5. Влажно-тепловая обработка деталей
Под влажно-тепловой обработкой (ВТО) швейных изделий понимают специальную обработку деталей или изделия влагой, теплом или давлением с помощью специального оборудования [9]. При изготовлении одежды ВТО составляет 15–25 % всей трудоемкости обработки изделия (в зависимости от вида изделия и ткани). Влажно-тепловая обработка бывает внутрипроцессная (производится в процессе обработки изделия) и окончательная (при отделке готовой продукции).
5.1. Способы формообразования деталей швейных изделий
В соответствии с видами воздействия на исходный материал объемная форма швейного изделия в используемых способах формообразования может быть достигнута одним из трех способов: механическим, физико-механическим, физико-химическим [15, с. 23–28; 20, с. 117].
Конструктивный способ – это механическое воздействие на полуфабрикат с использованием членения поверхности одежды на части, т. е. детали.
Физико-механический способ – это воздействие на «грубую» структуру швейных материалов с использованием драпировочных свойств и подвижной сетчатой структуры материалов, изменения углов между нитями.
Физико-химический способ – это воздействие на «тонкую», т. е. молекулярную структуру швейных материалов. Данный метод предусматривает несколько видов обработки:
сухая тепловая обработка (температура+давление) – для материалов с большим содержанием синтетики (более 70 %) или чисто синтетические (способ выдавливания).
ВТО, на материал воздействует тепло, давление и влага – для материалов чистошерстяных и полушерстяных с содержанием синтетических волокон (до 30 %).
ВТО с введением химических средств для изделий повышенной формоустойчивости.
Применение того или иного способа получения формы зависит от характера поверхности, степени ее кривизны, способности материала создавать требуемую форму за счет деформаций (формовочные свойства) и метода конструирования. Получение объемной формы швейных изделий в современных технологических процессах чаще всего достигается комбинированием названных способов.
Технологический способ формообразования с помощью влажно-тепловой обработки широко используется при изготовлении одежды пальтово-костюмного ассортимента из тканей с большим содержанием шерстяных волокон.
5.1. Сущность процесса вто
Весь процесс ВТО можно разделить на четыре этапа или периода [20, с. 117–120]:
1. Перевод волокон материала в высокоэластическое состояние (воздействие тепла и влаги на ткань ослабляет действие межмолекулярных сил в волокнах).
2. Формование материала, т. е. изменение конфигурации цепей волокон.
3. Сушка материала, фиксация полученной формы (при этом восстанавливаются связи между молекулами уже при новой конфигурации их цепей).
4. Охлаждение материала и окончательная фиксация формы.
На первой стадии воздействие тепла и влаги на ткань ослабляет действие межмолекулярных сил в волокнах. Благодаря этому на второй стадии процесса изменяется конфигурация цепей волокон. Удаление влаги из ткани и охлаждение ее способствует восстановлению связей между молекулами при новой конфигурации их цепей. За счет этого на следующих стадиях процесса фиксируются форма, приданная материалу на второй стадии.
Высокополимерные материалы при воздействии на них тепла могут находиться в трех состояниях (рисунок 5.1):
I – стеклообразное ( деформации очень малы и обратимы, область температур до Тс;
II – высокоэластическое ( увеличение деформации, но она остается обратимой, область температур от Тс до Тт используется при ВТО);
Тхр – температура хрупкости; Тс - температура стеклования; Тт - температура теплостойкости; Ттек – температура текучести. |
|
III – вязкотекучее (деформации необратимые). Исследования текстильных материалов показали, что термодинамические кривые материалов подобны термодинамическим кривым монолитных полимеров. Для ВТО особо важное значение имеет температура теплостойкости, при которой свойства материала изменяются обратимо при нагреве и охлаждении до комнатной темпе- |
Рисунок 5.1 – Термодинамическая кривая монолитного полимера |
|
ратуры. Нагревание материалов выше Тт приводит к резкому и необратимому росту деформации в результате перехода полимера в вязкотекучее состояние. Это состояние используется для соединения деталей одежды термопластичными клеями и сваривания термопластичных материалов.
На каждой стадии процесса ВТО необходимо выдерживать определенную температуру и влажность. Подготовка материалов к формованию должна заканчиваться при температуре не превышающей 90–100 0С, при которой происходит конденсация пара на волокнах, и ткань переходит в высокоэластическое состояние. Температура рабочей среды на второй стадии должна равняться 105–120 0С. Полученная форма должна фиксироваться при быстром охлаждении волокон до температуры ниже Тс. Для ВТО швейных изделий особо важное значение имеет температура, при которой ткань способна к обратимому изменению своих свойств при нагревании и последующем охлаждении.
Формование материала происходит при воздействии тепла и давления. В период насыщения материала влагой ослабляются отдельные меж- и внутримолекулярные связи волокон, увеличивающие возможность деформации материала. С помощью давления греющей поверхности обеспечивается необходимое изменение конфигурации молекулярных цепей, в результате чего происходит необходимое формование материала. Подготовка материала к формованию должна заканчиваться при температуре, не превышающей 90–100 0С, при которой происходит конденсация пара на волокнах и материал переходит в стадию высокоэластического состояния. Сушка и фиксация формы изделия сопровождается удалением из материала физико-механически связанной влаги и образованием новых меж- и внутримолекулярных связей, за счет чего осуществляется закрепление новой формы деталей и изделий. Сушка и охлаждение могут происходить естественным и искусственным путем (рисунок 5.2).
1 – естественным
путем; 2
– с обдувом; 3
– с отсосом паров. В
результате получаем t1<
t2 <
t3.
Рисунок 5.2 – Влияние способа сушки на время сушки
Молекулярная структура разных волокон неодинакова, поэтому эффект закрепления формы деталей неодинаков. В волокнах шерсти в высокоэластическом состоянии под действием тепла и давления происходит разрыв дисульфидных связей кератина, поэтому шерстяные материалы сохраняют устойчивую форму после сушки. В молекулах натуральных и искусственных волокон из полимеров линейной структуры отсутствуют поперечные химические связи, что затрудняет закрепление формы материалов после сушки. Затруднения по приданию и закреплению формы возникают и в синтетических материалах. Окончательная фиксация полученной формы наступает в период охлаждения материала, когда материал окончательно высушивается и охлаждается до равновесного состояния в нормальных условиях.
Таким образом, при выполнении ВТО все четыре фактора (влага, тепло, давление и время выдержки) тесно связаны друг с другом. Для выполнения процесса ВТО необходим равномерный нагрев материалов до температуры, не превышающей температуры теплостойкости материала. При этом температура греющей поверхности зависит от времени воздействия ее на материал. Для равномерного нагрева материалов увлажение должно составлять 20–30 % массы воздушно-сухого материала, а нижняя подушка пресса должна иметь температуру 110 0С, чтобы не создавать охлаждения нижних слоев материалов.