La guía del director de laboratorio para las pruebas de rendimiento

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¿Qué está impulsando la demanda de pruebas de rendimiento?

Las pruebas de rendimiento no son nada nuevo. Las marcas de todo el mundo especializadas en tejidos funcionales y de alto rendimiento -como la ropa deportiva y la ropa exterior- llevan décadas realizando pruebas de rendimiento en sus laboratorios de I+D y de control de calidad. Pero lo que estamos empezando a ver es una mayor demanda de pruebas de rendimiento realizadas por laboratorios independientes, así como por laboratorios internos en las fábricas de los fabricantes de prendas. Athleisure: El maridaje perfecto entre moda y funcionalidad Esto sucede porque la industria de la ropa deportiva ha influido de manera tremenda en la moda dominante, a través de la creciente tendencia de la "ropa Athleisure", la comercialización del deporte y el marketing de influenciadores. En una reciente presentación realizada por Lycra'ìá en la conferencia de la ASBCI, se describió el 'Athleisure' como una "tendencia de la tecnología de la fibra a la moda" y un "estilo de vida que se está adoptando en todo el mundo":

Esto tiene un efecto en toda la cadena de suministro, ya que las marcas de moda rápida, los minoristas de ropa de supermercado y los minoristas de la calle principal han comenzado -y quieren introducir más- este tipo de ropa en sus gamas de productos para satisfacer la creciente demanda de los consumidores. La moda da credibilidad a la ropa deportiva y el deporte da funcionalidad a la moda Para los consumidores, el gran atractivo de este tipo de ropa es que las prendas están diseñadas para ofrecer ventajas tecnológicas, además de una comodidad y un ajuste extraordinarios. Otro factor importante en el athleisure es el "estilo", por lo que la comodidad, el rendimiento y la apariencia son lo que atrae a las personas que las llevan.

Introducción a las pruebas de rendimiento: ¿qué es y en qué se diferencia de las pruebas textiles tradicionales?

Antes de poder definir "Pruebas de rendimiento", tenemos que echar un vistazo al término más amplio: "textiles técnicos". A continuación, un extracto del Manual de Textiles Técnicos la búsqueda de un término global para describir estos textiles no se limita a las palabras "técnico" e "industrial". Términos como 'textiles de rendimiento', 'textiles funcionales', 'textiles de ingeniería' y 'textiles de alta tecnología' también se utilizan en diversos contextos, a veces con un significado relativamente específico; por ejemplo, 'textiles de rendimiento' es un término que se utiliza con frecuencia para describir los tejidos utilizados en la ropa de actividad' El término "textiles técnicos" lo engloba todo y abarca una amplia gama de industrias, desde la médica, la agrícola y la de la construcción hasta la del automóvil. El término "textiles de alto rendimiento" se utiliza más a menudo para describir la ropa deportiva y la ropa activa. De hecho, el mayor evento de textiles técnicos, Techtextil, desglosa el término "textiles técnicos" en 12-13 áreas principales:

1. Agrotecnología: agricultura, acuicultura, horticultura y silvicultura
2. Buildtech: edificación y construcción
3. Clothtech: componentes técnicos del calzado y la ropa
4. Geotech: geotextiles e ingeniería civil
5. Hometech: componentes técnicos de muebles, textiles para el hogar y revestimientos de suelos
6. Indutech: filtración, transporte, limpieza y otros usos industriales
7. Medtech: higiene y medicina
8. Mobiltech: automóviles, transporte marítimo, ferrocarril y aeroespacial
9. Oekotech: protección del medio ambiente
10. Packtech: embalaje
11. Protech: protección personal y de la propiedad
12. Sportech: deporte y ocio
13. Smartech: textiles vestibles, e-textiles

Para el propósito de esta guía, nos centraremos en la categoría 'Sportech':

Definir el "rendimiento": La función por encima de la apariencia

En comparación con las prendas de moda convencionales, que tienen que ver con la apariencia estética o las características decorativas, los tejidos de rendimiento tienen un beneficio principalmente técnico/funcional, como la "comodidad" (por ejemplo, mantener al usuario caliente/frío/seco regulando la temperatura del cuerpo), y/o la "seguridad" (por ejemplo, proteger al usuario del medio ambiente y de los peligros, como la protección contra el fuego de la capa exterior de la prenda). Algunos ejemplos de aplicaciones de la ropa deportiva, la ropa activa y la ropa de exterior son los trajes de nieve, la ropa de esquí, los pantalones cortos y los trajes de ciclista, los trajes de atleta y los chalecos deportivos, etc. ¡La lista es literalmente interminable! La ropa de protección se presenta en varios tipos, como la protección contra el calor y la radiación para la ropa de los bomberos, la protección contra el metal fundido para los soldadores, la protección contra las puñaladas y los chalecos antibalas para la policía, e incluso los trajes espaciales para los astronautas.

Propiedades de rendimiento

En la ropa de rendimiento deportivo, el término "protección" se ha ampliado para abarcar la resistencia a la abrasión, el aislamiento, la resistencia al desgarro, la impermeabilidad, la resistencia al viento y, más recientemente, las propiedades antibacterianas y anti UV. Además, la comodidad y la funcionalidad, la apariencia y las tendencias, influenciadas por la moda y la cultura del usuario final, son también elementos importantes. Sobre la base de los beneficios funcionales de la "comodidad" y la "seguridad", a continuación se enumeran las propiedades más comunes de la ropa de alto rendimiento (pero esta lista siempre crece debido a las nuevas innovaciones en las tecnologías textiles y de fibras):

la "funcionalidad" de un textil de rendimiento puede añadirse de diferentes maneras. Por ejemplo, se pueden añadir propiedades de "absorción":

1. Al contenido de fibra
2. Al hilo o al material inacabado/desteñido
3. Al añadir acabados químicos al material acabado

La ciencia detrás de la ropa de alto rendimiento Fundamentalmente, la ropa de alto rendimiento tiene que ver con las necesidades del cuerpo humano, principalmente la regulación térmica y la comodidad. La ropa actúa como una barrera entre la piel y el entorno exterior, por lo que es importante que el tejido no restrinja los mecanismos naturales de la piel/cuerpo para mantener el confort fisiológico.

El sistema de capas

En la ropa deportiva, y especialmente en la ropa de exterior, se suele abogar por un sistema de ropa de tres capas, en el que cada capa del sistema cumple una función diferente que complementa el conjunto para lograr la máxima comodidad el "sistema de capas" se está adaptando y refinando con los avances en la tecnología textil y la construcción de prendas. Por ejemplo, los hilos elásticos en la construcción de punto y tejido, la tecnología sin costuras, los componentes moldeados y la armadura corporal ligera y los materiales resistentes a la abrasión aprovechan las propiedades de las fibras modernas para proporcionar facilidad de movimiento, un corte y un ajuste adecuados, y la protección personal que se requiere para un uso final específico" Un sistema de capas suele incluir:

• Capabase (comúnmente denominada "segunda piel") - se lleva directamente junto a la piel y debe gestionar eficazmente la humedad líquida procedente de la transpiración
• Capaintermedia - proporciona la mayor parte del aislamiento atrapando y almacenando el aire caliente
• Capa exterior deprotección - debe proporcionar protección contra factores ambientales como el viento, la lluvia, el fuego, el desgarro y la abrasión

Comprobación de cada capa

Capa cutánea- gestión de la humedad La capa cutánea es la que está en contacto con la piel, por ejemplo, las capas básicas y las prendas interiores. La función principal de esta capa es gestionar eficazmente la humedad. Esta capa debe promover una distribución rápida y amplia de la transpiración líquida para permitir que se evapore - este es el mecanismo natural del cuerpo para refrescarse y si el tejido lo restringe puede provocar un sobrecalentamiento con consecuencias potencialmente muy peligrosas. Igualmente, si el tejido no es capaz de secarse adecuadamente, la humedad retenida puede contribuir a una sensación de frío tras el ejercicio una vez que la actividad ha cesado y la producción de calor del cuerpo se reduce. Las pruebas de las propiedades de control de la humedad incluyen dos tipos principales: pruebas de absorción/distribución de la humedad líquida dentro de un tejido; y pruebas de velocidad de secado, es decir, de evaporación de la humedad líquida de un tejido. Pruebas de absorción/distribución de la humedad líquida

• BPI 1.2.1 Transporte del sudor líquido y amortiguación del sudor líquido
• AATCC 79 Absorción de los tejidos
• AATCC 197 Absorción vertical de los textiles
• AATCC 198 Absorción horizontal de los textiles
• AATCC 195 Propiedades de gestión de la humedad líquida de los tejidos

Pruebas de secado/evaporación

• AATCC 199 Velocidad de secado de los textiles: Método del analizador de humedad
• AATCC 200 Índice de secado de los textiles a su capacidad de absorción: método del flujo de aire
• AATCC 201 Índice de secado de los tejidos: Método de la placa calentada

Además de la gestión de la humedad de los líquidos, el rendimiento de la transmisión del vapor de agua también influye en la comodidad de esta capa y también puede probarse mediante una serie de métodos diferentes. Pruebas de transmisión de vapor de agua

• ASTM E96 Método de prueba estándar para la transmisión de vapor de agua de los materiales
• ASTM F1868 Método de prueba estándar para la resistencia térmica y de evaporación de la ropa utilizando una placa caliente de sudoración
• BS EN ISO 15496 Textiles - Medición de la permeabilidad al vapor de agua de los textiles con fines de control de calidad
• BS EN ISO 11092 Textiles - Efectos fisiológicos - Medición de la resistencia térmica y al vapor de agua en condiciones estables (prueba de la placa caliente de sudoración)
• AATCC 204 Transmisión de vapor de agua de los textiles: Visión general del método y aplicaciones recomendadas
• Método Hohenstein Watson
• Método del cilindro de transpiración EMPA

Esta capa también suele incluir algún tipo de función de control de olores. Esto puede ser en forma de un acabado antimicrobiano o mediante la selección de fibras naturalmente antimicrobianas (como la lana merina), lo que limita la producción o liberación de microbios causantes de olores en el tejido. Pruebas de eficacia antimicrobiana:

• BS EN ISO 20645 Tejidos - Determinación de la actividad antibacteriana - Prueba de difusión en placa de agar
• BS EN ISO 20743 Textiles - Determinación de la actividad antibacteriana de los productos textiles
• DIN EN 14119 Pruebas de textiles - Evaluación de la acción de los microhongos
• AATCC 30 Actividad antifúngica, evaluación en materiales textiles: Prueba III y IV
• AATCC 90 Evaluación de la actividad antibacteriana de los materiales textiles: Método de la placa de agar
• AATCC 100 Acabados antibacterianos en materiales textiles
• AATCC 147 Evaluación de la actividad antibacteriana de los materiales textiles: Método de las rayas paralelas
• ASTM E2149 Método de prueba estándar para determinar los agentes antimicrobianos en condiciones de contacto dinámico
• ISO 13629-1 Textiles - Determinación de la actividad antifúngica de los productos textiles - Parte 1: Método de luminiscencia
• ISO 13629-2 Textiles - Determinación de la actividad antifúngica de los productos textiles - Parte 2: Método de recuento en placa
• JIS L 1921 Textiles - Determinación de la actividad antifúngica y de la eficacia de los productos textiles
• JIS L 1902 Textiles - Determinación de la actividad antibacteriana y de la eficacia de los productos textiles

Capa intermedia: aislamiento La capa intermedia proporciona la mayor parte del aislamiento térmico del sistema y, por tanto, es especialmente relevante para los entornos fríos. Suele ser una prenda de vellón o de plumón. El nivel de aislamiento necesario depende del intercambio de calor entre el cuerpo humano y el entorno y, por tanto, varía según la actividad y las condiciones ambientales. Para conseguir el máximo aislamiento térmico, lo ideal es que esta capa tenga un alto grado de altitud -ya sea en el pelo del vellón o en el penacho de las plumas de plumón- para maximizar la cantidad de aire atrapado en el sistema para retener el calor. Las pruebas de aislamiento térmico suelen realizarse mediante métodos de placa caliente o maniquí térmico. Métodos de placa caliente calentada:

• ISO 5085 -1 Textiles - Determinación de la resistencia térmica - Parte 1: Baja resistencia térmica
• ISO 11092 Textiles - Efectos fisiológicos - Medición de la resistencia térmica y al vapor de agua en condiciones estables (prueba de placa caliente protegida contra el sudor)
• BS 4745 Determinación de la resistencia térmica de los textiles - Método de dos placas: procedimiento de presión fija, método de dos placas: procedimiento de apertura fija y método de una placa
• ASTM F1868 Método de prueba estándar para la resistencia térmica y de evaporación de los materiales de la ropa utilizando una placa caliente de sudoración

Métodos con maniquí:

• ISO 9920 Ergonomía del entorno térmico - Estimación del aislamiento térmico y la resistencia al vapor de agua de un conjunto de ropa
• ISO 15831 Efectos fisiológicos de la ropa - Medición del aislamiento térmico mediante un maniquí térmico
• ASTM F1291 Método de prueba estándar para medir el aislamiento térmico de la ropa mediante un maniquí térmico
• ASTM F2732 Práctica estándar para determinar los índices de temperatura de la ropa de protección contra el frío

La permeabilidad al aire también afecta al rendimiento del aislamiento térmico de los tejidos, por lo que podría probarse en las prendas de capa media. Las pruebas de permeabilidad al aire también pueden utilizarse para dar una indicación de la densidad y, por tanto, del rendimiento de resistencia al plumón de los tejidos resistentes al plumón, si están presentes en esta capa. Pruebas de permeabilidad al aire

• BS EN ISO 9237 Textiles - Determinación de la permeabilidad de los tejidos al aire
• ASTM D 737 Método de prueba estándar para la permeabilidad al aire de los tejidos

Capa exterior La prenda de capa exterior proporciona protección contra el entorno exterior. En el contexto de la ropa deportiva y de exterior, esto suele significar la protección contra las condiciones meteorológicas adversas, es decir, la lluvia, la nieve y el viento. Para que la capa exterior sea más eficaz, debe demostrar un alto nivel de resistencia al agua sin impedir la comodidad del usuario. Una capa exterior completamente impermeable no sería eficaz, ya que podría provocar una sudoración excesiva, lo que haría que la humedad se acumulara en el sistema de la prenda y redujera el aislamiento y la comodidad. Una capa exterior eficaz debe tener un alto nivel de resistencia al agua, así como un alto nivel de permeabilidad al vapor de agua (o "transpirabilidad") "Crear un tejido que ofrezca una buena resistencia al agua es relativamente fácil, pero hacerlo sin comprometer la transpirabilidad es difícil, ya que estas dos propiedades tienen una relación inversa en los tejidos típicos". La capa exterior en sí suele ser una construcción en capas que consiste en una membrana impermeable y transpirable laminada con un tejido exterior repelente al agua y, a menudo, con la adición de una capa interior que proporciona protección a la membrana y que también puede estar diseñada para favorecer la evacuación de la humedad, lo que aumenta aún más la comodidad del usuario. La membrana impermeable y transpirable es capaz de resistir la penetración de agua líquida y, al mismo tiempo, permitir la transmisión del vapor de agua. Esto puede lograrse mediante varios mecanismos diferentes, como la membrana microporosa hidrofóbica -película fina que contiene muchos agujeros finos para permitir el paso del vapor de agua-; la membrana hidrofílica -mecanismo de absorción, difusión y desorción del vapor de agua-; el bicomponente -combinación de película microporosa con un revestimiento hidrofílico/oleofóbico adicional-. Las pruebas para la capa exterior pueden dividirse en pruebas de resistencia/repulsión al agua, pruebas de permeabilidad al vapor de agua y pruebas de permeabilidad al aire. Pruebas de resistencia/repelencia al agua Pruebas de repelencia estática:

• Ángulo de contacto con el agua - Sistema de goniómetro - método de la gota sésil y método de histéresis del ángulo de contacto
• BS EN ISO 23232 Repelencia a los líquidos acuosos. Prueba de resistencia a la solución de agua/alcohol
• AATCC 193 Repelencia de líquidos acuosos. Prueba de resistencia a la solución de agua/alcohol
• BS EN ISO 14419 Textiles - Repelencia al aceite. Prueba de resistencia a los hidrocarburos
• AATCC 118 Repelencia a los aceites: Prueba de resistencia a los hidrocarburos.

Pruebas de repelencia dinámica:

• BS EN ISO 4920 Tejidos - Determinación de la resistencia a la humectación de la superficie (prueba de pulverización)
• AATCC 22 Repelencia al agua - Prueba de pulverización
• BS EN ISO 29865 Determinación de la repelencia al agua de los tejidos mediante la prueba Bundesmann de lluvia-ducha

Pruebas de resistencia al agua:

• ISO 22958 Textiles - Resistencia al agua - Pruebas de lluvia: exposición al rociado de agua horizontal
• BS EN ISO 18695 Textiles - Determinación de la resistencia a la penetración del agua. Prueba de penetración por impacto
• AATCC 42 Resistencia al agua: Prueba de penetración por impacto
• BS EN 20811 ISO 811 Textiles - Determinación de la resistencia a la penetración del agua - Prueba de presión hidrostática
• AATCC 127 Resistencia al agua: Prueba de presión hidrostática
• AATCC 35 Resistencia al agua: Prueba de lluvia
• NWSP 80.6 Resistencia al agua (presión hidrostática)

Pruebas de permeabilidad al vapor de agua

• ASTM E96 Método de prueba estándar para la transmisión de vapor de agua de los materiales
• ASTM F1868 Método de prueba estándar para la resistencia térmica y a la evaporación de la ropa utilizando una placa caliente de sudoración
• BS EN ISO 15496 Textiles - Medición de la permeabilidad al vapor de agua de los textiles con fines de control de calidad
• BS EN ISO 11092 Textiles - Efectos fisiológicos - Medición de la resistencia térmica y al vapor de agua en condiciones estables (prueba de la placa caliente de sudoración)
• AATCC 204 Transmisión de vapor de agua de los textiles: Resumen del método y aplicaciones recomendadas
• Método Hohenstein Watson
• Método del cilindro de sudoración EMPA

Métodos de maniquí para la permeabilidad al vapor de agua

• ASTM F 2370 Resistencia a la evaporación de la ropa utilizando un maniquí de sudoración

Pruebas de permeabilidad al aire:

• BS EN ISO 9237 Textiles - Determinación de la permeabilidad de los tejidos al aire
• ASTM D 737 Método de prueba estándar para la permeabilidad al aire de los tejidos

Desafíos de las pruebas de rendimiento

Comprender el contexto de las pruebas puede ser un reto para entender e interpretar los resultados. Por ejemplo, si trabaja en un laboratorio comercial y tiene que hacer una prueba de estabilidad al lavado o una prueba de solidez del color, puede entender el contexto porque lava su ropa en casa y, por tanto, el propósito de la prueba y sus resultados tienen sentido. Este podría no ser el caso cuando se prueban propiedades de rendimiento como la mecha; sin el contexto del uso final y cómo esta propiedad influye en el usuario, podría ser más difícil entender la importancia de la prueba. Educar a sus técnicos de laboratorio en esta área sería valioso para aumentar la comprensión. La buena noticia es que las pruebas para los tejidos de alto rendimiento pueden tener lugar en el mismo entorno de laboratorio que las pruebas de tejidos estándar, por lo que no es necesario realizar ajustes especiales en el laboratorio. Sustentar las afirmaciones como una verdadera medida del rendimiento Si un minorista hace una afirmación específica sobre la funcionalidad, suele ser para dar a la prenda un precio más elevado. Sin embargo, esta funcionalidad ha sido matizada con pruebas que demuestren la afirmación, que es donde entran en juego las pruebas de rendimiento. Como laboratorio, si un minorista se dirige a usted porque va a introducir una nueva gama de ropa de rendimiento o de ocio, entonces esperará que usted valide y corrobore las afirmaciones que quiere hacer sobre esas prendas, por ejemplo, el control de la humedad y la transpirabilidad. Existe una legislación en el Reino Unido, la UE y los EE.UU. para proteger a los consumidores de la publicidad falsa, por lo que es crucial que los minoristas y las marcas puedan respaldar las afirmaciones que se hacen en los tickets de compra. Esta legislación incluye:

• Normativa de protección del consumidor frente al comercio desleal (Oficina de Normas Comerciales, Reino Unido)
• Legislación sobre la verdad en la publicidad (en la mayoría de los estados miembros de la UE)
• La Comisión Federal de Comercio (FTC) de EE.UU., que regula el etiquetado de los productos.

Elección del instrumental de laboratorio adecuado

Los factores que hay que tener en cuenta a la hora de elegir los instrumentos para llevar a cabo las pruebas mencionadas anteriormente son

• Precisión - ¿el instrumento realiza la prueba de la forma más precisa posible, el software representa los resultados de forma precisa?
• Repetibilidad - si mi laboratorio y un laboratorio de otro país analizan las mismas muestras en las mismas condiciones, ¿proporcionará este instrumento los mismos resultados?
• Sin necesidad de formación del operario - ¿pueden los técnicos de mi laboratorio manejar este instrumento con facilidad, son los resultados fáciles de calcular y analizar?
• Cumplimiento de las normas: ¿este instrumento realiza las pruebas según las normas que necesito y existe la posibilidad de incluir otras normas en el futuro?

James Heal lanzó los cuatro primeros instrumentos de la gama de pruebas de rendimiento en 2019, seguidos de otros dos en 2021. Estos instrumentos son el comprobador de abrasión en húmedo AquAbrasion, el comprobador de índice de sequedad ProDry, el comprobador de repelencia al agua TruRain, el comprobador de gestión de la humedad WickView, el comprobador de permeabilidad al aire AirPro y el comprobador de cabeza hidrostática HydroView.

Reflexiones finales

Los fabricantes de ropa y los laboratorios de las fábricas, así como los laboratorios independientes de todo el mundo, tienen una importante oportunidad de conseguir nuevos contratos comerciales con marcas/minoristas de ropa deportiva y de rendimiento, tanto nuevas como establecidas. Así pues, ¿cómo puede utilizar sus nuevos conocimientos sobre las pruebas de rendimiento para ganar más negocios en 2019 y en adelante? Demostrando su conocimiento de esta área de pruebas de materiales de rápido crecimiento, y haciendo una inversión en el tipo correcto de instrumentos de prueba para su laboratorio, usted está demostrando su compromiso de apoyar el crecimiento de sus clientes objetivo como marca y minorista en el espacio de los textiles de rendimiento.

Fuentes:

• 'Proving Performance' - una presentación realizada por Helen Colebourn en Bureau Veritas, Conferencia ASBCI 2019
• Página web de la feria Techtextil - 'Las 12 áreas de aplicación de los textiles técnicos'
• Ruckman, J.E., 2005b. 'La aplicación de un sistema de capas a la comercialización de ropa de exterior'. Journal of Fashion Marketing and Management, 9, p.122-129.
• https://www.ukclimbing.com/articles/features/waterproof_breathable_fabric_-_explained-4556

Glosario

• Aislamiento térmico: la resistencia a la transferencia de calor por convección y radiación de las capas de ropa. Tiene en cuenta la resistencia al intercambio de calor en todas las direcciones y en toda la superficie del cuerpo. Es un promedio de las partes del cuerpo cubiertas y descubiertas. Esta definición única permite introducir la ropa en la ecuación de equilibrio térmico. (Interpretado de: Science Direct)
• Resistencia a la evapor ación: es la resistencia a la transferencia de calor por evaporación y transferencia de vapor a través de las capas de ropa. En cuanto al aislamiento, también se refiere a toda la superficie del cuerpo. En realidad, la propiedad es una resistencia a la transferencia de vapor. La transferencia de calor sólo se produce cuando el sudor se evapora en la piel y se transporta al entorno por difusión o convección. (Interpretado de: National Centre for Biotechnology Information)
• Pruebas de rendimiento - Las pruebas físicas de los materiales se centran en la función más que en el atractivo estético.
• Textiles técnicos - Un textil técnico es un producto textil fabricado con fines no estéticos, donde la función es el criterio principal. (Fuente: página web de Techtextil)

Descubra más sobre nuestra nueva gama de pruebas de rendimiento aquí:

• Comprobador de abrasión en húmedo AquAbrasion
• Comprobador de velocidad de secado ProDry
• Comprobador de repelencia al agua TruRain
• Comprobador de gestión de la humedad WickView
• Comprobador de permeabilidad al aire AirPro
• Comprobador de carga hidrostática HydroView