sont 300 et 500 %,
Les valeurs de n recom mandées suivant le
Lu - Lcl
A= x 100
type de fil à essayer.
Lo
où
9.2 Détermination de la contrainte
correspondant à la première extension
L, est la longueur initiale, en millimètres, repères de
prédéterminée, de la valeur Schwartz et du
référence de l’éprouvette;
coefficient Schwartz
L, est la longueur à la rupture, en millimètres, entre repè-
res de référence de l’éprouvette.
9.2.1 Appareillage
8.5.2 Exprimer l’allongement à la rupture du fil par la médiane
L’appareillage suivant ou celui qui est décrit en 7.2.2 peuvent
des valeurs obtenues pour les cinq éprouvettes. Noter égale-
être utilisés. Cet appareillage doit essentiellement permettre de
ment les valeurs maximale et minimale observées. Le procès-
soumettre l’éprouvette à l’extension et à la rétraction, à une
verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
vitesse de 100 + 30 mm/s, jusqu’à et depuis tout allongement
utilisés.
déterminé; il doit également être capable d’indiquer l’effort en
tout point du cycle.
9 Contrainte correspondant à des
Un tel appareil est représenté sous forme schématique à la
allongements prédéterminés
figure 4.
II est équipé d’une chaîne sans fin (1) autour de deux pignons
9.1 Définitions
(2) et (31, le pignon inférieur (3) étant actionné par un moteur
réversible relié à un frein actionné par un solénoÏde (ceci est
9.1.1 contrainte correspondant à la première extension
nécessaire pour obtenir un changement de course rapide sans
prédéterminée : Force, exprimée en mégapascals 1) et calculée
dépassement).
à partir de la section droite initiale du fil, nécessaire pour allon-
ger celui-ci pour le première fois d’une longueur donnée.
L’éprouvette consistant en une boucle est tendue entre deux
crochets dont l’un (4) est fixé sur la chaîne et l’autre (5) sur un
NOTE - Dans l’usage courant, celle-ci est également appelée «module
dynamomètre à ressort (6), auquel est suspendue une échelle
de Green N .
graduée (7). il peut être prévu de noter l’effort indiqué par le
dynamomètre à ressort à chaque stade du cycle, notamment au
9.1.2 massage (conditionnement mécanique) : Soumis-
moyen de la décharge d’une étincelle perforant une feuille de
sion de l’échantillon, conditionné comme il est spécifié au cha-
papier.
pitre 3, avant toute lecture, à un certain nombre de cycles
d’extension et de rétraction, l’allongement étant supérieur à
celui auquel sont effectuées les lectures, afin de reproduire
9.2.2 Mode opératoire
d’aussi près que possible les conditions d’utilisation.
Préparer trois éprouvettes, chacune consistant en une ou plu-
sieurs boucles de fil, ayant 100 + 1 mm de circonférence; le
9.1.3 indice de Schwartz: Moyenne des modules, en
nombre de boucles est à choisir en fonction du calibre du fil et
mégapascalst), calculée à partir de la section droite initiale, à
de la capacité de l’appareil.
un allongement déterminé, et mesurée pendant l’extension et la
rétraction d’un fil ((masse». Elle est désignée par le symbole
Répartir le fil de facon égale entre elles, en tournant I échevette
VS:, où c est l’allongement au «massage» et n celui à la lecture,
sur les doigts, avant de placer le fil sur les crochets
(41 et (5).
tous deux étant exprimés en pourcentage de la longueur ini-
tiale; c et n doivent être des multiples de 106 et, sauf spécifica-
Effectuer six cycles de massage d’extension et de rétraction
tion contraire, on les choisit de facon que
sans interruption, jusqu’à un allongement de c %. Pendant le
C = n + 100
premier cycle (extension), effectuer la lecture à n % et pendant
le sixième cycle (extension et rétraction), effectuer la lecture à
Les valeurs de n recommandées sont 300 et 500 % suivant le
n O/6; des pauses minimales sont admises pour la lecture.
type de fil à essayer.
1) 1 MPa = 1 N/mm2
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 2321-1983 (FI
II est normalement déterminé par deux niveaux de force appli-
NOTE - Si l’appareil décrit en 7.2.2 est utilisé, suivre le mode opéra-
toire qui est spécifié en 7.3.2, mais effectuer six cycles d’extension et quée, à savoir 15,5 kPa 1) et 27,4 kPa 1).
de rétraction sans interruption, jusqu’à l’allongement c % et effectuer
les à n O/6 pendant le premier cycle (extension) et pendant le sixième
10.2 Éprouvettes
cycle (extension et rétraction 1.
l’éprouvette doit être composée d’un ou de plusieurs fils, sui-
9.2.3 Expression des résultats
vant le calibre.
Calculer la contrainte correspondant à la première extension
prédéterminée (module de Green), GM,, en mégapascals, à 10.3 Appareillage
l’aide de l’équation
10.3.1 L’appareil utilisé doit essentiellement permettre I’allon-
Fl
gement de l’éprouvette à une vitesse constante, jusqu’à ce
GM, = -
2SN
qu’elle supporte elle-même la charge requise, et posséder une
échelle graduée pour la lecture de l’allongement.
Calculer l’indice de Schwartz, VS:, en mégapascals, et le coef-
ficient de Schwartz CSL, exprimé en pourcentage, à l’aide des
pour cet essai est rep résenté à
10.3.2 Un a ppareil convenable
équations
comprend
la figu re 5 et
F2 + F3
a) Échelle graduée, pour la lecture de l’allongement de
vs; = -
4 SN
l’éprouvette;
b) Deux mâchoires, pour fixer les extrémités de l’éprou-
F3
cs; = - x 100
vette, la distance entre les mâchoires étant initialement de
F2
150 $r 2 mm, avec un moyen de mouvoir mécaniquement
la mâchoire supérieure dans la direction verticale pour allon-
où
ger l’éprouvette avec une vitesse constante de
30 + 10 mm/s;
még anewto #ns, à n % d’ail ongement,
FI est I a charge, en
c) Plateau, fixé à la mâchoire inférieure, permettant de
mesurée en extension (Ier cycle);
placer les poids nécessaires pour atteindre la charge conve-
à n % d’allongement,
F2 est la charge, en méganewtons,
nant au calibre du fil essayé;
mesurée en extension (6e cycle);
d) Interrupteur électrique, situé sous le plateau; si la
à n % d’allongement,
F3 est la charge, en méganewtons,
force exercée par le fil étiré est supérieure au poids du pla-
mesurée en rétrac tion (6e cycle);
teau, le plateau doit être soulevé, et l’interrupteur doit pro-
en mètres carrés, de la section droite initiale de voquer l’arrêt du moteur et l’application du frein.
S est l’aire,
l’éprouvette;
NOTE - Si l’appareillage utilisé est différent de celui qui est décrit pré-
N est le nombre de boucles complètes essayées.
cédemment, mais conforme cependant aux spécifications de 7.2.2, le
procès-verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
Exprimer la contrainte correspondant à la première extension
utilisés.
prédéterminée, la valeur Schwartz et le coefficient de Schwartz
du fil par la médiane des valeurs obtenues pour les trois éprou-
10.4 Mode opératoire
vettes. Le procès-verbal d’essai doit mentionner le type d’appa-
reil et la méthode utilisés.
Fixer les extrémités de chacune
Préparer trois éprouvettes.
d’elles dans les mâchoires et placer les poids nécessaires sur le
plateau. Mettre le moteur d’entraînement en marche et, lors de
10 Allongement sous charge déterminée
son arrêt automatique par l’interrupteur, lire l’allongement de
l’éprouvette à l’aide de l’échelle graduée prévue à cette fin.
10.1 Définition
10.5 Expression des résultats
10.51 Calcu Ier l’allo ngement de l’éprouvette, exprimé en
A
arge détermi née, à l’aide l’équation
pourcentage, sous ch de
II est déterminé par l’application d’une charge à un fil non
Lt - Lo
«massé»; il peut donc être affecté par l’âge, le stockage, le con-
A=------
x 100
ditionnement et l’histoire du fil.
Lo
1) 15,5 kPa = 15,5 mN/mm2
27,4 kPa = 27,4 mN/mm2
6
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ISO 2321-1983 (F)
11.5 Expression des résultats
où
charge résidu elle, exprimée
est la longueur initiale, en millimètres, de l’éprouvette; 11.51 Cal culer la en pourcen-
tage, après élongati on, à l’aide de la formule
L, est la longueur totale, en millimètres, de l’éprouvette
allongée.
F2
- x 100
FI
déterminée par la
10.5.2 Exprimer l’allongement sous charge
où
médiane des valeurs obtenues pour les trois éprouvettes.
est la charge initiale;
Fl
est la charge finale.
F2
II Contrainte résiduelle après élongation
11.5.2 Exprimer la cha rge résiduelle après élongation du fil par
11.1 Définition
iane des valeurs
la méd obtenues pour les trois éprouvettes.
NOTE - Cet essai peut être effectué à la température ambiante ou à
contrainte résiduelle après élongation : Charge résiduelle,
température élevée; les conditions et la durée de l’essai doivent être
exprimée en pourcentage de la charge initiale appliquée à
mentionnées dans le procès-verbal d’essai.
l’éprouvette, après que celle-ci ait été soumise à une extension
constante (généralement de 100 %), pendant un temps déter-
11.6 Procès-verbal d’essai
miné.
Si l’élongation adoptée au cours de l’essai diffère de 1 00 %, ce
fait doit être mentionné dans le procès-verbal d’essai
11.2 Éprouvettes
consister en des boucles du type décrit
Les éprouvettes doivent
12 Essai de vieillissement accéléré sur des
en 9.2.2.
fils élastiques à l’état non tendu
11.3 Appareillage
12.1 Généralités
Un appareil convenable pour cet essai est représenté à la
12.1 .l Le vieillissement accéléré à l’état non tendu est effec-
figure 6. L’une des extrémités de l’éprouvette est passée autour
tué en vue de déterminer le changement des propriétés physi-
d’un ergot, l’autre étant fixée à l’autre ergot au moyen d’une
ques d’un fil élastique soumis à un traitement à l’air chaud, à la
pince métallique. Un dynamomètre à ressort doit être fixé à
pression atmosphérique et à une température contrôlée pen-
l’autre extrémité de la pince et la charge réglée jusqu’à ce que la
dant une période déterminée.
pince métallique décolle de l’ergot qui la supporte. La distance
entre les deux ergots doit être telle que le fil soit soumis à
12.1.2 Les essais de vieillissement accéléré ont seulement une
l’allongement prévu avec une précision de k 2 % (générale-
valeur comparative et ne doivent pas être pris comme une indi-
ment de 100 + 2 %).
cation exacte de la vie du fil élastique lors de son stockage, car
les conditions de l’essai ne peuvent reproduire tous les aspects
variés du stockage.
11.4 Mode opératoire
12.2 Principe
11.4.1 Préparer trois éprouvettes. Passer l’extrémité de cha-
cune d’elles autour de l’ergot du bas et fixer l’autre extrémité à
la pince métallique (voir figure 6). Ensuite, placer la boucle
12.2.1 L’évolution des propriétés d’un fil élastique est habi-
interne de la pince métallique sur l’ergot supérieur de facon que tuellement évaluée d’après les mesures suivantes :
l’éprouvette subisse un allongement prévu avec une précision
-
de + 2 % (généralement de 100 -t 2 %). Maintenir cette résistance à la rupture
extension pendant la période fixée pour l’essai.
-
allongement à la ru pture
-
indice de Schwat-tz
11.4.2 Lorsqu’un mesurage doit être fait, accrocher le dyna-
momètre à ressort à la boucle extérieure de la pince métallique,
12.2.2 Ces propriétés sont déterminées d’abord sur des
et tirer le
...
Norme internationale 2321
INTERNATIONAL Il0 CTAH~APTbl3A~MM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
ORGANIZATION FOR STANDARDlZATIONWvlEX,lJYHAPO,QHAR OPl-AHM3ALWlR
Fils élastiques -
Méthodes d’essai
Rubber threads - Methods of test
Deuxième édition - 1983-11-15
CDU 678.4/.8-426 : 620.1 Réf. no : ISO 2321-1983 (F)
Descripteurs : produit en caoutchouc, caoutchouc, essai, essai de traction, essai de vieillissement accéléré, allongement après rupture.
Prix basé sur 18 pages
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organis,mes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2321 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
Elastomères et produits à base d’élastomères.
Cette deuxième édition fut soumise directement au Conseil de I’ISO, conformément au
paragraphe 6.11.2 de la partie 1 des Directives pour les travaux techniques de I’ISO.
Elle annule et remplace la première édition (ISO 2312-19751, qui avait été approuvée par
les comités membres des pays suivants:
Afrique du Sud, Rép. d’
France Portugal
Allemagne, R.F. Inde Roumanie.
Belgique Irlande Royaume-Uni
Bulgarie Israël
Tchécoslovaquie
Canada Italie Thaïlande
Égypte, Rép. arabe d’ Pologne
Le comité membre du pays suivant l’avait désapprouvée pour des raisons techniques:
USA
Cette Norme internationale annule et remplace également I’Additif l-1975, I’Additif 2-1980
et I’Additif 3-1980.
0 Organisation internationale de normalisation, 1983
Imprimé en Suisse
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ISO 2321-1983 (F)
NORME INTERNATIONALE
Fils élastiques - Méthodes d’essai
1 Objet et domaine d’application doivent être effectués dans des conditions identiques. L’éprou-
vette choisie doit être propre, sèche et ne présenter aucun
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d’essai
défaut apparent.
pour déterminer certaines caractéristiques physiques et méca-
niques des fils élastiques. En raison de la faible section et des
Les échantillons ou éprouvettes ne doivent pas être mis en con-
conditions d’emploi particulières de ces matériaux, il est néces-
tact avec du cuivre ou du manganèse ou leurs combinaisons,
saire de leur appliquer des méthodes d’essai spéciales.
pendant le conditionnement ou l’essai.
Les essais figurant dans la présente Norme internationale
s’appliquent à des fils élaborés à partir de caoutchouc naturel
ou de polyisoprène de synthèse; ils ne conviennent pas tou- 4 Calibre
jours pour des fils préparés à partir d’autres élastomères de
synthèse, comme le polyuréthanne par exemple.
4.1 Calibre sectionne1
II est à noter que des comparaisons ne doivent être faites
qu’entre des fils neufs ou entre ceux qui auront subi un traite-
Le calibre défini par la section, c’est-à-dire le calibre sectionne1
ment identique. Lors de l’interprétation des résultats concer-
d’un fil élastique est donné par l’aire de sa section exprimée en
nant des fils qui ont été enroulés ou utilisés de facon quelcon-
millimètres carrés multipliée par 1 000.
que, il faut garder à l’esprit que l’histoire antérieure du fil est
importante et que tout ce qui est connu de celle-ci et des traite-
NOTE - Le calibre sectionne1 correspond au calibre tex lorsque le fil
ments de relaxation utilisés doit être mentionné dans le procès-
possède une masse volumique de 1 Mg/m3 (= 1 gkm3). L’utilisation
verbal d’essai.
du calibre sectionne1 est recommandée.
4.2 Calibre conventionnel
2 Références
ISO 37, Caoutchouc vulcanisé - Essai de traction-alon-
4.2.1 Le calibre conventionnel d’un fil élastique est le nombre
gemen t.
de brins de ce fil qui, placés côté à côte, mesurent 25,4 mm.
I S 0 105, Textile - Essais de solidité des tein turcs
Le calibre conventionnel d’un fil rond est calculé en divisant
Section A02, &helle de gris pour l’évaluation des dégrada-
25,4 mm par le diamètre du fil, exprimé en millimètres.
tions.
Section A03, Échelle de gris pour l’évaluation des dégorge-
Le calibre conventionnel d’un fil carré est calculé en divisant
men ts.
25,4 mm par la mesure, en millimètres, d’un côté de sa section.
ISO 188, Caoutchouc vulcanisé - Essais de résistance au vieil-
Le calibre conventionnel d’un fil rectangulaire est généralement
lissement accéléré ou à la chaleur.
défini comme le calibre du fil carré ayant la même section
Températures, humidités et durées droite.
ISO 471, Caoutchouc -
normales pour le conditionnement et l’essai des éprouvettes.
Par exemple, dans le cas d’un fil rond, le nombre 100 est le cali-
I SO 648, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait.
bre conventionnel d’un fil ayant un diamètre de 0,254 mm; dans
le cas d’un fil carré, le nombre 100 est les calibre conventionnel
I SO 1042, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait.
d’un fil dont le côté de la section droite mesure 0,635 mm.
3 Conditionnement des échantillons ou
4.2.2 II est d’usage courant d’indiquer le calibre conventionnel
éprouvettes d’un fil rond suivi du nombre entier et pair qui est le plus proche
du calibre exact du fil carré de section droite équivalente (cali-
Les échantillons ou éprouvettes doivent être tenus à l’état de
bre du fil rond x 1,13 =
calibre exact du fil carré correspon-
repos dans l’obscurité et dans l’une des atmosphères spécifiées
dant); c’est ainsi qu’un fil rond de calibre 50 est référencé:
dans I’ISO 471, durant au moins 16 h, avant l’essai. Les essais
50156.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 2321-1983 (FI
4.3.2 Pesée des éprouvettes
4.2.3 Le calibre conventionnel d’un fil rond multibrins est ’
exprimé en indiquant successivement le nombre de brins, le
calibre du fil rond qui aurait la même section droite que
Nettoyer les éprouvettes de tout produit pulvérulent en les
l’ensemble de ces brins et le calibre du fil carré correspondant.
secouant ou en les pressant délicatement, et les peser ensuite
avec une précision de + 1 %.
Par exemple, le calibre conventionnel d’un fil composé de trois
brins dont la section droite serait équivalente à un calibre 32
rond st , référencé : 3132136.
4.4 Expression des résultats
4.3 Mode opératoire
4.4.1
Calculer le calibre sectionnel, S, à l’aide de l’équation
4.3.1 Découpage des éprouvettes
s = 1 000 E
Prélever cinq échantillons de fil droit et les couper à environ
e
1050 mm de longueur.
où
NOTE - Dans le cas de fil tortillé ou courbé, il faut s’attendre à des
erreurs.
Q est la masse volumique du fil, en mégagrammes par
Si ces échantillons sont prélevés sur bobine ou sur toute autre
mètre cube, déterminée comme il est spécifié dans le chapi-
présentation commerciale maintenant le fil sous tension, il con-
tre 6;
vient de les maintenir durant 30 min dans une étuve thermoré-
gularisée à 70 + 2 OC. Après ce traitement, laisser reposer le fil
m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
dans les conditions spécifiées dans le chapitre 3. Pour les fils
prélevés des supports ne conférant aucune tension au fil, les
4.4.2 Calculer le calibre conventionnel, C, à l’aide des équa-
conditionner comme il est spécifié dans le chapitre 3.
tions
Deux types d’appareils peuvent être utilisés pour la coupe à la
longueur exacte. Avec le premier (méthode A), la coupe est
e
faite sur un échantillon placé horizontalement. Avec le second
- pour les fils ronds: C = 22,51
-
f-- m
(méthode B), le fil est suspendu et maintenu à la verticale sous
sa propre masse.
- pour les fils carrés: C = 25,40 ?-
4.3.1.1 Méthode A (voir figure 1)
i- m
L’appareil comporte une plaque métallique horizontale présen-
où
tant une ou plusieurs rainures rectilignes longitudinales. À quel-
ques centimètres des extrémités de l’appareil se trouvent des
Q est la masse volumique du fil, en mégagrammes par
pinces mantenant l’échantillon en place. Un dispositif de coupe
mètre cube, déterminée comme il est spécifié dans le chapi-
est fixé à chaque extrémité de l’appareil, avec un écartement de
tre 6;
1 000 + 1 mm. Les rainures de l’appareil doivent avoir une sec-
tion en forme de triangle équilatéral de 2 mm de côté au mini-
m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
mum.
Placer le fil conditionné dans une des rainures, en évitant toute
4.4.3 Exprimer le calibre du fil par la médiane des valeurs
tension. Le fixer à l’aide des pinces et le couper au moyen du
obtenues pour les cinq éprouvettes et calculées selon 4.2.3.
dispositif de coupe.
Noter également les valeurs minimales et maximales observées
lors des pesées.
4.3.1.2 Méthode B (voir figure 2)
L’appareil consiste en un panneau rectangulaire vertical; sur les
extrémités supérieure et inférieure de celui-ci sont montées
5 Métrage au kilogramme
deux plaques métalliques dont les bords intérieurs sont parallè-
les et à bord franc. Ils sont également munis de deux dispositifs
5.1 Définition
de coupe (formant ciseaux avec les bords intérieurs des plaques
métalliques) et de deux pinces de fixation situées à l’extérieur
des dispositifs de coupe. Ces pinces sont à ressort, et la dis-
métrage au kilogramme : Nombre de mètres qui peut être
tance entre les bords internes des plaques métalliques doit être
obtenu sans tension, avec 1 000 g de fil.
de 1000 + 1 mm.
Suspendre chaque fil conditionné en le fixant dans la pince
5.2 Mode opératoire
supérieure. Lorsqu’il a trouvé la position verticale sans tension,
le fixer à l’aide de la pince inférieure. Couper le fil à la longueur
exacte, à l’aide des dispositifs de coupe, en commentant par Déterminer la masse de chacune des cinq éprouvettes comme il
l’inférieur.
est spécifié en 4.3.2.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 23214983 (FI
6.5 Mode opératoire
5.3 Expression des résultats
.
6.51 Prélever quatre éprouvettes, d’une longueur approxima-
53.1 Calculer le métrage au kilogramme du fil élastique, en
tive de 10 mm, sur l’échantillon. Tremper chaque éprouvette
mètres par kilogramme, à l’aide de la formule
dans de l’alcool éthylique, et la frotter avec les doigts pour enle-
ver toute trace de matière pulvérulente et éliminer toutes bulles
1000
d’air à sa surface.
m
6.5.2 Homogénéiser le mélange (6.3.1) en prenant soin de ne
où m est la masse, en grammes, de 1 000 mm de fil.
pas introduire de bulles d’air dans le liquide. Mettre l’une des
éprouvette dans le liquide. Par adjonction de l’un ou de l’autre
par la médiane
5.3.2 Exprimer le métrage au kilogramme du fil
des composants, obtenir un mélange dans lequel l’éprouvette
des valeurs trouvées pour les cinq éprouvettes.
reste dans flotter ni couler.
6.5.3 Mettre les trois autres éprouvettes dans le mélange, au
6 Masse volumique
moins deux de celles-ci devant rester entre deux eaux pendant
une période de 3 à 10 min.
6.1 Définition
6.5.4 Déterminer la masse volumique du mélange liquide avec
une précision de 0,005 Mg/m?
masse volumique: Masse de l’unité de volume d’une éprou-
vette de fil à une température normale de laboratoire et expri-
mée en mégagrammes par mètre cube.
7 Résistance à la rupture
Les températures normales de laboratoires sont données dans
7.1 Définition
I’ISO 471.
résistance à la rupture, R, Charge pour laquel le le fil casse
6.2 Principe
lorsqu’il est étiré dans des CO n ditions spécifiées.
Immersion des éprouvettes dans un mélange de deux liquides
La résistance à la rupture est exprimée en mégapasca Is 1) et cal-
de masse volumique connue, ces deux liquides étant mélangés
de la section droite initiale du fil.
culée sur la base
dans une proportion telle que, après immersion, les éprouvettes
restent dans le liquide, sans flotter ni couler.
7.2 Appareillage
L’opération nécessite par principe un dynamomètre (précision
63 . Liquides pour immersion
de + 2 %) équipé de mâchoires concues pour éviter tout
,
endommagement de l’éprouvette.
6.3.1 L’éventail des masses volumiques rencontrées dans la
Les appareils décrits en 7.2.1 ou en 7.2.2 peuvent être utilisés à
plupart des fils va de 0,90 à 1,1 1 Mg/m? II est donc nécessaire
de disposer d’une série de liquides ayant une masse volumique cette fin.
comprise entre ces valeurs. Des mélanges d’alcool éthylique
(0,79 Mg/m3) et d’éthylène glycol (I,I 1 Mg/m3) conviennent à 7.2.1 Mâchoires constituées par des galets tournants
cette fin.
Un appareil convenable est représenté à la figure 3 et comprend
Pour les fils ayant une masse volumique plus élevée, une solu-
a) Dynamomètre à ressort;
tion de sel inorganique, par exemple, de chlorure de sodium,
b) Poulie folle de tension, liée directement à l’extrémité
peut être utilisée.
mobile du ressort et libre de se déplacer dans la direction
correspondant à l’axe du ressort;
6.3.2 Avant leur utilisation, les mélanges doivent être homo-
c) Deux galets d’entraînement, munis de fentes ou
gènes et exempts de bulles d’air. Ils doivent être conservés
d’autres dispositifs pour permettre la fixation des extrémités
dans des réservoirs fermés afin d’éviter l’évaporation. Ils doi-
de l’éprouvette.
vent être utilisés à une température de 20 + 2 OC.
Les poulies et les galets d’entraînement doivent avoir un diamè-
6.4 Appareillage
tre identique compris entre 25 et 30 mm; les galets doivent être
entraînés en rotation par un moteur à une vitesse circonféren-
tielle telle que la vitesse d’étirement du fil soit comprise entre 50
6.4.1 Verre cylindrique, de capacité 1 000 cm3 environ.
et 60 mm par seconde; la longueur du fil passant de l’un à
l’autre galet doit être comprise entre 250 et 400 mm.
6.4.2 Hydromètre ou balance hydrostatique, ou tout
autre appareil permettant de mesurer la masse volumique des Les surfaces des poulies et des galets doivent être douces et
liquides avec une précision d’au moins 0,005 Mg/m? polies.
1) 1 MPa = 1 N/mm*
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ISO 2321-1983 (F)
7.2.2 Mâchoires constituées par des pinces rigides F
R, = -
SN
L’appareil décrit dans I’ISO 37 est utilisé avec des mâchoires
composées chacune de :
où
a) Face rigide et plate, de 25 mm environ au carré, pour
F est la charge à la rupture, en méganewtons;
l’une;
S est l’aire, en mètres carrés, de la section droite initiale de
l’éprouvette;
b) Face rigide et convexe, de 5 + 3 mm de rayon et de 25
mm de large, pour l’autre.
N est le nombre d’extrémités fixées au dynamomètre.
Le fil élastique est coincé dans ces mâchoires après avoir été
7.4.2 Exprimer la résistance à la rupture du fil par la médiane
introduit dans tin tube en caoutchouc de diamètre intérieur
des valeurs obtenues pour les cinq éprouvettes. Noter égale-
1,6 mm environ, et d’épaisseur de paroi 0,8 mm. Pour insérer le
ment les valeurs minimale et maximale observées. Le procès-
fil élastique dans le tube, on peut utiliser un fil normal ou tout
verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
autre artifice.
utilisés.
7.3 Mode opératoire
8 Allongement à la rupture
7.3.1 Méthode avec galets d’entraînement
8.1 Définition
Préparer cinq éprouvettes composées d’un nombre adéquat de
allongement à la rupture: Accroissement de longueur du fil à
fils pour présenter une résistance convenable à la rupture. Pla-
la rupture lorsque ce fil est étiré dans les conditions spécifiées,
cer successivement chacune d’elles sur les deux poulies de ten-
exprimé en pourcentage de la longueur initiale.
sion et fixer les extrémités aux deux galets d’entraînement.
Par exemple, une éprouvette de longueur initiale 30 mm cas-
Mettre l’appareil en marche.
sant à 210 mm est dite avoir un allongement à la rupture de
600%.
lire et noter la valeur de la charge
Àl a rupture de l’éprouvette,
de rupture.
8.2 Éprouvettes
7.3.2 Méthode avec mâchoires rigides
8.2.1 Les éprouvettes doivent avoir une longueur appropriée
à l’appareil utilisé.
8.2.2 Chaque éprouvette doit avoir deux repères de référence
indiqués clairement à l’encre, à une distance d’au moins 30 mm
l’un de l’autre.
8.3 Appareillage
Comme il est décrit en 7.2.1, sans dynamomètre, mais avec une
adjonction d’une échelle graduée, parallele à l’éprouvette et
près de celle-ci, mais comme il est décrit en 7.2.2.
8.4 Mode opératoire
Choisir l’échelle du dynamomètre permettant d’obtenir une pré-
cision de + 2 %.
8.4.1 Méthode avec galets d’entraînement
Mettre l’appareil en marche et observer ou enregistrer la force
Préparer cinq éprouvettes. Fixer sucessivement les extrémités
et l’allongement à la rupture de l’éprouvette. Si une éprouvette
de chacune d’elles aux deux galets d’entraînement et mettre
casse à moins de 3 mm d’un mâchoire, ne pas tenir compte du
ceux-ci en marche.
résultat et essayer un autre éprouvette.
Suivre la progression des deux repères de référence sur
l’échelle graduée (deux observateurs sont nécessaires).
7.4
Expression des résultats
À la rupture de l’éprouvette, repérer la position atteinte par cha-
7.4 #.l Calculer la résis tance à la rupture, R,, en méga pasca
1% cun des deux repères sur l’échelle. Noter la longueur atteinte
de chaque éprouvette, à l’aide d e l’équation
par l’éprouvette (entre les deux repères de référence).
4
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 2321-1983 (FI
8.4.2 Méthode avec mâchoires rigides 9.1.4 coefficient de Schwartz: Rapport des efforts à un
allongement déterminé, mesuré pendant la rétraction et I’exten-
Si l’appareil décrit en 7.2.2 est utilisé, suivre le mode opératoire
sion, après conditionnement mécanique. II est désigne par le
qui est spécifié en 7.3.2, en prenant 50 mm comme longueur
symbole SHRZ dans les textes anglo-saxons et par le symbole
initiale de l’éprouvette.
CS: dans les textes francais. Dans les deux cas, c est I’allonge-
ment au «massage» et y1 celui à la lecture, tous deux étant
exprimés en pourcentage de la longueur initiale; c et yt doivent
8.5 Expression des résultats
être des multiples de 100 et, sauf spécification contraire, on les
choisit de facon que
8.51 Calculer l’allongement à la rupture, A, exprimé en pour-
centage, de chaque éprouvette, à l’aide de l’équation
c = n + 100
sont 300 et 500 %,
Les valeurs de n recom mandées suivant le
Lu - Lcl
A= x 100
type de fil à essayer.
Lo
où
9.2 Détermination de la contrainte
correspondant à la première extension
L, est la longueur initiale, en millimètres, repères de
prédéterminée, de la valeur Schwartz et du
référence de l’éprouvette;
coefficient Schwartz
L, est la longueur à la rupture, en millimètres, entre repè-
res de référence de l’éprouvette.
9.2.1 Appareillage
8.5.2 Exprimer l’allongement à la rupture du fil par la médiane
L’appareillage suivant ou celui qui est décrit en 7.2.2 peuvent
des valeurs obtenues pour les cinq éprouvettes. Noter égale-
être utilisés. Cet appareillage doit essentiellement permettre de
ment les valeurs maximale et minimale observées. Le procès-
soumettre l’éprouvette à l’extension et à la rétraction, à une
verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
vitesse de 100 + 30 mm/s, jusqu’à et depuis tout allongement
utilisés.
déterminé; il doit également être capable d’indiquer l’effort en
tout point du cycle.
9 Contrainte correspondant à des
Un tel appareil est représenté sous forme schématique à la
allongements prédéterminés
figure 4.
II est équipé d’une chaîne sans fin (1) autour de deux pignons
9.1 Définitions
(2) et (31, le pignon inférieur (3) étant actionné par un moteur
réversible relié à un frein actionné par un solénoÏde (ceci est
9.1.1 contrainte correspondant à la première extension
nécessaire pour obtenir un changement de course rapide sans
prédéterminée : Force, exprimée en mégapascals 1) et calculée
dépassement).
à partir de la section droite initiale du fil, nécessaire pour allon-
ger celui-ci pour le première fois d’une longueur donnée.
L’éprouvette consistant en une boucle est tendue entre deux
crochets dont l’un (4) est fixé sur la chaîne et l’autre (5) sur un
NOTE - Dans l’usage courant, celle-ci est également appelée «module
dynamomètre à ressort (6), auquel est suspendue une échelle
de Green N .
graduée (7). il peut être prévu de noter l’effort indiqué par le
dynamomètre à ressort à chaque stade du cycle, notamment au
9.1.2 massage (conditionnement mécanique) : Soumis-
moyen de la décharge d’une étincelle perforant une feuille de
sion de l’échantillon, conditionné comme il est spécifié au cha-
papier.
pitre 3, avant toute lecture, à un certain nombre de cycles
d’extension et de rétraction, l’allongement étant supérieur à
celui auquel sont effectuées les lectures, afin de reproduire
9.2.2 Mode opératoire
d’aussi près que possible les conditions d’utilisation.
Préparer trois éprouvettes, chacune consistant en une ou plu-
sieurs boucles de fil, ayant 100 + 1 mm de circonférence; le
9.1.3 indice de Schwartz: Moyenne des modules, en
nombre de boucles est à choisir en fonction du calibre du fil et
mégapascalst), calculée à partir de la section droite initiale, à
de la capacité de l’appareil.
un allongement déterminé, et mesurée pendant l’extension et la
rétraction d’un fil ((masse». Elle est désignée par le symbole
Répartir le fil de facon égale entre elles, en tournant I échevette
VS:, où c est l’allongement au «massage» et n celui à la lecture,
sur les doigts, avant de placer le fil sur les crochets
(41 et (5).
tous deux étant exprimés en pourcentage de la longueur ini-
tiale; c et n doivent être des multiples de 106 et, sauf spécifica-
Effectuer six cycles de massage d’extension et de rétraction
tion contraire, on les choisit de facon que
sans interruption, jusqu’à un allongement de c %. Pendant le
C = n + 100
premier cycle (extension), effectuer la lecture à n % et pendant
le sixième cycle (extension et rétraction), effectuer la lecture à
Les valeurs de n recommandées sont 300 et 500 % suivant le
n O/6; des pauses minimales sont admises pour la lecture.
type de fil à essayer.
1) 1 MPa = 1 N/mm2
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ISO 2321-1983 (FI
II est normalement déterminé par deux niveaux de force appli-
NOTE - Si l’appareil décrit en 7.2.2 est utilisé, suivre le mode opéra-
toire qui est spécifié en 7.3.2, mais effectuer six cycles d’extension et quée, à savoir 15,5 kPa 1) et 27,4 kPa 1).
de rétraction sans interruption, jusqu’à l’allongement c % et effectuer
les à n O/6 pendant le premier cycle (extension) et pendant le sixième
10.2 Éprouvettes
cycle (extension et rétraction 1.
l’éprouvette doit être composée d’un ou de plusieurs fils, sui-
9.2.3 Expression des résultats
vant le calibre.
Calculer la contrainte correspondant à la première extension
prédéterminée (module de Green), GM,, en mégapascals, à 10.3 Appareillage
l’aide de l’équation
10.3.1 L’appareil utilisé doit essentiellement permettre I’allon-
Fl
gement de l’éprouvette à une vitesse constante, jusqu’à ce
GM, = -
2SN
qu’elle supporte elle-même la charge requise, et posséder une
échelle graduée pour la lecture de l’allongement.
Calculer l’indice de Schwartz, VS:, en mégapascals, et le coef-
ficient de Schwartz CSL, exprimé en pourcentage, à l’aide des
pour cet essai est rep résenté à
10.3.2 Un a ppareil convenable
équations
comprend
la figu re 5 et
F2 + F3
a) Échelle graduée, pour la lecture de l’allongement de
vs; = -
4 SN
l’éprouvette;
b) Deux mâchoires, pour fixer les extrémités de l’éprou-
F3
cs; = - x 100
vette, la distance entre les mâchoires étant initialement de
F2
150 $r 2 mm, avec un moyen de mouvoir mécaniquement
la mâchoire supérieure dans la direction verticale pour allon-
où
ger l’éprouvette avec une vitesse constante de
30 + 10 mm/s;
még anewto #ns, à n % d’ail ongement,
FI est I a charge, en
c) Plateau, fixé à la mâchoire inférieure, permettant de
mesurée en extension (Ier cycle);
placer les poids nécessaires pour atteindre la charge conve-
à n % d’allongement,
F2 est la charge, en méganewtons,
nant au calibre du fil essayé;
mesurée en extension (6e cycle);
d) Interrupteur électrique, situé sous le plateau; si la
à n % d’allongement,
F3 est la charge, en méganewtons,
force exercée par le fil étiré est supérieure au poids du pla-
mesurée en rétrac tion (6e cycle);
teau, le plateau doit être soulevé, et l’interrupteur doit pro-
en mètres carrés, de la section droite initiale de voquer l’arrêt du moteur et l’application du frein.
S est l’aire,
l’éprouvette;
NOTE - Si l’appareillage utilisé est différent de celui qui est décrit pré-
N est le nombre de boucles complètes essayées.
cédemment, mais conforme cependant aux spécifications de 7.2.2, le
procès-verbal d’essai doit mentionner le type d’appareil et la méthode
Exprimer la contrainte correspondant à la première extension
utilisés.
prédéterminée, la valeur Schwartz et le coefficient de Schwartz
du fil par la médiane des valeurs obtenues pour les trois éprou-
10.4 Mode opératoire
vettes. Le procès-verbal d’essai doit mentionner le type d’appa-
reil et la méthode utilisés.
Fixer les extrémités de chacune
Préparer trois éprouvettes.
d’elles dans les mâchoires et placer les poids nécessaires sur le
plateau. Mettre le moteur d’entraînement en marche et, lors de
10 Allongement sous charge déterminée
son arrêt automatique par l’interrupteur, lire l’allongement de
l’éprouvette à l’aide de l’échelle graduée prévue à cette fin.
10.1 Définition
10.5 Expression des résultats
10.51 Calcu Ier l’allo ngement de l’éprouvette, exprimé en
A
arge détermi née, à l’aide l’équation
pourcentage, sous ch de
II est déterminé par l’application d’une charge à un fil non
Lt - Lo
«massé»; il peut donc être affecté par l’âge, le stockage, le con-
A=------
x 100
ditionnement et l’histoire du fil.
Lo
1) 15,5 kPa = 15,5 mN/mm2
27,4 kPa = 27,4 mN/mm2
6
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ISO 2321-1983 (F)
11.5 Expression des résultats
où
charge résidu elle, exprimée
est la longueur initiale, en millimètres, de l’éprouvette; 11.51 Cal culer la en pourcen-
tage, après élongati on, à l’aide de la formule
L, est la longueur totale, en millimètres, de l’éprouvette
allongée.
F2
- x 100
FI
déterminée par la
10.5.2 Exprimer l’allongement sous charge
où
médiane des valeurs obtenues pour les trois éprouvettes.
est la charge initiale;
Fl
est la charge finale.
F2
II Contrainte résiduelle après élongation
11.5.2 Exprimer la cha rge résiduelle après élongation du fil par
11.1 Définition
iane des valeurs
la méd obtenues pour les trois éprouvettes.
NOTE - Cet essai peut être effectué à la température ambiante ou à
contrainte résiduelle après élongation : Charge résiduelle,
température élevée; les conditions et la durée de l’essai doivent être
exprimée en pourcentage de la charge initiale appliquée à
mentionnées dans le procès-verbal d’essai.
l’éprouvette, après que celle-ci ait été soumise à une extension
constante (généralement de 100 %), pendant un temps déter-
11.6 Procès-verbal d’essai
miné.
Si l’élongation adoptée au cours de l’essai diffère de 1 00 %, ce
fait doit être mentionné dans le procès-verbal d’essai
11.2 Éprouvettes
consister en des boucles du type décrit
Les éprouvettes doivent
12 Essai de vieillissement accéléré sur des
en 9.2.2.
fils élastiques à l’état non tendu
11.3 Appareillage
12.1 Généralités
Un appareil convenable pour cet essai est représenté à la
12.1 .l Le vieillissement accéléré à l’état non tendu est effec-
figure 6. L’une des extrémités de l’éprouvette est passée autour
tué en vue de déterminer le changement des propriétés physi-
d’un ergot, l’autre étant fixée à l’autre ergot au moyen d’une
ques d’un fil élastique soumis à un traitement à l’air chaud, à la
pince métallique. Un dynamomètre à ressort doit être fixé à
pression atmosphérique et à une température contrôlée pen-
l’autre extrémité de la pince et la charge réglée jusqu’à ce que la
dant une période déterminée.
pince métallique décolle de l’ergot qui la supporte. La distance
entre les deux ergots doit être telle que le fil soit soumis à
12.1.2 Les essais de vieillissement accéléré ont seulement une
l’allongement prévu avec une précision de k 2 % (générale-
valeur comparative et ne doivent pas être pris comme une indi-
ment de 100 + 2 %).
cation exacte de la vie du fil élastique lors de son stockage, car
les conditions de l’essai ne peuvent reproduire tous les aspects
variés du stockage.
11.4 Mode opératoire
12.2 Principe
11.4.1 Préparer trois éprouvettes. Passer l’extrémité de cha-
cune d’elles autour de l’ergot du bas et fixer l’autre extrémité à
la pince métallique (voir figure 6). Ensuite, placer la boucle
12.2.1 L’évolution des propriétés d’un fil élastique est habi-
interne de la pince métallique sur l’ergot supérieur de facon que tuellement évaluée d’après les mesures suivantes :
l’éprouvette subisse un allongement prévu avec une précision
-
de + 2 % (généralement de 100 -t 2 %). Maintenir cette résistance à la rupture
extension pendant la période fixée pour l’essai.
-
allongement à la ru pture
-
indice de Schwat-tz
11.4.2 Lorsqu’un mesurage doit être fait, accrocher le dyna-
momètre à ressort à la boucle extérieure de la pince métallique,
12.2.2 Ces propriétés sont déterminées d’abord sur des
et tirer le
...
Questions, Comments and Discussion
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