3. Процесс пиллеобразования, как один из факторов начала износа.

Пиллингуемость. На начальной стадии процесса истирания образуются пилли — рыхлые комочки из спутанных волокон, которые более или менее прочно удерживаются на поверхности текстильного материала с помощью нескольких так называемых якорных волокон.

Процесс образования пиллей условно можно разделить на этапы.

Вначале происходит подъем над поверхностью материала свободных кончиков волокон и образуется заметная ворсистость или мшистость.

Затем волокна начинают группироваться, перепутываться и образовывать рыхлые комочки. Далее часть волокон обрывается и запутывается в комочки, которые уплотняются и удерживаются на трех-четырех якорных волокнах.

И наконец происходит отрыв пиллей от поверхности материала.

Пилли появляются прежде всего на материалах, изготовленных из пряжи (особенно аппаратной), и на поверхности которых в достаточном количестве располагаются концы волокон. На поверхности материалов из текстурированных нитей выступают петельки элементарных нитей, которые при истирании могут вытягиваться и перепутываться, образуя пилли. На материалах из комплексных нитей пилли могут не образовываться или появляются значительно позднее, когда при истирании разрушается достаточное количество нитей, чтобы образовать ворсистость поверхности. Четкая корреляционная зависимость существует между степенью электризации материала и пиллингуемостью.

Ухудшение внешнего вида изделия связано не столько с процессом образования пиллей, сколько с их продолжительным присутствием на поверхности материала. При этом комочки уплотняются, загрязняются и становятся более заметными. Появляющиеся на поверхности материалов из шерстяных, шелковых, хлопковых и вискозных волокон пилли быстро удаляются и в связи с этим менее заметны. Наибольшей склонностью к пиллингуемости обладают материалы из синтетических волокон и нитей и смешанной пряжи, в которой присутствуют синтетические волокна. Это связано с высокой прочностью синтетических волокон по сравнению с натуральными и искусственными волокнами. Поэтому якорные волокна могут дольше удерживать пилли на их поверхности. Наиболее устойчиво пилли удерживаются полиамидными волокнами, в меньшей степени — полиэфирными и полиакрилонитрильными.

Для уменьшения пиллингуемости материала используют специальные виды обработки его поверхности: нанесение специальных пленкообразующих веществ, препятствующих миграции волокон; облучение материала ультрафиолетовыми лучами для снижения прочности волокон, расположенных на поверхности, что обеспечивает быстрый отрыв пиллей.

Пиллингуемость оценивают числом пиллей, приходящихся на единицу площади пробы после ее истирания заданным числом циклов.

Пиллингуемость шелковых тканей определяют на пиллингометре конструкции ВНИИПХВ (ГОСТ 14326 — 73).

Испытание проводят в 2 этапа: первый — образование ворсистости при качательном движении в течение 300 циклов; второй — образование пиллей при круговом движении держателя. Периодически через заданное число циклов подсчитывают количество пиллей на поверхности ткани площадью 10 см². За показатель пиллингуемости принимают максимальное их число.

Пиллингуемость материала в определенной степени является показателем качества, и поэтому стандартами предусматриваются ее допустимые нормы (табл. 23).

Таблица 23

Нормы пиллингуемости шелковых тканей

Ткани	Число пиллей на 10 см2, не более	ГОСТ
Платьевые и платьево-костюмные:
- из натуральных и химических нитей по основе с применением текстурированных нитей и пряжи из различных волокон - из смешанной пряжи с синтетическими волокнами	4	28253-89
	5	29223-91
Костюмные из химических волокон	4	29223-91
Плащевые из химических волокон	5	29222-91
Корсетные из химических волокон и нитей	6	29253-91
Сорочечные из химических нитей и смешанной пряжи
	3	11518-88

В соответствии с ГОСТ 25132—82 для шелковых и полушелковых тканей установлены следующие группы пиллингуемости:

Группа пиллингуемости Число пиллей на 10 см²

Непиллингующаяся........................................ 0

Малопиллингующаяся....................................1 — 3

Среднепиллингующаяся.................................4 — 6

Для определения пиллингуемости шерстяных тканей используют прибор ТИ-1М с абразивом из серошинельного сукна. Подсчет числа пиллей на пробе проводят через каждые 100 циклов истирания. В качестве показателя пиллингуемости принято число пиллей на поверхности ткани площадью 1 см². Если после 500 циклов истирания пилли не образуются, ткань оценивается как непиллингующаяся.

Нормы стойкости шерстяных тканей к пиллингу (ГОСТ 28000— °8) приведены ниже:

Ткани Число пиллей

на 1 см², не более

Костюмные камвольные...................................... 0

» тонкосуконные...................................... 2

Платьевые камвольные........................................ 1

» тонкосуконные......................................... 2

Пальтовые камвольно-суконные......................... 2

Степень закатываемоемости ворса драпов и ворсовых пальтовых тканей оценивается сравнением с фотоэталонами и должна быть не выше «Слабой».

Пиллингуемость полульняных тканей с содержанием синтетических волокон проводится на приборе ПЛТ-2 (ГОСТ 15968 — 87, табл. 23). Полоску ткани размером 40 х 200 мм подвергают истиранию кареткой, совершающей возвратно-поступательные движения. Для определения максимального числа пиллей на участке площадью примерно 24 см² подсчет начинают после 2500 циклов истирания, а затем через каждые 500 циклов до начала убывания числа пиллей.

Таблица 24

Нормы устойчивости полульняных тканей к пиллингу

(ГОСТ 15968 — 87)

Ткани	Число пиллей, не более, для тканей
	улучшенного качества	остальных
С массовой долей синтетических волокон менее 50%: полотняного переплетения мелко- и крупноузорчатого переплетений С массовой долей синтетических волокон 50% и более: полотняного переплетения мелко- и крупноузорчатого переплетений	2 4 3 7	4 6 5 9

Примечание. Устойчивость к пиллингу тканей с массовой долей синтетического волокна до 15 % не определяется.

Пиллингуемость трикотажных полотен в соответствии с ГОСТ 30388-95 (Р 50025-92) определяется с помощью устройства УПОЗ-1. Пробы размером 105 х 105 мм закрепляют на трубках, которые помещают во вращающуюся камеру, где они подвергаются хаотическому трению друг о друга в течение 3 ч. После испытания с помощью шаблона подсчитывают число пиллей на поверхности полотна площадью 100 х 100 мм (табл. 25).

Таблица 25

Нормы устойчивости к пиллингу трикотажных полотен

(ГОСТ Р 50719-94)

Полотна	Число пиллей на 100 см2, не более
Классических переплетений:	20 20 15 25
- из смешанной пряжи и ее сочетаний с другими видами пряжи - из смешанной и ПАН пряжи в сочетании с химическими нитями до 40 % включительно - из смешанной и ПАН пряжи в сочетании с химическими нитями свыше 40 % - из ПАН пряжи.
Из смешанной и ПАН пряжи и ее сочетаний с другими видами пряжи и химических нитей с кругловязального и плосковязального оборудования 3-8-го класса, полуфабрикаты ручного вязания из смешанной и ПАН пряжи	10

На начальных стадиях истирания в местах интенсивного трения и давления появляется заметный блеск, лоск. Чаще всего в изделии Материал лоснится в области сидения, коленей, локтей, застежки, входа в карманы. Изучение этого явления показало, что существует несколько причин появления лоска. Прежде всего, это снижение ворсистости за счет удаления или значительного укорочения волокон, выступающих на поверхности материала. В структуре ткани и трикотажа заметно изменяется форма волн, образуемых нитями. На залоснившихся участках волны вместо округлой формы в верхней части приобретают плоскую форму, нити несколько сплющиваются. Все эти изменения создают условия для увеличения доли зеркального отражения светового потока, что проявляется как повышенный блеск. При отпаривании сохранившиеся концы волокон приподнимаются, волны нитей приобретают менее плоскую форму и в результате блеск истертых участков на некоторое время уменьшается.

С поверхности материалов, имеющих более или менее плотный ворсовой застил, на начальной стадии истирания наблюдается интенсивное удаление волокон, в результате чего происходит оголение переплетения, т. е. появляются потертости. Для швейных изделий, изготовленных из таких материалов, появление потертостей является критерием износа. Для материалов с ворсовым застилом стандартами предусматривается оценка устойчивости ворса к истиранию.

Устойчивость ворса к истиранию шерстяных тканей определяется на приборе ТИ-1М при использовании абразива из серошинельного сукна (ГОСТ 9913 — 90). Снятие ворса определяют визуально через каждые 100 циклов истирания до полного оголения переплетения. Аналогичным методом определяют стойкость к истиранию до оголения каркаса нетканых полотен. Согласно ГОСТ 28000- 88 стойкость ворса шерстяных тканей к истиранию должна быть не менее 400 циклов для женских и 600 циклов для мужских драпов и 200 циклов для пальтовых тканей.

Этот показатель для футерованного трикотажного полотна с начесом оценивается потерей массы ворса после 300 циклов истирания на приборе ТИ-1М с жестким абразивом (ГОСТ 12739 — 75).

В соответствии с ГОСТ 16486 — 93 предусмотрены следующие нормы:

Группа устойчивости Потеря массы

к истиранию ворса, г

Особо прочная................................................Не более 0,25

Прочная...................................................................0,25-0,50

Обыкновенная.........................................................0,51-0,70

После удаления ворса с поверхности дальнейшее истирание вызывает постепенное, а затем и окончательное изнашивание собственно структуры материала.

Устойчивость к истиранию текстильных материалов зависит от их физико-механических свойств, износостойкости волокон, прочности их закрепления в структуре. Материалы, имеющие значительную долю обратимой деформации, обладающие гибкостью и мягкостью, более устойчивы к трению. Истирание ткани, трикотажных и нетканых полотен происходит по опорной поверхности, т.е. в местах контакта с истирающей поверхностью. Чем больше опорная поверхность, тем меньше интенсивность ее износа, так как давление распределяется на большей площади и, следовательно, истирающее усилие слабее.

Характер и величина площади опорной поверхности ткани определяются высотой рельефа и радиусом кривизны волн нитей, образующих ее. На участках гребней волн при истирании происходят постепенное разделение пряжи и комплексных нитей на отдельные волокна и элементарные нити, их разрушение и выпадение. На равноопорной поверхности разрушаются обе системы нитей, на основоопорной или уточноопорной — та система нитей, которая выступает на поверхность.

Для повышения износостойкости на лицевую сторону ткани часто выводят ту систему нитей, которая обладает большей устойчивостью к истиранию. На радиус кривизны волн нитей существенное влияние оказывает вид переплетения: чем больше длина перекрытия, тем больше радиус кривизны и, следовательно, выше устойчивость к истиранию.

Износостойкость трикотажа, как и ткани, зависит от структуры и опорной поверхности. Чем больше застил поверхности полотна, тем выше показатель устойчивости к истиранию. Почти прямолинейный характер имеет зависимость устойчивости к истиранию от показателей длины нити в петле, числа петель на единице длины по вертикали и горизонтали, линейной плотности нитей. Однако Износ трикотажа происходит быстрее, чем ткани, так как разрушение даже одной нити приводит к спуску петель.

Основной причиной сравнительно быстрого износа при истирании холстопрошивных нетканых полотен является недостаточно Прочное закрепление волокон в структуре. При истирании вначале разлохмачивается поверхность, выпадают волокна, обнажается прошивка, которая затем также разрушается.

Отделочные операции в одних случаях увеличивают, а в других — уменьшают устойчивость текстильных материалов к истиранию. Использование препаратов для придания материалам несминаемости, малоусадочности, формоустойчивости, гидрофобности зачастую приводит к значительному снижению износостойкости.

А такие отделочные операции, как мерсеризация, лощение и т. п. повышают стойкость к истиранию.

Критерием износостойкости текстильных материалов к истиранию, принятым в качестве стандартного, является выносливость — число циклов истирания до появления отверстия (дыры). Так как устойчивость материала к истиранию в значительной степени зависит от его массы, то при сравнительном анализе определяют коэффициент устойчивости К_у к истиранию по формуле

К_у = n/M_s,

где п — число циклов истирания до разрушения пробы;

M_s — поверхностная плотность материала, г/м².

Устойчивость материала к истиранию может оцениваться коэффициентом износостойкости К_ОУ, определяемым путем сравнения выносливости п данного материала с выносливостью п_э эталонного материала:

К _о,у = п / п_Э.

В качестве эталонного материала для шерстяных тканей используют чистошерстяную камвольную костюмную ткань бостон арт. 1203. Выносливость тканей при истирании является важным показателем их качества и нормируется стандартами общих технических условий в зависимости от волокнистого состава, вида нитей, поверхностной плотности (табл. 26).

Согласно ГОСТ 16486 - 93 в зависимости от устойчивости к истиранию трикотажные полотна разделяют на три группы: особо прочная, прочная и обыкновенная, которые указываются в стандартах и технических условиях по отдельным видам полотен (табл. 27).

Таблица 26

Нормы выносливости одежных тканей при истирании

Ткани	Поверхностная плотность, г/м2	Выносливость, циклы	ГОСТ
Хлопчатобумажные: - платьевые с разрезным ворсом сорочечные бельевые В том числе: гринсбоны корсетные	До 300 включительно Свыше 300 - Свыше 110 до 150 включительно — —	900 1500 400 600 1000 700	29298-92 29298-92 29298-92 29298-92 29298-92 29298-92
Льняные: - блузочные, сорочечные и платьевые - платьевые - костюмные, костюмно-платьевые с массовой долей синтетических волокон: до 33% до 70 % - детские - бельевые: чистольняные и льняные переплетения: полотняного узорчатого -полульняные	До 150 до 200 » 300 » 300 » 165 » 250 » 145 Свыше 145 —	3000 5000 7000 12 000 2000 4000 6000 9000 6000	15968-87 15968-87 15968-87 15968-87 15968-87 15968-87 Р 50105-92
Шерстяные: - платьевые камвольные: чистошерстяные полушерстяные - тонкосуконные: чистошерстяные полушерстяные - костюмные: чистошерстяные полушерстяные с ВПэф - остальные - пальтовые камвольно-суконные	— — — — — - — -	2000 4000 2000 3000 4000 4500 4000 4000	28000-88 28000-88 28000-88 28000-88 28000-88 28000-88 28000-88 28000-88

Окончание табл. 26

Ткани	Поверхностная плотность, г/м2	Выносливость, циклы	ГОСТ
Шелковые: платьевые и платьево-костюмные из смеси вискозных, модальных и хлопковых волокон сорочечные: - из вискозных нитей в основе и утке - из вискозных нитей с вискозной, хлопковой и лавсановой пряжей - из синтетических нитей с вискозными нитями, хлопковой и вискозно-лавсановой пряжей корсетные из химических нитей и пряжи подкладочные из химических нитей и пряжи: для высококачественных изделий для повседневной одежды для внутренних деталей одежды для головных уборов	До 150 включительно Свыше 150 до 200 Свыше 200 — — — — — — — —	150 200 300 700 900 2000 1500 850 800 1000 500	29223-91 29223-91 29223-91 22542-82 22542-82 22542-82 29013-91 20272-96 20272-96 20272-96 20272-96

Таблица 27

Нормы выносливости трикотажных полотен по группам

Группа устойчивости к истиранию	Число циклов истирания до разрушения пробы
	Для полотен с поверхностной плотностью более 250 г/м2 из объемной пряжи, полушерстяной пряжи с нитроном (> 50%) и в сочетании с другими пряжей и нитями; из чистошерстяной и полушерстяной пряжи с нитроном (>50%); из натурального сырья и с искусственными нитями жаккардовых переплетений	Из всех других видов сырья с поверхностной плотностью, г/м2
		< 250	>250
Особо прочная Прочная Обыкновенная	121 и более 61-120 30-60	201 и более 101-200 50-100	61 и более 31-61 15-30

Лабораторные испытания стойкости материалов к истиранию. При разработке или выборе лабораторных методов испытания текстильных материалов на истирание исследователи руководствуются прежде всего двумя принципами: с одной стороны, испытания не должны занимать много времени, с другой — они должны по возможности точно моделировать реальные условия изнашивания материала в изделии.

Для определения стойкости к истиранию текстильных материалов используют различные приборы и методы, основанные на ориентированном или неориентированном истирании по поверхности или сгибам с применением мягких или жестких абразивов.

Как показали исследования, наиболее близким по характеру разрушения материала при опытной носке является неориентированное истирание мягким абразивом (серошинельное сукно, капроновая щетка и т.п.). Однако они достаточно быстро теряют свою истирающую способность и требуют частой замены. В качестве жестких абразивов применяют наждачные и корундовые поверхности, которые обеспечивают быстрое истирание материала и долго сохраняют истирающую способность. Однако истирание жестким абразивом вызывает чаще всего микросрезание волокон и их растаскивание, что не соответствует усталостному износу материла в одежде. Существенное влияние на характер и продолжительность истирания оказывает статическое давление абразива на материал. С увеличением давления происходит более глубокое взаимное вне­дрение поверхностей абразива и испытываемой пробы, что приводит к изменению характера истирания.

Для хлопчатобумажных, льняных, шелковых, смешанных тканей используют прибор ДИТ-М (ГОСТ 18976-73), обеспечивающий неориентированное истирание серошинельным сукном. Для испытания шерстяных тканей и нетканых полотен (ГОСТ 9913-90) и трикотажа (ГОСТ 12739-85) предназначен прибор ТИ-М1, работающий по принципу неориентированного истирания мягким и жестким абразивами. Стойкость к истиранию по сгибам рекомендуется определять для шерстяных и полушерстяных тканей на приборе ИС-3 с ориентированным истиранием серошинельным сукном, а для остальных тканей — на приборе ИТИС с абразивом в виде капроновой щетки (ГОСТ 16733- 71).

Во всех случаях лабораторные испытания только частично воспроизводят износ от истирания, имеющий место при эксплуатации швейного изделия. При носке текстильные материалы в изделии разрушаются в результате длительных, но слабых истирающих воздействий. Циклы истирания происходят с большими промежутками во времени, когда волокна успевают отрелаксировать. На приборах циклы истирания повторяются настолько часто, что наступает преждевременная динамическая усталость волокон, уменьшаются упругие и эластические деформации. Одновременно увеличиваются пластические деформации, что приводит к неравномерному распределению сил сопротивления изнашиванию и ускоряет процесс разрушения материала.