Технология производства нетканых текстильных материалов. Методические указания к лабораторным работам

Е – коэффициент учитывающий соотношение теплоемкостей пластины и полотна Дж/оС; К - коэффициент учитывающий рассеяние теплового потока в приборе, с-1.

Коэффициент Е вычисляют по формуле:

Е = 3С1/(3С1 + С2),

где С1, С2 полная теплоемкость соответственно пластины прибора и полотна, Дж/оС; (С2=1,675*103mS, где m – поверхностная плотность полотна, кг/м2; S – площадь пластины, м2).

Коэффициент К вычисляют по формуле:

К= 0,4 + 0,6/[1+2(b+ bc)/ d2],

где b – толщина пробы, мм; bc – толщина воздушной прослойки между пластиной и пробой, мм (при плотном прилегании bc=0); d – диаметр пластины прибора, мм.

Задание:

1 Изучить метод измерения теплоотдачи.

2 Полученные данные записывают в таблицу.

Лабораторная работа № 6 Определение содержания связующих на основе сшивающихся

каучуковых и акриловых полимерных дисперсий в клееном полотне

Цель работы: изучить метод определения содержания связующих в клееном полотне.

Приборы и оборудование: шкаф электрический сушильный, обеспечивающий поддержание температуры до 200 °С, эксикатор, весы

21

аналитические, фильтр Шотта, стакан стеклянный вместимостью 200 см 3, палочки стеклянные

Реактивы и материалы: образцы нетканых материалов, спирт этиловый ректификационный технический по ГОСТ 18300, кислота серная концентрированная, вода дистиллированная, бикарбонат натрия.

Методика проведения работы

Из нетканого материала вырезают три элементарные пробы массой не менее 1 - 2 г в зависимости от структуры и поверхностной плотности клееного полотна. Пробы нумеруют и выдерживают в нормальных климатических условиях по ГОСТ 10681.

Фильтр Шотта марки 100 помещают в сушильный шкаф, высушивают при температуре 150 °С, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают до постоянной массы.

Подготовленные навески пробы клеевого полотна взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,001 г и определяют массу каждой навески пробы.

Пробы помещают в стакан, заливают (200 ± 2) см 2 96 %- ной концентрированной серной кислотой, слегка помешивая через каждые 3 мин, выдерживают в течение 15 мин. Полученный раствор отфильтровывают через фильтр Шотта, промывают последовательно два раза в (100 ± 1) см 3 96 %- ной концентрированной серной кислотой,

в1 дм3 дистиллированной воды, в 1 дм 3 1,5 %- ного раствора бикарбоната натрия, затем еще раз в 1 дм 3 дистиллированной воды.

Закрывают выходное отверстие воронки фильтра Шотта пробкой, оставшийся осадок на фильтре заливают этиловым спиртом, выдерживают

втечение 30 мин, затем отфильтровывают и промывают в 1 дм3 дистиллированной воды.

Помещают фильтр Шотта с осадком в эксикатор, выдерживают в нормальных климатических условиях и взвешивают.

Массовую долю связующих М с, %, в полотне вычисляют по формуле:

где m н - масса навески пробы, г ;

m ос - масса фильтра Шотта с осадком, г ; m ш - масса фильтра Шотта, г.

22

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех измерений содержания связующих в клееном полотне.

Вычисления проводят с точностью до второго десятичного знака, округляют до первого десятичного знака.

Задание:

1 Изучить методику определения содержания связующих в клееном полотне.

2 Рассчитать массовую долю связующих в полотне.

Лабораторная работа № 7 Определение пылепроницаемости и пылеемкости

нетканых полотен

Цель работы: изучение методики определения пылепроницаемости и пылеемкости нетканых полотен.

Приборы и оборудование: линейка, бытовой пылесос, весы, стеклянная чашка1500 см2

Реактивы и материалы: образцы нетканых материалов. Пылепроницаемость и пылеемкость характеризуют способность

текстильных полотен в первом случае пропускать пыль, а во втором — ее удерживать. Эти свойства являются нежелательными, так как вызывают загрязнения, как самих полотен, так и пододежных слоев изделий. Кроме того, пылеемкость ухудшает воздухо- и паропроницаемость текстильных полотен.

Методика проведения работы

Пылепроницаемость текстильных полотен определяют с помощью бытовых пылесосов. Для испытания из полотен вырезают элементарную пробу определенного размера (в зависимости от типа пылесоса), измеряют ее площадь и закрепляют вместо фильтра в каркас пылесоса. После этого определяют массу пробы материала вместе с каркасом, а затем устанавливают их в пылесос. Далее берут навеску пыли массой 10 г, состоящей из 50 % апатитовой и 50 % известковой пыли, равномерно распределяют ее на дне стеклянной чашки, площадь которой примерно равна 1500 см2, и включают пылесос. В течение 30 с пыль из чашки засасывают пылесосом. После этого вновь определяют массу пробы вместе с каркасом.

Коэффициент пылепроницаемости [г/(м2-с)] вычисляют по формуле

23

Вп=М4/FT,

где M4 — масса пыли, прошедшей через пробу, г; F — площадь пробы, м2; Т — время испытания, с.

Массу пыли, прошедшую через пробу, определяют по формуле

М4=М1-(М2+М3)

где М 1 — масса пыли, взятой для испытания, г; М2— масса пыли, оставшейся в пробе, г Мз — масса пыли, находящаяся в резервуаре пылесоса перед фильтром, г.

Коэффициент пылеемкости [г/(м2-с)] рассчитывают по формуле

Впе = M2/(FT)

Результаты подсчитывают с погрешностью 0,01 г/(м2-с).

Задание. 1. Определить пылепроницаемость и пылеемкость разных текстильных полотен.

2. Сравнить полученные результаты испытаний и объяснить их.

Лабораторная работа № 8 Определение несминаемости нетканых полотен

Цель работы: изучение аппаратуры и методики определения несминаемости нетканых полотен.

Приборы и оборудование: линейка, прибор для определения несминаемости СТ-1, микроскоп.

Реактивы и материалы: образцы нетканых материалов. Несминаемость — это свойство материала сопротивляться смятию

и восстанавливать первоначальное состояние после снятия усилия, вызывающего его изгиб. За критерий оценки несминаемости текстильных полотен принят коэффициент несминаемости Кн (%), который определяют способами ориентированного и неориентированного смятия пробы.

При ориентированном смятии коэффициент несминаемости характеризуется отношением угла восстановления а пробы к углу ее полного сгиба, равному 180°:

Кн = а/1,80.

24

При неориентированном (хаотическом) смятии коэффициент несминаемости характеризует способность материала восстанавливать первоначальные размеры после смятия и определяется по формуле

Кн=hk/h0 *100

где hk конечная высота пробы после ее смятия и отдыха, мм; h0 начальная высота пробы, равная 30 мм.

Способность полотен восстанавливать первоначальное состояние зависит от упругоэластических свойств материалов, а способность сопротивляться изгибу от их жесткости.

В зависимости от показателей несминаемости текстильные полотна объединены в три группы: среднесминаемые с коэффициентом несминаемости 30-45%, малосминаемые (46-55%) и несминаемые

(более 55 %).

Для шерстяных и полушерстяных тканей в соответствии с ГОСТ 18117-80 сминаемость определяют с учетом фактической высоты складки в миллиметрах, полученной на приборе:

h = (Al — A2)tn,

где А1, А2—показания шкалы микроскопа при наблюдении соответственно вершины и основания складки; т — цена деления шкалы микроскопа ШМ-1, мм.

Коэффициент сминаемости вычисляют по формуле:

Кс= h /20,

где h фактическая высота складки ткани, мм; 20 максимально возможная высота складки ткани, равная ширине металлической пластины, мм.

Методика проведения работы

Способы ориентированного смятия являются стандартными (ГОСТ 19204—73). Их сущность заключается в том, что пробу сгибают под углом 180°, нагружают в течение 15 мин и через 5 мин после снятия нагрузки определяют степень несминаемости по углу восстановления складки, пользуясь формулой.

Несминаемость чистошерстяных и полушерстяных тканей определяют на приборах СТ-1 и СТ-2 в соответствии с ГОСТ 18117—80. Принцип действия этих приборов состоит в приготовлении ориентированной (по основе или утку) складки ткани и бесконтактном

25

измерении ее высоты с помощью микроскопа ШМ-1 (увеличение окуляра 7х, увеличение объектива 8х, рабочее расстояние объектива 9,2 мм).

Из каждой отобранной точечной пробы ткани вырезают 5 элементарных проб по основе и 5 проб по утку длиной 130 мм и шириной 15 мм. На один конец каждой элементарной пробы наносят цветную линию в направлении основы.

Рис. 7. Схемы прибора СТ-1 для определения сминаемости шерстяных тканей (а) и образования складки на пробе ткани (б)

Испытания на приборе СТ-1 проводят следующим образом. Основание 4 прибора (рис. 7а) с помощью установочных винтов 9 устанавливают по уровню 11. Пробу ткани кладут на стеклянную пластинку 8 лицевой стороной кверху; передним концом проба касается упора. Поперек стеклянной пластинки на пробу накладывают по направляющим стойкам 7 металлическую пластинку 6, перегибают пробу по пластинке, кладут вторую металлическую пластинку, вновь перегибают пробу, кладут третью пластинку, перегибают пробу и опускают на нее рычаг 2. Придерживая левой рукой рычаг 2, осторожно вытаскивают одну за другой все три металлические пластинки. При этом выступы опорной площадки 3 удерживают элементарную пробу ткани от бокового смещения. На стержень 1 надевают груз 5. Складка ткани при этом нагружается точно по центру опорной площадки. Давление на пробу составляет 49-Ю3 Па (0,5 ± 0,05 кгс/см2).

После 5 мин нагружения груз снимают и отводят рычаг 2 в вертикальное положение. Затем берут смятую пробу пинцетом за верхний

26

конец, опускают на стеклянную пластинку 8 и выдерживают пробу в свободном состоянии 3 мин. После этого измеряют фактическую высоту складки h (рис.7б) с помощью микроскопа.

При этом микроскоп 13 поворачивают по часовой стрелке вокруг оси 10 до тех пор, пока тубус микроскопа расположится над складкой пробной полоски ткани. Наблюдая в окуляр, вращением рукоятки кремальеры наводят на резкость сначала вершину складки, а затем ее основание и снимают показания шкалы 12. Высоту складки и коэффициент сминаемости отдельно по основе и утку вычисляют по формулам.

Задание. 1. Провести испытания проб полотен и определить показатели их несминаемости. 2. Написать выводы по работе.

Лабораторная работа № 9 Определение размерных и структурных характеристик

нетканых полотен

Цель работы: изучение методики определения размерных и структурных характеристик нетканых полотен.

Приборы и оборудование: линейка измерительная, весы аналитические, толщиномер, стереомикроскоп МБС-10, игла препаровальная, лупа по ГОСТ 25706, ножницы.

Реактивы и материалы: образцы нетканых материалов.

Методика проведения работы

1. Определение числа петель и проколов игл

Точечную пробу вязально - прошивного полотна раскладывают в расправленном состоянии на гладкой поверхности и подсчитывают число петель по длине и ширине, отступив при этом не менее 50 мм от кромки (продольного сгиба) и края. С помощью измерительной металлической линейки (шаблона), препаровальной иглы и лупы производят непосредственный подсчет числа петель отдельно по длине и ширине на отрезке 50 мм. Последующие пять измерений числа петель проводят по длине и ширине через 100-150 мм, при этом каждое последующее измерение не должно быть продолжением предыдущего.

Подсчет числа петель проводят с точностью до 0,5 петли и округляют до целого числа.

27

На точечной пробе иглопробивного полотна согласно с помощью металлической линейки подсчитывают число проколов игл по длине и ширине на отрезке 10 мм.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех измерений числа петель и проколов игл соответственно по длине, ширине и площади. Вычисления проводят с точностью до 0,1 петли

иокругляют до целого числа.

2.Определение плотности нити

Для проведения испытания из точечной пробы вырезают пять элементарных проб размером 50 × 50 мм.

Элементарные пробы вырезают по диагонали точечной пробы.

С помощью препаровальной иглы, лупы и измерительной металлической линейки из пробы путем роспуска петель удаляют крайнюю прошивную нить для образования бахромы и подсчитывают число поперечных (уточных) нитей. Число продольных (основных) нитей определяют на элементарной пробе по петельным рядам. Число петель прошивных нитей – как в п.1.

Подсчет числа продольных и поперечных нитей проводят с точностью до 1 нити.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений по определению плотности нитей.

Вычисление проводят с точностью до 0,1 нити и округляют до целого числа.

3. Определение длины петли

От точечной пробы вязально - прошивного полотна вырезают пять элементарных проб размером 100 × 100 мм. На вырезанных элементарных пробах, отступив от края 20 мм, отмечают пять петельных столбиков. На каждом столбике подсчитывают число петель, приходящихся на длину 100 мм. Затем последовательно ряд за рядом распускают петельные столбики и извлекают:

для одногребеночного переплетения пять нитей, для двухгребеночного переплетения пять нитей одной гребенки

и пять нитей другой гребенки.

Определяют длину нитей, изъятых из элементарных проб. Для этого нить накладывают на металлическую линейку, осторожно ее распрямляют при минимальном натяжении, необходимом только для ликвидации зигзагообразной формы нити, а затем ее измеряют. Нить распрямляют следующим образом: прижав указательным пальцем левой руки один конец нити к началу линейки, указательным пальцем правой руки распрямляют нить вдоль линейки. Длину расправленной нити в

28

миллиметрах определяют по линейке с точностью до 1 мм. По каждой из пяти элементарных проб проводят измерение длины пяти распрямленных нитей.

Обработка результатов испытания. Длину петли l п, мм,

вычисляют по формуле

где - сумма длин нитей, извлеченных из пробы и распрямленных, мм ;

- общее количество петель, приходящихся на .

Длину петли вычисляют с точностью до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного знака при наличии двух или нескольких прошивных систем нитей

4. Определение уработки и извитости нитей

Из точечной пробы вязально - прошивного полотна вырезают пять элементарных проб размером 100 × 100 мм. Допускается использовать элементарные пробы для определения длины петли.

Отступив 20 мм от края элементарных проб, вырезанных из точечной пробы, последовательно ряд за рядом распускают пять прошивных нитей (петельных столбиков) и одновременно извлекают вытаскивают) по пять продольных и поперечных нитей.

Определяют длину распрямленной нити согласно (2) и длину, занимаемую нитью в полотне, в миллиметрах.

Обработка результатов испытания Уработку нити У н, %, вычисляют по формуле

где L н - средняя длина извлеченных и распрямленных нитей, мм; L 0 - длина элементарной пробы, из которой извлекают нити, мм. Извитость нити С, %, (разность между средним значением

распрямленных нитей и значением длины, занимаемой в полотне, отнесенная к значению распрямленных нитей) вычисляют по формуле

29

Уработку и извитость нити вычисляют для каждой системы (поперечной, продольной, прошивной) отдельно с точностью до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного знака.

5. Определение линейной плотности нити, извлеченной из вязально-прошивного полотна

Из точечной пробы вырезают три элементарные пробы прямоугольной формы размером 200 × 300 мм.

Извлекают 10 нитей из каждой пробы и определяют их длину в расправленном состоянии отдельно для каждой системы.

Выдерживают извлеченные из полотна нити в нормальных климатических условиях при относительной влажности (65 ± 2) % и температуре (20± 2) °С в течение 24 ч. При этом допускается выдерживать нити из синтетических волокон не менее 10 ч.

Взвешивают все прошивные, продольные и поперечные нити отдельно для каждой системы.

Обработка результатов Вычисляют линейную плотность нитей Т, текс, извлеченных из

структуры вязально - прошивного полотна отдельно для каждой системы, по формуле

где - общая масса нитей, извлеченных из полотна для каждой системы отдельно, г ;

- общая длина нити для каждой системы отдельно, м (средняя длина числа взвешенных в расправленном виде нитей).

6. Определение толщины

Толщина - расстояние между лицевой и изнаночной сторонами полотна, измеренное как расстояние между опорной базисной пластиной, на которой лежит полотно, и параллельной нажимной пластиной, которая оказывает давление на нетканое полотно.

Толщину нетканого полотна определяют с помощью толщиномера. Проводят три параллельных измерения точечной пробы полотна и вычисляют среднее арифметическое значение.

7. Определение объемной плотности

Для вычисления объемной плотности полотна предварительно определяют длину, ширину и массу точечных проб по ГОСТ 3811, толщину точечных проб по ГОСТ 12023.

30