Характеристика льономістких тканин

Назва		К* 1	К 2	К 3	К 4	К 5	К 6	К 7	К 8	К 9
Кількість ниток на 10см	о	160	200	140	190	160	140	220	260	127
	у	140	180	110	170	120	100	170	180	100
Поверхнева густина, г/м2		220	165	195	200	235	310	209	210	265
Вид переплетення		жакар дове	полот няне	полот няне	полот няне	полот няне	полот няне	репсо ве	полотняне	полот няне
Сировинний склад, %		100 льон	100 льон	100 льон	100 льон	100 льон	100 льон	65 ПЕ 25 Віс 10 льон	52,8 льон 46 бавовна 1,2 лайкра	60 льон 40 бавовна

Для встановлення передумов утворення формостійких клейових пакетів визначались механічні та реологічні властивості моношарів пакетів. Встановлено, що льономісткі тканини та прокладкові матеріали характеризуються широким діапазоном значень показників динамічного модуля пружності E_д, декременту затухання d, статичного модуля пружності Е_ст, жорсткості ЕІ та незминальності c (Е_ст= 0,2¸60 МПа, Е_д= 1¸50 МПа, d= 0,18¸0,56, c=25¸55 %, ЕІ= 0,05¸10 мН*см²), що зумовлює певні труднощі при підборі матеріалів у пакети.

Виявлено ідентичний характер зміни статичного і динамічного модуля в'язкої пружності, чим підтверджено спорідненість обох показників. Як бачимо (рис. 1), лляні тканини мають хрестоподібну форму показників E_д, Е_ст з максимумом в подовжньому напрямку. У той же час, монострейчеві тканини, до яких належать К8 та К9, мають чітко визначені основні характеристики E_д, Е_ст. Така ж закономірність притаманна й клейовим матеріалам. На основі цього обґрунтовано необхідність встановлення впливу пружних властивостей моношарів на формостійкість дубльованих пакетів.

Загальним при формуванні полів ЕІ лляних тканин є хрестоподібний, симетричний характер розподілу показників. При цьому для більшості тканин домінуючим являється основний напрямок, ЕІ під кутом 45^о є найменшою. Жорсткість тканин верха майже в 10 раз перевищує ЕІ прокладок. Найбільша незминальність c спостерігається під кутом 45º. За характером розподілу конфігурація полів жорсткості нагадує полярні діаграми динамічного модуля пружності, а незминальності – полярні діаграми декременту затухання.

К2	К3	К4	К8
	а)
К2	К3	К4	К8
	б)
Рис. 1. Полярні діаграми: а)динамічного модуля пружності Ед, МПа; б) статичного модуля пружності Ест, МПа лляних тканин К2-К4, К8

З урахуванням структурної анізотропії показників Е_д, EІ, c зроблено практичні рекомендації щодо виготовлення формостійких конструкцій із льономістких матеріалів без хімічного втручання в їх структуру. Деталі швейних виробів із тканин з вираженою анізотропією властивостей необхідно розкроювати таким чином, щоб локуси максимальних деформацій згину, які зумовлюють складкоутворення, співпадали з напрямками найменшої зминальності та жорсткості: для досліджуваних тканин таким є діагональний напрямок.

На основі висунутих гіпотез про існування взаємозв’язку між досліджуваними властивостями проведено кореляційний аналіз показників Е_ст, Е_д, d, EІ, c, результати якого підтвердили існування кореляційного зв’язку між d та c (r =0,724), Е_ст та Е_д (r = 0,824), Е_д та EІ (r = 0,796) із ймовірністю 95%, що робить можливим застосування динамічних характеристик для прогнозування механічних властивостей льономістких тканин.

Поряд з властивостями вихідних матеріалів при формуванні якісного клейового з’єднання важливу роль відіграє взаємодія параметрів дублювання на різних видах дублюючого обладнання. Для пресів стаціонарного типу характерний одночасний вплив температури та тиску на поверхню, що дублюється, на протязі певного проміжку часу, а на прохідному обладнанні системи нагрівання та створення тиску діють послідовно. У зв'язку з цим, для дослідження впливу кожного з параметрів дублювання на показники жорсткості ЕІ, міцності при розшаруванні Р_р та зміну в'язкопружних властивостей клейового з'єднання для проведення експерименту були задіяні обидва зазначені види дублюючого обладнання.

При визначенні впливу параметрів дублювання на показники якості клейового з’єднання проводилась аналогія з Зінішовим колом (рис. 2), принцип якого широко застосовується в технології прання і полягає у рівнозначності впливу параметрів процесу на результат.

Рис. 2. Зміна параметрів дублювання по аналогії із Зінішовим колом

Для перевірки висунутої гіпотези застосовано теорію планування і аналізу експерименту, на основі якої створено математичні моделі процесів дублювання лляних тканин полотняного переплетення К2, К5 на пресі:

У_Рр=5,96 + 2,18 Х1+ 5,22 Х2 + 3,85 Х3;

У_ЕІ=4,46 + 0,6 Х2 - 0,71 Х2 Х3+ 0,39 Х3 - 0,55 Х3²;

на установці прохідного типу:

У_Рр=6,81+ 5,26 Х1 + 2,05 Х2 + 2,15 Х3;

У_ЕІ=4,05 + 0,17 Х1 + 0,24 Х1² - 0,22 Х2².

Адекватність моделей підтверджена значеннями коефіцієнтів кореляції (r=0,7¸0,95).

Визначення впливу кожного із факторів на Р_р та ЕІ здійснювалось за допомогою однофакторних залежностей, отриманих на базі математичних моделей, при стабілізації одного із факторів на рівнях +1, 0, -1, які графічно представлені на рис.3, рис.4. Аналіз отриманих моделей дозволяє визначити раціональні параметри дублювання, які забезпечують рекомендований рівень якості (Р_р≥0,3 даН/см, ЕІ≥2,7х10⁴ мкН*см²):

• на пресі:P=3,5 Н/см², Т=110°С, t=16 с;

P=2,5 Н/см², Т=150°С, t=8 с;

• на установці прохідного типу:

при P=25 Н/см²: Т=150°С, t=12 м/хв; Т=110°С, t=16 м/хв;

при P=15 Н/см² : Т=150°С, t=8 м/хв; Т=130°С, t=12 м/хв.

В порядку зменшення величини впливу параметри утворюють наступний ряд: установка прохідного типу – DP>DT>Dt; прес – DT>Dt>DP, що доводить відсутність взаємозв’язку між Зінішовим колом та процесом дублювання.

а)

б)

Рис. 3. Взаємозалежність між розшаровувальним зусиллям та параметрами процесу дублювання для: а) пресу; б) установки прохідного типу

а)

б)

Рис. 4. Взаємозалежність між жорсткістю та параметрами процесу дублювання для: а) пресу; б) установки прохідного типу

На основі отриманих результатів розроблено рекомендації по дублюванню льономістких тканин, які знайшли практичне втілення на швейному підприємстві. Зростання міцності клейового з'єднання на установці прохідного типу досягається за рахунок збільшення тиску, тоді як на плоскому стаціонарному пресі – температури. При цьому в обох випадках жорсткість також зростає. Тому при підборі параметрів дублювання необхідно знаходити компромісне рішення між показниками Р_р та ЕІ в залежності від вимог до виробу, деталі якого дублюються.

В результаті дослідження показників якості пакетів, утворених льономісткими тканинами з різною поверхневою густиною, в рамках матриці планування експерименту, створено уніфіковану модель залежності розшаровувального зусилля від температури та часу:

Р_р = - 3,88 + 0,04Т + 0,15t,

область дії якої поширюється на процеси дублювання лляних тканин полотняного переплетення К1¸К6 (m_s=150÷250 г/м²) прокладковими матеріалами з подвійним точковим покриттям щільністю 52 точок/см² МЕ-8855/98 (m_s=70 г/м²), SE-6935/87 (m_s=51 г/м²), що підтверджено експериментально (r=0,91÷0,98). Показник жорсткості пакетів на основі тканин К1¸К6 адекватно описується рівняннями другого порядку. Раціональними параметрами дублювання досліджуваної групи тканин згідно розроблених моделей можна вважати:

Р = 15 Н/см², Т = 130ºС, t = 12 м/хв;

Р = 15 Н/см², Т = 150ºС, t = 8 м/хв;

що відповідає зазначеній вище області дублювання на установці прохідного типу.

Використання в якості предметів досліджень прокладкових матеріалів фірми Саmela (Польща) з різною масою клейового покриття (m=6÷20 г/м²) дозволило вперше у вітчизняній практиці встановити вплив маси клею на міцність клейового з’єднання. В рамках реалізації експерименту типу В₃ отримано математичні моделі процесу дублювання льонобавовняних тканин К8, К9, адекватні досліджуваному процесу (r ≥ 0,9):

У(К8) = 3,28 + 0,63 Х – 0,22 Х1² + 0,14 Х2 + 0,34 Х3;

У(К9) = 6,49 + 2,83 Х1 + 1,04 Х2 + 0,92 Х3.

За допомогою однофакторних моделей, отриманих шляхом стабілізації одного з факторів на рівнях +1, 0, -1 (рис.5), були визначені раціональні параметри дублювання льонобавовняних тканин прокладковими матеріалами з різною масою клейового покриття:

для тканини К8: 1) при m = 8 ÷ 12 г/м² , Т = 175 ^оС, t = 14 c;

2) при m = 12 ÷ 16 г/м² , Т = 160 ^оС, t = 17 c;

3) при m = 18 ÷ 20 г/м² , Т = 160 ^оС, t = 11 c;

для тканини К9: при m = 8 ÷ 20 г/м² , Т = 145 ^оС, t = 14 c.

Мікроскопічні дослідження клейових з’єднань дозволили встановити механізм адгезії в пакетах із льонобавовняних тканин та прокладкових матеріалів. Встановлено, що для даної групи тканин міцність при розшаруванні повністю залежить від умов вплавлення ворсистої структури тканини верха в розплав клейової компоненти. Величина розшаровувального зусилля може визначатись кількістю вплавлених волокон, їх розривною міцністю та силою зчеплення волокон в нитці.

При дослідженні впливу процесів дублювання на в’язкопружні властивості пакетів, враховувались різні варіанти взаємоорієнтації осей пружної симетрії тканини верха та прокладок (основа-основа „О-О”; основа-45º “О-45º”, основа-уток „О-У”). Характерна закономірність трансформації полів ЕІ, Е_д та d наведена на рис. 6. Особливості формування полів ЕІ, Е_д і δ дають підставу вважати, що в процесі дублювання відбуваються істотні зміни на рівні макроструктури матеріалів, що склеюються. За певних умов взаєморозміщення геометричних осей пружності вихідних анізотропних матеріалів можна одержати пакети з трансверсально ізотропними характеристиками. При цьому, такими процесами можна керувати, адаптуючи конфігурацію полів до умов формування експлуатаційних навантажень на елементи одягу.

З урахуванням цього, обґрунтовано використання зазначених варіантів клейових пакетів для формування різних ділянок швейних виробів з позицій забезпечення раціональної жорсткості та пружності (рис. 7): схеми О-О для фронтального дублювання; схеми О-45^о – для дублювання лацканів, краю борту та подвійного дублювання пілочок; схеми О-У – для дублювання низу рукавів, низу виробу та дрібних деталей.

Рис. 7. Застосування різних варіантів взаєморозміщення подовжнього напрямку тканини верха та прокладки при дублюванні деталей піджака

	а)
	б)
Рис. 5. Визначення раціональних параметрів дублювання тканини К8 (а) та тканини К9 (б) при: T=145оС; Т=160оС; Т=175оС

Error: Reference source not found

Рис. 6. Полярні діаграми: а) жорсткості ЕІ·103, мкН*см2; б) динамічного модуля пружності Ед, МПа; в) декременту затухання d при різному взаєморозміщенні моношарів у пакеті (О-О, О-45о, О-У)

В четвертому розділі наведені результати дослідження експлуатаційної надійності клейових пакетів із льономістких тканин.

Аналіз впливу вологої чистки на механіко-технологічні показники пакетів показав, що в результаті п’яти вологих чисток ЕІ пакетів зменшується, в середньому, на 10%, тоді як Р_р збільшується, в середньому, на 5%; значення Е_д зменшується, в середньому, на 40%, а значення показника d збільшується на 20%. Найбільший вплив чинить перша волога чистка, що, на нашу думку, зумовлене змінами в структурі лляних волокон (вихід на поверхню хімічно активних елементів лігніну, часткова руйнація апрету), при чому цей процес має місце і при наступних чистках, хоча в меншій мірі. Після третьої-п’ятої вологої чистки відбувається стабілізація значень показників. Тому при визначенні технологічних режимів дублювання необхідно враховувати можливі зміни показників ЕІ, Е_д та d після вологої чистки. Волога чистка чинить незначний вплив на стабільність структури пакетів, що чітко виявляється на особливостях конфігурації полів Е_д, ЕІ, та d (рис. 8). Найкращий варіант дублювання представляє собою пакет на основі прокладки 45515/XL96 з подвійною клейовою точкою, так як для нього характерні найменші коливання Е_д,d, ЕІ та Р_р в процесах вологої чистки.

Як і волога чистка, процеси прання зумовлюють зменшення показника ЕІ та збільшення Р_р (рис. 9). Зроблене припущення, що такий характер змін обумовлений частковим вимиванням апретуючих речовин в процесі прання та підвищенням адгезивної активності поверхні волокон, яке підтверджується втратою маси пакетів в процесах прання (Dт=5¸10%).

а)	б)
Рис. 9. Зміна показників: а) жорсткості ЕІ; б) розшаровувального зусилля Рр пакетів на основі тканини К8 під впливом прання

Отримані дані мають в своїй основі той же механізм впливу вологи на структуру лляних тканин, що і в процесах вологої чистки. Але зміни значень показників ЕІ та Р_р більш виражені, що можна пояснити збільшенням в процесах прання гігротермічного навантаження.

Оцінюючи в цілому отримані результаті, слід відмітити перспективність використання вологої чистки для догляду за швейними виробами із льономістких тканин. На відміну від

Error: Reference source not found

Рис. 8. Полярні діаграми: а) динамічного модуля пружності Ед, МПа; б) жорсткості ЕІ·103, мкН*см2; в) декременту затухання d пакетів О-О на основі тканини К8 та прокладки 45515/XL16-V

прання, волога чистка не впливає на стабільність структури багатошарових з’єднань, а в порівнянні з хімочищенням, – гарантує збереження екологічних властивостей виробів із льономістких тканин в рамках вимог EСO-TEX 100, що особливо важливо для догляду за екологічно чистими виробами, в тому числі дитячого асортименту.

В п’ятому розділі проводився аналіз формостійкості отриманих пакетів і вирішувалось питання розробки методу оцінки формостійкості швейних виробів із льономістких тканин. Показники формостійкості льономістких тканин та пакетів визначались методом експертної оцінки. Найбільш вагомими факторами, які впливають на формостійкість тканин, виявились незминальність c, жорсткість ЕІ, залишкова деформація при розтягненні e_зал, зміна лінійних розмірів після мокрих обробок ЗЛР. Формостійкість пакетів, крім зазначених показників, визначається також розшаровувальним зусиллям Р_р. Отримані значення коефіцієнтів конкордації (W=0,682; 0,652) свідчать про високий рівень узгодженості думок експертів, так як розрахункові c_р² і табличні c_т² критерії Пірсона відповідно дорівнюють: c_р²= 95,49, c_т²= 14,1; c_р²= 117,35, c_т²= 16,9.

Для виконання комплексної оцінки формостійкості лляних тканин та пакетів з врахуванням їх структурної анізотропії, до розрахунків були залучені значення перерахованих вище показників формостійкості не лише в подовжньому напрямку, як прийнято, а й в діагональному та поперечному. За рахунок цього кількість показників збільшилась, що зумовило необхідність перерахунку коефіцієнтів значимості G_i у відповідності з умовою G_i=G_i-o+G_i-y+G_i-45=1, де G_i-o= =0,4G_i, G_i-у=G_i-45=0,3G_i – коефіцієнти значимості в подовжньому, поперечному та діагональному напрямку.

За результатами комплексної оцінки в порядку зменшення формостійкості отримали наступний ряд: льономісткі тканини: К3-К4-К5-К6-К8-К2-К1 льономісткі пакети К4-К5-К2-К3-К8-К6-К1. Результати градації льономістких тканин та пакетів наведені в табл. 2. Найкращою формостійкістю володітимуть вироби, виготовлені з тканин К3, К4, К5. Застосування тканини К1 для виготовлення одягу можливе за умови зменшення її жорсткості та зминальності.

Таблиця 2