Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Процессы изготовления швейных изделий с применением физико-химических технологий. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 116 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

3) повышенная жесткость клеевых соединений, невозможность

соединения тонких материалов; низкая теплостойкость;

4) низкая прочность швов, работающих при эксплуатации на

расслаивание.

2.1.1. Сущность процесса склеивания

Использование клеевых материалов из термопластичных полимеров при изготовлении одежды характеризуется следующими этапами: подготовка к склеиванию, собственно склеивание и фиксация клеевого соединения. На последнем этапе клеевые соединения контроли-

руются с позиций соответствия требованиям, предъявляемым к одежде, при изготовлении которой эти соединения будут использоваться. Сравнительная характеристика всех этапов приведена в таблице 6 [1, с. 51–57].

На первом этапе производят укладывание деталей, их совмещение, увлажнение W и подвод тепла Q. На втором этапе при помощи тепла Q и влаги W термопластичный клей переводят в вязкотекучее* состояние и за счет давления Р создают контакт клея и соединяемых материалов в зоне раздела поверхностей. На третьем этапе отводят тепло Q и влагу W, т. е. осуществляют фиксацию клеевого шва.

Итак, склеивание – процесс возникновения адгезии слоя клея к

двум соединяемым поверхностям и когезионной прочности в самом клеевом слое.

Условия образования клеевых соединений определяются макрои микропроцессами. Макропроцессы направлены на формирование молекулярного контакта, возникающего при сближении поверхностей конденсированных фаз на расстояния, достаточные для возникновения межфазных связей. Микропроцесс развивается при межфазном взаимодействии и образовании связей, энергетический спектр которых принципиально не ограничен. В соответствии с этим теория склеивания включает теорию формирования площади контакта соединяемых материалов, в рамках которой рассматриваются вопросы взаимодействия поверхностей конденсированных фаз, и теорию прочности адгезионных соединений.

Основными стадиями процесса склеивания являются:

1) нанесение клея на оба склеиваемых материала и образование

двух зон контакта между субстратами и клеем;

2) формирование адгезии между поверхностями субстратов и клеем;

3) возникновение когезионной прочности слоя клея между двумя

текстильными материалами.

Наименование

этапа

Цель этапа

Изменения в текстильных

материалах и клее

Существующие и перспектив-

ные виды воздействий

1. Подготовка текстильных материалов и клея

Повышение адгезионной активности текстильных материалов и клея, т. е. будущих компонентов клеевого соединения

1. Увеличение свободной поверхностной энергии волокон текстильных материалов и клея за счет образования новых функциональных групп и свободных радикалов и т. п.

2. Удаление загрязнений, аппретов из зоны адгезионного контакта.

3. Увеличение площади поверхности волокон

– Низкотемпературная плазма тлеющего, барьерного или коронного разрядов; – УФ-излучение; – обработка химическими соединениями; – ионная бомбардировка

2. Формирование адгезионного контакта

Образование зоны контакта; возникновение адгезии, т. е. интенсивного межмолекулярного взаимодействия между всеми компонентами системы «ткань верха – клей – прокладочный материал»

1. Изменение фазового состояния волокон и клея путем перевода их в высокоэластическое и вязкотекучее состояние.

2. Заполнение клеем неровностей на поверхностях текстильных материалов.

3. Сближение поверхностей клея и текстильных материалов на расстоянии 10

…10-8 м

– Активирование паровой химической средой; – нагрев; – прессование; – вакуумирование; – наложение электрического поля; – наложение звуковых колебаний различной частоты

3. Стабилизация клеевого соединения

Повышение когезионной прочности клея

1. Десорбция пластификатора или растворителя из соединяемых материалов (сушка).

2. Перевод всех компонентов клеевого соединения в первоначальное фазовое состояние.

– Нагрев; – охлаждение путем принудительного продувания воздуха; – наложение постоянного магнитного поля

4. Контроль качества клеевого соединения

Проверка соответствия полученного клеевого соединения требованиям нормативно-технической документации

–

Методы разрушающего и неразрушающего контроля

Таблица 6 – Схема процесса клеевого соединения деталей швейных изделий

Кратко сущность процесса склеивания может быть выражена так. Под действием температуры нагретый адгезив (клей) растекается по поверхностям текстильных материалов и смачивает их. В результате приложения технического усилия устанавливается молекулярный контакт между соприкасающимися поверхностями. Параллельно происходит проникновение расплавленного клея в структуры обоих материалов. После охлаждения компонентов резко возрастает когезионная прочность клея и образуется соединение, в зависимости от характера и интенсивности межфазного взаимодействия той или иной прочности. Образуется новая гетерогенная система, отличающаяся по свойствам (прочности, формоустойчивости и др.) от исходных компонентов.

Первый этап процесса склеивания, характеризующийся образо-

ванием зоны контакта между соединяемыми тканями и клеем, заключается в заполнении клеем неровностей опорных поверхностей тканей, в смачивании этих поверхностей клеем. Растекание клея (диффузия) – последовательный процесс, который включает в себя следующие этапы:

1) растекание жидкого клея по поверхностям;

2) закрытие пор на поверхностях;

3) затекание клея в поры.

Процесс ускоряется за счет снижения вязкости клея при нагреве,

приложения внешнего давления, удаления воздушных включений в пористых структурах тканей путем деаэрации (вакуумирования).

Этот процесс хорошо описывается в рамках микрореологической

теории В. Е. Гуля. Суть теории кратко можно свести к тому, что формирование площади контакта зависит от микрореологических процессов затекания клея в выемы-трещины и поры тканей, которые имеют микроскопические размеры. В телах корпускулярного строения, к которым относятся и текстильные материалы, поры образованы промежутками между компактными частицами (волокнами), составляющими скелет тела. В волокнистых материалах разделение пространства пор на элементарные поры невозможно.

Пористые тела содержат:

микропоры…………...эквивалентный радиус r < 0,7 Нм; супермикропоры……………………...…..0,7 < r < 1,5 Нм; мезопоры.………………………….……..1,5 < r < 100 Нм; макропоры…………………………….……….r > 100 Нм.

Микро- и супермикропоры при адсорбции могут заполняться полностью, в мезо- и макропорах образуются мономолекулярный и

,21)/(14,31/ ph

полимолекулярный слои адсорбируемого вещества. При высоком относительном давлении в мезопорах может происходить капилярная конденсация. Определяющее значение для адсорбции клеев и газов имеют микропоры, а для адсорбции клеев – образования более крупных размеров.

В волокнистых материалах разделение пространства пор на элементарные поры невозможно.

Положение точки клея на поверхности основной ткани, представлено на рисунке 10.

Согласно представлениям микрореологической теории заполнение клеем выемов ткани глубиной h и шириной l определяется следующим соотношением:

(1)

где p – давление на слой клея, МПа; τ – продолжительность заполнения выема для получения максимальной пло-

щади контакта, с; η – вязкость жидкого адгезива, которая обратно пропорциональна температу- ре адгезива, Па·с.

Рисунок 10. Схема клеевого соединения и его образования: 1 – основная ткань; 2 – клей; 3 – прокладочный материал; М – макромолекула клея; h бина выема (трещины, поры) поверхности ткани; l – ширина выема; h – глубина, на которую заполняется вал

– глу-

Это соотношение показывает, что для формирования контакта, во-первых, необходимо определить время; во-вторых, чем больше вязкость клея, тем труднее этот контакт осуществить. Внешнее давление, как в случае получения отпечатка на пластилине, способствует лучшему заполнению выемов.

Удаление «защемленного» воздуха из поры также ускоряет заполнение свободного пространства клеем.

Затекание клея в структуру соединяемых текстильных материалов положительно влияет на свойства формируемого клеевого соединения, так как увеличивается фактическая площадь контакта клея с материалами. Однако проникновение клея в материалы не может быть полным. В зоне контакта склеиваемых текстильных материалов обязательно должна быть клеевая прослойка. Считают, что не менее 1/3 толщины клеевого вещества должно располагаться между материалами, а не более 2/3 – проникать в структуру материалов.

При неправильных режимах склеивания клей может мигрировать на лицевую поверхность текстильных материалов. Могут быть и другие варианты расположения клея. Поскольку основной материал и ТПМ различаются по показателям свойств, то клей мигрирует в структуру более рыхлую [11, с. 108–111].

Второй этап, характеризующийся возникновением адгезии меж- ду жидким клеем и соединяемыми текстильными материалами, может протекать как последовательно, так и параллельно с первым.

Для возникновения адгезии необходимо сблизить поверхности клея и каждого текстильного материала на расстояние не менее 0,4– 0,5 нм. Начальным фактом межфазного взаимодействия, т. е. взаимодействия жидкой и конденсированных фаз, является сорбция.

Возникновение адгезии происходит под действием сил межмолекулярного взаимодействия (сил Ван-дер-Ваальса*): ориентационных, индукционных, дисперсионных. Эти силы из-за своей слабой энергии формируют так называемую обратимую часть адгезии. Необратимая часть адгезии возникает благодаря водородным связям с энергией 2…50 кДж/моль и химическими связями (ионными, ковалентными) с энергией, значительно большей – 60…1050 кДж/моль. Возникновение сил различных типов определяется природой контактирующих объектов. Чем выше адгезионная активность клея и текстильного материала, тем больше будет итоговая прочность клеевого соединения.

Третий этап является завершающим и характеризуется возник- новением когезионной прочности клея.

ЕPWGF ,,,

Стабилизация сформированного клеевого соединения осуществляется охлаждением всех его компонентов до температуры исходного фазового состояния. С затвердеванием клея возрастает его когезионная прочность, происходит замена адгезионного взаимодействия между жидким клеем и текстильными материалами на взаимодействие твердых конденсированных тел. Отвердение клея обычно связано с уменьшением его объема, усадкой слоя клея и возникновением внутренних напряжений, пагубно влияющих на когезионную прочность клея. Внутренние напряжения могут возникнуть как в самом клее, так и в зонах контакта «клей – текстильный материал». Поэтому необходимо этот этап проводить до полного охлаждения клеевого соединения.

Таким образом, склеивание текстильных материалов как технологический процесс включает в себя совокупность приемов по увеличению адгезионной активности материалов и адгезива, формирование адгезионного контакта и стабилизации полученного клеевого соединения, обладающего требуемой прочностью.

Повышение (увеличение) адгезионной активности в рамках традиционной и новых технологий склеивания достигают:

а) путем нагрева всех компонентов до температуры плавления (для клея) и температуры перехода в высокоэластическое состояние (для текстильных материалов);

б) путем обработки физико-химическими методами (плазмой, об- лучением и т. п.).

Формирование адгезионного контакта осуществляют приложением нормального давления к соединяемым поверхностям.

Стабилизация клеевого соединения включает в себя:

а) удаление конденсированной влаги путем включения вакуум-отсоса;

б) охлаждение всех компонентов до температур, соответствующих первоначальным фазовым состояниям (стеклообразному);

в) воздействие магнитным полем для ориентации макромолекул клея и повышения его когезионной прочности [1, с. 111–115].

Как уже отмечалось выше, весь процесс склеивания текстильных материалов при влажно-тепловой обработке в основном зависит от четырех обобщенных параметров [11, с. 145–152]:

, (2)

где G – тепло;

W – влага; P – давление, T – время.

Температура греющей поверхности и время ее воздействия должны быть достаточными, чтобы перевести клеевой полимер из стеклообразного в вязкотекучее состояние. В то же время температура не должна превышать температуру разрушения соединяемых материалов, температура плавления клея должна быть на уровне температур перехода волокон материала в высокоэластичное состояние.

Давление на склеиваемый пакет материалов должно обеспечивать

равномерный контакт между клеем и материалом по всей поверхности. Увеличивая давление, можно снизить продолжительность прессования при сохранении температуры нагрева на прежнем уровне или уменьшить температуру при той же продолжительности воздействия. Однако чрезмерное увеличение давления вызывает излишнее утонение пакета и выдавливание расплавленного полимера из зоны контакта. Это приводит к снижению прочности склеивания и ухудшению внешнего вида деталей из-за появления лас. Оптимальным удельным давлением, передаваемым прессом на склеиваемый пакет текстильных материалов, является 0,03–0,05 МПа.

Увлажнение при склеивании деталей (кроме полиэтилена) – су-

щественный технологический параметр, так как вода, являясь пластификатором полимеров, снижает температуру их плавления. Количество вносимой влаги зависит от толщины склеиваемого пакета и массы воздушно-сухого материала.

2.1.2. Требования к качеству клеевых соединений и полимеров

Выбор клеевых материалов для изготовления одежды определяется показателями качества образующихся клеевых соединений и зависит от ассортимента, назначения и выбранной технологии изготовления швейных изделий; условий эксплуатации одежды, способов ухода за изделиями; вида и свойств материалов верха, химического состава, физико-химических и физико-механических свойств клеевых материалов; оборудования.

В швейной промышленности используют только синтетические клеи, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

– обладать высокой адгезией к текстильным материалам;

– иметь невысокий температурный диапазон, в котором клей может находиться в разных состояниях (твердом, размягченном) с набором определенных свойств;

– быть экологически безопасным как в процессе переработки, так и при эксплуатации одежды;

– быть устойчивыми к процессам старения под воздействием внешних факторов в период эксплуатации одежды;

– показатели вязкости и индекс расплава полимерных клеев должны исключать их впитывание в склеиваемые текстильные материалы и проникновение на лицевую сторону деталей одежды;

– выдерживать неоднократные влажно-тепловые воздействия

при последующих технологических обработках и эксплуатации одежды;

– иметь температуру размягчения, при которой сохраняются

неизменными показатели свойств склеиваемых текстильных материалов, т. е. должны обладать максимальной клеящей способностью при незначительной подаче теплоты при температуре 155...

160 0С в течение короткого промежутка времени (не более 20 с);

– процесс склеивания должен быть экономичным, управляе-

мым, а показатели свойств получаемых клеевых соединений должны быть прогнозируемыми;

– сообщать клеевым соединениям деталей одежды необходи-

мые показатели гибкости и эластичности;

– иметь низкую стоимость;

– быть бесцветными, не иметь запаха до, во время и после дуб-

лирования, не изменять цвет текстильного материала, не загрязнять иглы швейных машин и рабочие органы других видов оборудования;

– физическое состояние клеев должно соответствовать воз-

можностям промышленного оборудования, на котором проводят операции склеивания [17, с. 62–63].

Качество клеевых соединений, так же как ниточных, нельзя оценивать однозначно; оно определяется комплексом показателей. К показателям качества клеевых соединений и пакетов одежды, образующихся с использованием клеевых материалов, относятся:

1) их товарный внешний вид;

2) безвредность при их эксплуатации, хранении и уходе за ними

для здоровья человека;

3) безвредность, безопасность и технологичность процессов их

получения и дальнейшей обработки;

4) требуемые прочность, жесткость, эластичность, драпируе-

мость, несминаемость, воздухопроницаемость, устойчивость к действию воды, к химической чистке, светопогоде, старению.

2.1.3. Виды термопластичных клеевых полимеров

В качестве термопластичных полимеров, применяемых для получения клеевых материалов для одежды, используются сополиамиды, полиэтилены, полиэфиры, полиуретаны, поливинилхлорид, поливинилацетаты, сополимеры этилена и винилацетата [1, с. 46–48].

Поливинилацетаты и сополимеры из этилена и винилацетата имеют приемлемую температуру плавления (80–95 0С), но при изготовлении одежды находят ограниченное применение, так как дают клеевые соединения с низкой устойчивостью к химчистке и стирке.

Поливинилхлорид (ПВХ) может применяться в качестве пастообразных пластизолей в комбинации с 40–50 % пластификатора. Ценятся точечные покрытия из ПВХ за их мягкость на ощупь и хорошую склеиваемость с силиконизированными (плащевыми) тканями, трикотажными полотнами, тканями, имеющими структуру с повышенной чувствительностью к давлению и температуре. Однако из-за летучести пластификатора во время склеивания появляется неприятный запах, вследствие чего применение ПВХ ограничено [13, с. 65–74].

Полиэфиры и полиуретаны могут применяться для получения клеевых материалов для швейной промышленности, но в настоящее время они используются меньше, чем сополиамиды и полиэтилены, по причине экономической целесообразности.

В отечественной швейной промышленности для клеевой технологий наибольшее распространение из термопластичных полимеров получили сополиамиды и полиэтилены. Из отечественных сополиамидов применяют полиамидные смолы трех типов: ПА-54 (ПА-6/6,6); ПА-548 (ПА-6/6,6,10) и ПА-12 АКР (ПА-12/6/6,6).

В швейной промышленности смола ПА-54 используется в виде порошка для получения точечного нерегулярного клеевого покрытия на прокладочных и кромочных материалах методом напыления, однако из-за высокой температуры плавления смола ПА-54 имеет ограниченное применение при изготовлении одежды.

Полиамидная смола ПА-548 в виде гранул является сырьем для получения клеевых нитей и клеевой паутинки, в виде порошка – сырьем для получения точечного нерегулярного клеевого покрытия на прокладочных и кромочных материалах.

Смолы типа ПА-12 АКР в виде гранул применяются для получения клеевых нитей и паутинки, в виде порошков – для получения нерегулярного и регулярного точечного клеевого покрытия.

Полиэтилены высокого давления применяют с целью получения клеевого покрытия на прокладочных материалах, предназначенных для использования в верхней одежде и изготовления клеевой неориентированной плоскостабилизированной сетки, предназначенной для использования в пальто (мелких деталях).

Полиэтилены низкого давления применяют для получения клеевого покрытия на прокладочных материалах, предназначенных для формоустойчивой обработки воротников, манжет, планок и других деталей мужских сорочек и женских блузок. Особенностью их использования является необходимость обеспечения при склеивании повышенных температур (160–190 0С) и высокого давления (0,2–0,5 МПа).

Основными производителями термоклеевых прокладочных материалов в мире являются следующие фирмы: «Куфнер» (Kufner), «Хансель» (Hansel), «Текстильгмп Хоф» (Textilgmppe Hof), «Фройденберг» (c. Freudenberg), «Фулда» (Fulda) (Германия), «Ланур Пикардии» (Lainiere de Picardle) (Франция), «Кениг» (Konig), и др. В России ТПМ производят: АО «Мамонтовка» (Московская обл.), АО ТИМхолдинг (Красноярск), НТК «Джей» (Москва) [1, с. 101].

2.1.4. Виды и характеристика клеевых материалов и оборудования для получения клеевых соединений

В настоящее время при изготовлении одежды используется широкий ассортимент термопластичных клеевых материалов, применяемых в основном в виде термоклеевых прокладочных и кромочных материалов, клеевой паутинки, клеевых нитей, сеток, пленок, паст и порошков различной степени дисперсности [12, с. 46–64].

Термоклеевые прокладочные материалы представляют собой текстильные прокладочные материалы (ткани, трикотажные и нетканые полотна, многозональные материалы), на одну из сторон которых нанесено клеевое покрытие.

Текстильные прокладочные материалы, на которые наносится клеевое покрытие, различаются:

1) по волокнистому составу: в качестве волокон используют

хлопок, вискозу, синтетические волокна, шерсть и др.;

2) по поверхностной плотности ткани от 70 до 160 г/м2: нетка-

ные полотна – от 20 до 50 г/м2, трикотажные полотна с прокладыванием уточной нити – от 50 до 120 г/м2; многозональные материалы: мягкой зоны – от 90 до 150 г/м2, переходной – от 130 до 200 г/м2, жесткой – от 160 до 250 г/м2;

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 116 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]