المقدمة: مقاومة التآكل هي «الاختبار الحاسم» لمتانة المنسوجات

الاحتكاك موجود في كل مكان طوال دورة حياة المنسوجات. من التلامس اليومي مع جسم الإنسان والأثاث إلى الاحتكاك المتكرر لأقمشة التنجيد مع الملابس، وحتى الاحتكاك الشديد الذي تتعرض له مقاعد السيارات عند دخول الركاب وخروجهم، فإن مقاومة التآكل تحدد بشكل مباشر مدة بقاء النسيج صالحًا للاستخدام بالنسبة للمستهلك. لذلك فإن اختبار مقاومة التآكل لا يُعد فقط عنصرًا حاسمًا في ضبط الجودة، بل هو أيضًا أساس رئيسي لتسعير المنتجات وتموضعها في السوق وتطوير التكنولوجيا والبحث والتطوير.

حاليًا، أكثر طريقتين شيوعًا لاختبار التآكل هما طريقة مارتينديل وطريقة شوبر. وعلى الرغم من أن الهدف واحد في كلتا الطريقتين—وهو تقييم مقاومة النسيج للتآكل—إلا أنهما تختلفان جذريًا في مبادئ الاختبار، وآليات الحركة، وأنظمة المواصفات، وسيناريوهات الاستخدام.

ثانيًا: طريقة مارتينديل

2.1 مبدأ الاختبار

يكمن جوهر طريقة مارتينديل في مسار الحركة الفريد لشكل ليساجو. أثناء الاختبار، يتم وضع عينة دائرية على تلامس مع مادة كاشطة قياسية من الصوف تحت ضغط محدد، بينما يتحرك رأس الاحتكاك وفق مسار هندسي معين: يبدأ كخط مستقيم، ثم يتسع تدريجيًا ليصبح شكلًا بيضاويًا، ثم يضيق مرة أخرى ليعود إلى خط مستقيم. تتكون كل دورة كاملة من 16 دورة دوران. هذه الطريقة متعددة الاتجاهات والأبعاد في الاحتكاك تحاكي سيناريوهات التآكل المعقدة التي تتعرض لها الأقمشة عند ملامستها لأسطح مختلفة وبزوايا متعددة أثناء الاستخدام الفعلي، مما يجعل نتائج الاختبار قريبة جدًا من ظروف التآكل الواقعية.

2.2 نظام المواصفات وأبعاد التقييم

تتميز طريقة مارتينديل بأكثر نظام مواصفات دولي شمولًا متاح حاليًا. تشمل المواصفات الأساسية سلسلة ISO 12947، والمعيار الوطني الصيني GB/T 21196 (مع النسخة الجديدة GB/T 21196.2-2025 المقرر دخولها حيز التنفيذ في 1 مارس 2027)، والمعيار الأمريكي ASTM D4966. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم طرق مارتينديل المعدلة على نطاق واسع لاختبارات التكوّر (pilling) والزغب، وتشمل المواصفات ذات الصلة ISO 12945-2 وGB/T 4802.2 وASTM D4970.

من حيث تقييم النتائج، توفر طريقة مارتينديل ثلاثة أبعاد تكاملية:

طريقة كسر العينة: وهي الطريقة الأكثر استخدامًا، وتوفر نتائج مباشرة مع أقل قدر من الخطأ. عندما ينكسر خيطان على الأقل في نسيج منسوج بشكل كامل، أو تتكون فجوة في نسيج محبوك نتيجة كسر خيط واحد، أو يتضرر طلاء النسيج المطلي جزئيًا وينكشف النسيج الأساسي، يتم تسجيل عدد دورات الاحتكاك عند تلك النقطة كمؤشر لمقاومة التآكل. هذه الطريقة مناسبة لمعظم الأقمشة النسيجية، بما في ذلك الأقمشة غير المنسوجة والمطلية، لكنها لا تناسب الأقمشة ذات العمر التآكلي القصير جدًا.

طريقة فقدان الكتلة: من خلال قياس التغير في الكتلة بعد عدد محدد من دورات الاحتكاك، تعكس هذه الطريقة تدهور أداء القماش في مراحل التآكل المختلفة. وهي أكثر ملاءمة لتحسين العمليات في الشركات المصنعة والتحليل العميق في المؤسسات البحثية.

طريقة تقييم تغير المظهر: بالنسبة للأقمشة ذات العمر التآكلي القصير، تقوم هذه الطريقة بتقييم درجة تغير اللون والتكوّر والزغب من خلال المقارنة مع مقياس الرمادي؛ وعادة ما تكون الكتلة التحميلية الفعالة حوالي 198 غرامًا.

2.3 معايير الاختبار وخصائص التطبيق

يكون الضغط القياسي لطريقة مارتينديل عادة 9 كيلو باسكال (للملابس) و12 كيلو باسكال (للأقمشة الزخرفية). ضمن النظام المعياري الصيني، يكون الحمل الكلي للأقمشة المنسوجة 415 غرامًا و155 غرامًا للأقمشة المحبوكة؛ بينما يستخدم معيار ASTM الأمريكي وزن رأس احتكاك قدره 198 غرامًا. ويبلغ قطر العينة عادة 38 مم، مع مسار احتكاك 60 مم.

تتمثل ميزة هذه الطريقة في تطبيقها الدولي الواسع ونظامها المعياري الناضج والمستقر، مما يتيح التقييم المتزامن لمقاومة التآكل ومقاومة التكوّر. لذلك تُستخدم على نطاق واسع في مجالات الأقمشة الملبسية (مثل الدنيم والملابس العملية والسترات الخارجية)، والمنسوجات المنزلية (أقمشة الأرائك والستائر وأغطية السرير)، والديكورات الداخلية للسيارات.

ثالثًا: طريقة شوبر

3.1 مبدأ الاختبار

على عكس الاحتكاك المستوي متعدد الاتجاهات في طريقة مارتينديل، تعتمد طريقة شوبر على مبدأ التآكل الدوراني. أثناء الاختبار، يتم تثبيت عينة دائرية بمساحة 100 سنتيمتر مربع على رأس اختبار دوار، حيث تدور بالتناوب في اتجاه عقارب الساعة وعكسه بسرعة 75 دورة في الدقيقة، مع الحفاظ على تلامس خطي مع الورق الكاشط لإنتاج احتكاك مماسي. يتم تغيير اتجاه الدوران تلقائيًا كل 100 دورة احتكاك لضمان تآكل متجانس.

تتميز هذه الحركة بتركيز الإجهاد. أثناء دوران العينة، تتكون منطقة تلامس خطية مع الورق الكاشط، مما يؤدي إلى احتكاك أكثر شدة ومباشرة. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص لتقييم مقاومة التآكل في ظروف الشد والضغط العالي.

3.2 نظام المواصفات والتموضع الصناعي

نظام المواصفات لطريقة شوبر مركّز نسبيًا، ويعتمد بشكل أساسي على المعيار الألماني DIN 53863 الجزء 2، «اختبار تآكل الأسطح النسيجية (اختبار التآكل الدوراني)». في صناعة السيارات، تم اعتمادها ضمن معايير سلسلة التوريد لعدد من كبار مصنعي السيارات، بما في ذلك معايير جنرال موتورز GME 60345 وGMW 3283، ومعيار فولكس فاغن/أودي PV 3908، ومعيار صناعة السيارات الصيني QC/T 216-1996.

3.3 معايير الاختبار ومرونة التعديل

توفر طريقة شوبر مرونة كبيرة في إعدادات معايير الاختبار. سرعة الدوران ثابتة عند 75 دورة في الدقيقة، وزاوية المخروط 166 درجة، وحامل رأس الاختبار مائل بزاوية 7 درجات. يمكن تعديل ارتفاع القبة للعينة بين 0 و10 مليمتر، وعادة ما يكون بين 5 و8 مليمتر.

يتراوح نطاق ضغط الحمل بشكل واسع من 0.5 نيوتن إلى 25 نيوتن. تشمل الأوزان القياسية 50 غرامًا و100 غرام و250 غرامًا و500 غرام و1000 غرام و1500 غرام. ويتم اختيار الضغط عادة بناءً على كتلة المادة لكل وحدة مساحة: 1.0 نيوتن للأقمشة التي تقل عن 100 غ/م²، و2.0 نيوتن للأقمشة بين 100 و150 غ/م²، و5.0 نيوتن للأقمشة بين 150 و300 غ/م²، و10.0 نيوتن للأقمشة التي تزيد عن 300 غ/م².

3.4 مجالات التطبيق والمزايا الأساسية

بسبب خصائصه ذات الضغط العالي والاحتكاك الدوراني، يوفر طريقة شوبر قيمة لا يمكن الاستغناء عنها في مجالات محددة. يُستخدم بشكل رئيسي في مواد الديكور الداخلي للسيارات (أقمشة المقاعد، أغطية ألواح الأبواب، أقمشة بطانة السقف)، والأقمشة الصناعية الثقيلة (القماش المشمع ومواد الخيام)، والأقمشة المطلية المختلفة (PVC أو PU)، وكذلك منتجات الجلد والجلد الصناعي. داخل سلسلة توريد السيارات، تُستخدم طريقة شوبر بشكل متكرر لتقييم متانة المواد عند دخول الركاب وخروجهم المتكرر من المقاعد.

رابعًا: الفروقات الأساسية بين الطريقتين

4.1 أنماط الحركة وآليات الاحتكاك

يحقق مخطط ليساجو في طريقة مارتينديل احتكاكًا مستويًا متعدد الاتجاهات وموزعًا، مع توزيع متساوٍ للإجهاد على سطح العينة. وهذا يقارب ظروف التلامس العشوائي بين الملابس والأسطح المختلفة في الحياة اليومية. في المقابل، ينتج الاحتكاك المماسي الدوراني في طريقة شوبر تلامسًا خطيًا يؤدي إلى تركيز أعلى للإجهاد واحتكاك أكثر شدة، مما يحاكي بيئات التآكل العالية مثل البيئات الصناعية أو مقاعد السيارات.

4.2 نضج المعايير وقابلية التطبيق العالمية

تحتل طريقة مارتينديل مكانة لا مثيل لها في نظام المواصفات الدولية. من ISO إلى GB وASTM وEN، تم إنشاء مجموعة كاملة وموحدة ومقبولة على نطاق واسع من المواصفات. بينما يتركز نظام مواصفات طريقة شوبر بشكل أساسي في معايير DIN الألمانية ومواصفات صناعة السيارات الداخلية.

4.3 متطلبات العينة وكفاءة الاختبار

تستخدم طريقة مارتينديل عادة عينات اختبار صغيرة بقطر 38 مم، مما ينتج مساحة اختبار تبلغ حوالي 11.3 سم². بالنسبة للمواد عالية المقاومة للتآكل، قد تتطلب عشرات الآلاف من دورات الاحتكاك قبل الفشل، مما يؤدي إلى دورة اختبار طويلة نسبيًا. تستخدم طريقة شوبر عينات كبيرة بقطر 100 مم، مما ينتج مساحة اختبار تبلغ 50 سم². وبسبب تركيز الإجهاد، يحدث الفشل أو فقدان الكتلة بشكل أسرع عادة، مما يجعل كفاءة الاختبار أعلى نسبيًا.

4.4 اختلافات المواد الكاشطة والمستهلكات

تستخدم طريقة مارتينديل مادة كاشطة قياسية من الصوف، يمكن إعادة استخدامها حتى تصل إلى حد التآكل، مما يجعلها مناسبة للاستخدام طويل الأمد. بينما تستخدم طريقة شوبر عادة ورق صنفرة من كربيد السيليكون كمادة كاشطة؛ ويصبح الورق باهتًا تدريجيًا أثناء الاختبار ويُعتبر عادة مادة استهلاكية تُستخدم لمرة واحدة.

4.5 طرق تقييم النتائج

تعطي طريقة مارتينديل نتائج بأشكال مختلفة، بما في ذلك دورات التآكل، ومعدل فقدان الكتلة، وتقييم المظهر؛ ومع ذلك فإن تحديد الفشل وتقييم المظهر يعتمدان إلى حد ما على خبرة المشغل، مما قد يؤدي إلى اختلافات بين المختبرات. تستخدم طريقة شوبر فقدان الكتلة كمؤشر كمي رئيسي، مما يعطي نتائج أكثر موضوعية؛ ومع ذلك فإن الإجراءات المعيارية مطلوبة أيضًا لتحديد الاختراق ووصف المظهر.

الاستنتاج

ليست طريقتا مارتينديل وشوبر قابلتين للاستبدال ببساطة؛ بل هما أداتان متخصصتان مصممتان لسيناريوهات تطبيق مختلفة. فقد أصبحت طريقة مارتينديل، بفضل قابليتها العالية للتطبيق الدولي، ونظامها المعياري الشامل، وقدرتها على محاكاة ظروف الاستخدام الواقعية، «المعيار الذهبي» بلا منازع في صناعة الملابس والمنسوجات المنزلية. أما طريقة شوبر، فتحتل مكانة مهمة في مجالات الديكور الداخلي للسيارات والمواد الصناعية بفضل تركيز الإجهاد الناتج عن الاحتكاك الدوراني، وكفاءة الاختبار العالية، ونتائجها الموضوعية والقابلة للقياس.

المواصفات الفنية المشار إليها في هذا المقال: GB/T 21196-2025، ISO 12947، ASTM D4966، DIN 53863 Part 2، GMW 3283، وغيرها.

البريد الإلكتروني: hello@utstesters.com

مباشر: + 86 152 6060 5085

الهاتف: +86-596-7686689

الموقع الإلكتروني: www.utstesters.com