10. Изменение строения и свойств текстильных полотен в процессе переработки и использования

10.1. Определение изменения линейных размеров тканей после стирки и замачивания

Цель р,а боты. Изучение методики определения усадки тканей чогле стио-ки и замачивания.

Задание. 1. Изучить основные причины усадки тканей, характеристики усадки и методы ее определения.

2. Определить усадку ткани после стирки или замачивания, сопоставить полученные данные с нормативами и дать характеристику ткани по усадке.

3. Определить полную усадку ткани расчетно-экспериментальным мето­дом с использованием ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Усадкой называется изменение размеров изделий вследствие каких-либо воздействий. Различают линейную У/, поверхност­ную У₅ и объемную У_у усадку. Усадку выражают в процентах от первоначальных размеров изделий и вычисляют по следую­щим формулам:

У₁= 100(L₁-L₂)/L₁ (10.1)

У_S=100 (S₁-S₂)/S₁; (10.2)

Уv = 100(V₁-V₂)/V₁, (10.3)

где L, S, V — соответственно первоначальные линейные размеры (мм), площадь (мм²) и объем (мм³) пробы ткани; L_г, S₂, V₂ — то же после каких-либо воздействий.

Наибольшее изменение размеров наблюдается после стирки изделий. Для изделий, содержащих волокна шерсти, вместо стирки применяют замачивание. Усадка изделий при стирке и замачивании — результат проявления комплекса явлений, основ­ными из которых являются релаксационные процессы и набуха­ние волокон и нитей. Если первоначальные расстояния между метками проб равны 200 мм, формулы усадки ткани по основе и утку принимают следующий вид:

У ₀ = 100 (200 —L₀)/200 = 100 — 0,5L₀; (10.4)

У_у = 100 (200 — L₀)/200 = 100 - 0,5L_У, (10.5)

где L₀, Lу — расстояния между метками по основе и утку, мм.

Формулы усадки ткани по площади и объему преобразуются в следующие выражения:

У₃ = 100 - 0,0025L₀L_у; (10.6)

Yv = 100 - 0,0025L₀L_yb₂/b₁ (10.7)

где b1, b2— толщина ткани соответственно до и после стирки, мм.

Методы определения усадки делят на две группы. Методы первой группы позволяют определять частичную усадку мате­риала, вызванную однократным воздействием влажно-тепловой обработки. Эти методы являются ускоренными и зафиксированы в стандартах. Методы второй группы предусматривают опреде­ление полной (максимальной) усадки материала, проявляющие­ся в результате многократных стирок или замачиваний одной и той же пробы ткани. Общую усадку ткани в этом случае опре­деляют по формуле проф. А. Н. Соловьева [10.1]:

У₀=100— 100(1 -0,01У₁)(1 - 0,01У₂).. .(1 -0,01Y_n), (10.8)

где Y1, Уз, .-., Уп — соответственно усадка после 1-го, 2-го, ..., п-го про­цессов усаживания.

Полная усадка ткани от совместного действия X стирок (за­мачиваний) выражается эмпирической формулой

Y_о = X/(А + ВХ) = 1/[(A/X) + В], (Ю.9)

где А, В — постоянные коэффициенты.

Преобразуя эту формулу к виду 1/У₀=(А/Х)+ В и введя з нее обозначения 1/У₀ = Z. и 1/Х= U, получают уравнение

Z = АU + В, или ΣZ = AΣU + ΣB

Разделив экспериментальные данные по усадке тканей на две части, подставив соответствующие значения ΣZ,ΣU и ΣВ в эмпирические уравнения и решая их совместно, находят значения коэффициентов A и В.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Усадку от стирки хлопчатобумажных и льняных тканей, а также тканей из вискозных волокон и комплексных нитей определяют по ГОСТ 8710—84 [10.2]. Из точечной пробы ткани выкраивают по шаблону две квадратные пробы размером 300 X 300 мм и на них карандашом наносят метки, образую­щие квадрат размером 200X200 мм (рис. 10.1). На пробах указывают на­правление основы. Контрольные расстояния между метками замеряют с точностью до 1 мм. Если они не равны 200 мм, первоначальную разметку соответственно исправляют. Метки обводят несмываемой краской (пастой шари­ковых авторучек). С помощью текстильного микрометра определяют толщину ткани в трех местах по диагонали пробы и данные заме­ров записывают в форму 10.1.

Рис. 10.1. Схема разметки элементарной про­бы ткани

Пробы тканей стирают в стиральной ма­шине при температуре воды 20—25 °С. Для стирки в бак заливают 10 л воды температу­рой 20—25 °С, а затем в воду добавляют рас- твор, содержащий 0,5 л воды температурой 70—80 °С, 40 г хозяйственного (60—72 %-ного) мыла и 10 г кальцинированной соды. Продолжительность стирки составляет 30 мин. После стирки пробы отжимают резиновыми вали­ками, прополаскивают в стиральной машине в течение 2 мин в 10 л чистой воды температурой 20—25 °С, вновь отжимают и гладят через неаппретирован­ную хлопчатобумажную ткань электроутюгом массой 2,5 кг, нагретым до тем­пературы 200 "С. Выглаженные пробы тканей выдерживают 10 мин в нор­мальных условиях, после чего у них измеряют контрольные расстояния по осно­ве и утку, а также толщины. Результаты замеров записывают в форму 10.1. По формулам (10.1)—(10.3) определяют усадку ткани и полученные ре­зультаты сравнивают с нормативами, приведенными в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Группа тканей	Усадка ткани, % (не более)		Характеристика тканей по усадке
	по основе	по утку
I	1,5	1,5	Безусадочные
II	3,5	2	Малоусадочные
III	5	v	Усадочные

Рис. 10.2. Алгоритм вычисления полной усадки ткани на ЭВМ

Для определения полной линейной усадки проводят 4—6 повторных сти­рок одной и той же пробы ткани. Пользуясь формулами (10.8) и (10.9), за­полняют таблицу по форме 10.2. Число строк этой таблицы делят пополам и решают систему двух уравнений. Алгоритм расчета на ЭВМ полной усадки ткани от сти­рок приведен на рис. 10.2.

Рис. 10.3. Схема прибора УТШ-1

Для чистошерстяных и полушерстяных пальтовых и костюмных тканей определяют усадку после замачивания [10.3] Испытания проводят на приборе УТШ-1 (рис. 10.3), ко­торый состоит из ванны 1 для замачивания пробы и сушильной камеры 5. Подогрев воз­духа производят с помощью калорифера 3, а его циркуляцию — с помощью вентилятора 2. Для регулирования температуры в сушильной камере применяют электроконтактный термо­метр 8. Массу пробы при сушке контролируют с помощью весов 6, правая погрузочная площадка которых жестко связана с подвеской 7, на которую помещают раму 4 с испытуемой пробой.

Пробы размером 250 X 250 мм вырезают с помощью шаблона, состоя­щего из двух квадратных металлических пластин, которые имеют по 8 про­резей, предназначенных для нанесения контрольных точек на пробу. Нижняя пластина шаблона имеет 3 иглы, а верхняя 3 отверстия для фиксации взаим­ного расположения пластин. Разметку проводят стежками длиной не менее 15 мм хлопчатобумажными нитками, контрастными цвету ткани.

Пробу погружают в ванну с водой, температура которой равна 18— 25 °С. Чтобы пробы не всплывали, на них кладут решетку из нержавеющей стали. Пробы погружают в ванну одну за другой с интервалом 5 мин. Че­рез 60 мин после погружения первой пробы все пробы переворачивают так, чтобы первая оказалась сверху, а последняя — снизу. Первую пробу выни­мают сразу, а остальные последовательно с интервалом 5 мин. Затем каж­дую пробу складывают вчетверо, осторожно отжимают между ладонями над ванной и кладут в расправленном виде на сухое полотенце, разложенное на столе прибора. Сверху пробу накрывают тем же полотенцем и по нему для удаления излишней влаги прокатывают без нажима отжимной ролик сна­чала в направлении основы, а затем в направлении утка по одному разу при ширине ролика 270 мм и по два раза — при ширине ролика 150 мм. Высуши­вание пробы до исходной массы производят в сушильной камере прибора при температуре 35 ± 5 °С. Допустимое отклонение массы пробы после суш­ки по сравнению с ее массой до замачивания ±2 г.

После высушивания пробу проглаживают через влажную хлопчато­бумажную ткань, масса которой должна быть в 2,5 раза больше, чем до увлажнения. Пробу проглаживают утюгом, нагретым до температуры 140—160 °С, сначала вдоль основы, а затем — вдоль утка, последовательно чередуя направления проглаживания 10 раз. Сразу же после глажения изме­ряют расстояния между контрольными точками пробы. Усадку ткани после ламачивания определяют по формулам (10.1) — (10.3).

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: схему разметки образца ткани; стандартную и экс­периментально-расчетную методики определения частичной и полной усадки ткани после стирки (замачивания); алгоритм расчета; результаты испытаний и расчетов (формы 10.1 и 10.2), их анализ.

Форма 10.1

Вид ткани	Линейная усадка, %		Поверхностная усадка У s, %		Объемная Уу, усадка Уо
	уо	УУ

Форма 10.2

Направление испытания

Порядковый номер стирки X

Усадка общая экспериментальная, У0- %

Z = 1/У0

U=1/X

Усадка общая расчетная, %