Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ сырьевой базы и особенностей производства растяжимых тканей
1.1. Особенности строения и свойств высокорастяжимых нитей
1.2. Изготовление комбинированной нити 14
1.3. Опыт переработки комбинированных самокрученых нитей с эластомерами в ткацком производстве
1.3.1. Формирование ткани на ткацком станке 19
1.3.2. Прокладывание уточной нити в зев и ее натяжение 20
1.3.3. Натяжение основных нитей
1.4. Анализ основных эксплуатационных свойств растяжимых тканей 27
1.4.1. Изменение линейных размеров текстильных материалов 29
1.5. Особенности заключительной отделки тканей 31
Выводы по главе 1, цель и задачи исследования 33
Глава 2. Исследование технологических режимов формирования тканей с комбинированными СК-структуры нитями в системе утка
2.1. Исследование процесса прокладывания уточной нити 36
2.1.1. Выбор метода исследования изменения натяжения уточных нитей 3 6
2.1.2. Выявление допустимого диапазона технологических параметров формирования ткани с вложением нитей СК-структуры в системе утка
2.1.3. Влияние регулируемых параметров на натяжение уточных нитей 47
2.2. Исследование натяжения основных нитей при формировании 53
растяжимых льносодержащих тканей
2.2.1. Выбор метода исследования изменения натяжения основных нитей 53
2.2.2. Влияние регулируемых параметров на натяжение основных нитей при формировании растяжимых тканей
Выводы по главе 2 62
Глава 3. Исследование влияния технологических режимов формирования ткани на изменение линейных размеров
3.1. Выбор метода исследования изменения линейных размеров 63
3.2. Исследование изменения ширины растяжимых льняных и льносодержащих тканей
3.3. Влияние комбинированных СК-структуры нитей на анизотропию усадки льносодержащих тканей
3.4. Исследование зависимости изменения усадки тканей с вложением комбинированных СК-структуры нитей в систему утка от температуры мокрых обработок
3.5. Влияние количества мокрых обработок на изменение линейных размеров растяжимых льносодержащих тканей
3.6. Исследование влияния влажно-тепловых обработок (ВТО) на усадочные свойства растяжимых льносодержащих тканей
Выводы по главе 3 88
Глава 4. Исследование влияния технологических режимов получения растяжимых льносодержащих тканей с рельефной поверхностью
4.1. Разработка метода контроля фактуры поверхности ткани 91
4.2. Исследование влияния температурных режимов мокрых обработок на фактуру растяжимых льносодержащих тканей
4.3. Исследование влияния режимов влажно-тепловой обработки (ВТО) на фактуру растяжимых льносодержащих тканей
4.4. Оценка фактуры ткани в зависимости от соотношения уточных прокидок эластичных и льняных нитей
4.5. Разработка рекомендаций по выбору технологичемких режимов 107
получения растяжимых льносодержащих тканей с рельефной поверхностью
Выводы по главе 4 114
Общие выводы по работе 116
Список использованных источников
- Опыт переработки комбинированных самокрученых нитей с эластомерами в ткацком производстве
- Выявление допустимого диапазона технологических параметров формирования ткани с вложением нитей СК-структуры в системе утка
- Влияние комбинированных СК-структуры нитей на анизотропию усадки льносодержащих тканей
- Исследование влияния температурных режимов мокрых обработок на фактуру растяжимых льносодержащих тканей
Введение к работе
Актуальность темы диссертационной работы заключается в том, что она направлена на совершенствование технологического процесса ткачества, который позволит выработать ткань с использованием трехкомпонентных СК-структуры нитей, соединив положительные свойства растяжимых тканей с уникальными свойствами льняных, полульняных и льносодержащих тканей, выработать ткань с большей производительностью при улучшении ее качества.
Область применения тканей с использованием эластановьгх нитей расширилась так, что эти ткани со своими специфическими свойствами используются практически для всех видов текстильных изделий. Замечательные свойства растяжимости и восстановления размеров эластичного волокна повышают качество всех видов тканей и изделий одежды, в которых оно применяется, придавая им удобство и свободу движениям, улучшая облегаемость, сохранение формы, туше и устранение морщин.
В большинстве случаев речь идет о растяжимых тканях, в составе которых преобладают искусственные и синтетические волокна. При этом нет предложений по растяжимым льняным и даже полульняным тканям. В тоже время известно, что наиболее полезной является одежда из льняной ткани.
К сожалению, в нашей стране ткани с использованием отечественных
высокорастяжимых комбинированных нитей практически не выпускаются. Вместе с тем замена импортных растяжимых тканей для производства одежды различного назначения на российские позволит шире задействовать мощности наших текстильных предприятий, обеспечить потребителя вполне конкурентноспособной и более дешевой продукцией.
Потребность в получении растяжимых льняных тканей ставит ряд проблем в технологии производства ткани из высокорастяжимых нитей.
Тема данной диссертационной работы, направленной на совершенствование технологии получения тканей из натуральных волокон с эластомерами, представляется актуальной.
Целью диссертационной работы является расширение ассортимента льносодержащих тканей за счет использования нитей новых структур.
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
-
Выявление диапазона технологических параметров, в котором возможно получение растяжимых льносодержащих тканей.
-
Экспериментальное исследование зависимости изменения натяжения уточных и основных нитей от параметров настройки станка при использовании комбинированных СК-структуры нитей в системе утка.
-
Определение рациональных параметров технологического процесса получения растяжимых льносодержащих тканей с комбинированными СК-структуры нитями в системе утка.
-
Выявление возможности формирования разнообразной фактуры растяжимых льносодержащих тканей за счет варьирования процентного содержания полиуретана в системе утка.
-
Выявление факторов, влияющих на внешний вид и физико-механические параметры ткани с комбинированными СК-структуры нитями в системе утка.
-
Разработка рекомендаций по практическому использованию результатов работы.
Методы исследования.
В работе использовались общепринятые положения технологии текстильных материалов, текстильного материаловедения, математической статистки.
При проведении технологических экспериментов применялась тензометрическая аппаратура и методы планирования эксперимента.
Для контроля свойств материалов использовались стандартные и оригинальные методики. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием пакетов прикладных программ MATHCAD, AutoCAD, MICROSOFT EXCEL, а также оригинального программного обеспечения.
Научная новизна состоит в следующих положениях, полученных впервые:
Выявлен диапазон технологических режимов, в котором возможно
получение растяжимых льносодержащих тканей с использованием
комбинированных СК-структуры нитей в системе утка и определены рациональные параметры технологического процесса
получения этих тканей.
Определено влияние нитей полиуретана на геометрические свойства растяжимых льняных и льносодержащих тканей.
Определено влияние процентного содержания полиуретана на коэффициент анизотропии усадки льняных и льносодержащих тканей с вложением нитей СК-структуры.
Установлена зависимость продольной и поперечной усадки льносодержащих тканей с вложением нитей СК-структуры от температуры мокрых обработок.
Исследовано изменение линейных размеров льносодержащих тканей с вложением нитей СК-структуры при различных механо-влажно-тепловых воздействиях.
Разработан метод автоматизированного контроля фактуры поверхности ткани, позволяющий идентифицировать и прогнозировать рельефные эффекты на поверхности ткани.
Практическая значимость определяется расширением ассортимента растяжимых льносодержащих тканей. Впервые:
Разработанные нормы технологического режима позволили
получить двенадцать вариантов растяжимых льносодержащих
тканей с использованием комбинированных СК-структуры нитей.
Показана возможность формирования разнообразной фактуры ткани за счет варьирования процентного содержания полиуретана в системе утка путем изменения соотношения прокидок эластичных нитей и льняных.
Получены ' данные по анизотропии усадки льносодержащих и льняных тканей с вложением нитей СК-структуры в системе утка.
Разработаны технические условия на ткань полульняную с рельефной поверхностью.
Разработаны рекомендации по уходу за изделиями из растяжимых льняных и льносодержащих тканей с рельефной поверхностью.
Предлагаемые ткани отвечают гигиеническим требованиям, так как изготавливаются из натурального сырья и доля полиуретана составляет не более 7%. Новизна предлагаемых тканей подтверждена патентом РФ № 75663 опубл. 20.08.2008 «Полульняная ткань с рельефной поверхностью».
Апробация результатов работы.
Основные результаты работы доложены и получили положительную
оценку на международных научно-технических конференциях «Современные
наукоемкие технологии и перпективные материалы текстильной и легкой
промышленности» «Прогресс-2007» (Иваново, 2007), «Современные
технологии и оборудование текстильной промышленности» «Текстиль-2007»
(Москва, 2007), «Современные наукоемкие инновационные технологии
развития промышленности региона» «Лен-2008» (Кострома 2008), на
международной научно-методической конференции «Развитие
профессионального инженерного образования: от текстильного института к инновационному университету» (Кострома, 2007), на международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей «Теоретические знания в практические дела» (Омск, 2008), на международной научно-практической конференции «Наука, сельское хозяйство и промышленность - пути развития и ожидаемые результаты» (Вологда, 2008), на межвузовских научно-технических конференциях «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» «Поиск - 2008» .(Иваново, 2008), «Поиск - 2009» (Иваново, 2009), «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству» (Кострома, 2009), на научных семинарах КГТУ и заседаниях кафедры ткачества КГТУ.
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, из них 2 статьи в журнале «Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности», 1 статья в журнале «Дизайн и технологии», 4 статьи в -научных сборниках, 1 патент на полезную модель, 7 тезисов докладов на конференциях.
Структура и объем работы.
Опыт переработки комбинированных самокрученых нитей с эластомерами в ткацком производстве
Ткани с использованием нитей полиуретана обладают широкой ассортиментной предназначенностью и необходимы практически для всех групп современной одежды. Кроме того, способность растяжимых нитей обладать большим спектром заданных параметров открывает неограниченные перспективы для мобильного реагирования на изменение моды. Известно, что главным из общих требований, предъявляемых к современной одежде, являются: - достаточно легкая растяжимость тканей и полотен, обеспечивающая свободу движениями относительно больших диапазонах изменения размеров тела человека; - высокая степень восстановления первоначальных размеров изделий после прекращения действия деформирующего усилия.
Сейчас уже трудно представить себе современную одежду без Lycra (Лайкра). Ежегодно в мире производятся сотни миллионов метров текстильных полотен с этой эластановой нитью. Несмотря на то, что суммарный мировой объем производства эластановых нитей (или спандекса) составляет всего 0,4% от общего объема всех используемых волокон и нитей, их революционное влияние на текстильную технологию и дизайн одежды невозможно переоценить.
Полупромышленное производство нитей на основе сегментированного полиуретана было начато компанией Du Pont в конце 50-х гг. Начиная с 1962 г. первая в мире эластановая нить, получившая торговую марку Lycra (Лайкра), производится в коммерческих масштабах.
До этого при производстве некоторых видов одежды использовались только натуральные резиновые (латексные) нити, которые имели существенные недостатки, ограничивающие их текстильное применение. В частности, относительно низкое возвращающее усилие, возникающее при растяжении нити, очень ограниченный интервал плотностей, низкая способность к термостабилизации, быстрое старение и деструкция и т. д.
Лишенные этих недостатков, эластановые нити быстро вытеснили резину и существенно расширили возможности для эластификации текстильных материалов. В настоящее время данные нити применяются для увеличения комфортности тканей и улучшения внешнего вида практически всех видов одежды.
Эластановая нить формуется на основе полимеров, содержащих, по меньшей мере, 85% сегментированного полиуретана. Чаще всего эластан встречается под такими торговыми марками, как Dorlastan (выпускается немецким концерном Bayer) и Lycra (производство Du Pont). В США и Канаде эластан носит название «спандекс», в Японии - «неолан», в Италии -«ворин». EL - официальное сокращение, принятое во всем мире для обозначения эластана. Волокно Lycra - сверхтонкое, невероятно прочное и растяжимое, обладает повышенной эластичностью. Lycra производится различной толщины. Применяется во всех типах изделий - от почти прозрачных тонких до тяжелых тканей.
Это волокно состоит из «мягких», или гибких сегментов, соединенных между собой «твердыми», или жесткими, сегментами (рис. 1). Это придает волокну присущую ему долговечную эластичность. Волокно Lycra можно растягивать до размера в 4-7 раз превышающего его первоначальную длину, однако как только растягивающее усилие исчезает, оно, словно пружина, возвращается в первоначальное состояние.
Хотя Lycra выглядит сплошной непрерывной нитью, на самом деле она представляет собой пучок тончайших филаментов. Это волокно, обладающее низкой гигроскопичностью. Особенностью всех полиуретановых волокон является их высокая эластичность - разрывное удлинение их достигает 800%. При удлинении на 200% доля упругой и эластичной деформации составляет 92-98%.
Для эластичных тканей, помимо эластановых нитей, традиционно применялась текстурированная нить, обычно полиамидная, которая иногда могла обеспечить необходимый результат в случаях относительно низкой эластичности. Однако эластаны смогли предложить ряд преимуществ над текстурированной нитью. Например, для обеспечения эластичной растяжимости на уровне 15-30% требуется относительно низкое содержание эластановой нити: обычно 2-4%. В то же время для достижения такой эластификации ткани необходимо добавлять по меньшей мере 40% текстурированных нитей. Кроме того, в отличие от текстурированной нити, незначительное содержание эластанов позволяет сохранять тактильные и визуальные ощущения основного волокнистого состава ткани.
Эластановые нити, используемые для ткачества, должны быть защищены от физических воздействий, реализующихся в этом процессе, в частности, циклических ускорений пряжи, пиковых натяжений, существенных фрикционных сил, сопровождаемых повышением температуры [1-25].
Выявление допустимого диапазона технологических параметров формирования ткани с вложением нитей СК-структуры в системе утка
В лаборатории кафедры ткачества Костромского государственного технологического университета с целью выбора структуры и технологии для получения тканей с вложением высокорастяжимых комбинированных СК-структуры нитей на ткацких станках СТБ2-180 была выработана коллекция льносодержащих тканей. В качестве базовой использовалась заправка станков для выработки полульняной и льняной тканей артикула 05 группы.
Образцы на базе полульняной ткани выработаны с плотностью по основе 210 нитей на 10 см, по утку 170 нитей на 10 см. Образцы льняной ткани выработаны с плотностью по основе 160 нитей на 10 см, по утку 140 нитей на 10 см.
В качестве основной нити использована хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 29 текс - для выработки полульняной ткани и беленая мокрого прядения высокая льняная пряжа линейной плотности 33,3 текс — для выработки льняной ткани. В качестве уточных нитей использованы комбинированные нити СК-структуры линейной плотности 112 текс, состоящие из двух хлопчатобумажных нитей линейной плотности 29 текс и одной полиуретановой нити линейной плотности 7,8 текс и беленая мокрого прядения высокая льняная пряжа линейной плотности 56 текс - для выработки полульняной ткани и 33,3 текс - для выработки льняной ткани.
Для достижения чистоты эксперимента, выработка образцов была выполнена при постоянных параметрах наладки для каждой ткани (линейная плотность пряжи, натяжение основных и уточных нитей, плотность ткани по основе и утку, высота скало относительно грудницы, величина заступа, размеры зева и др.).
Параметры выработанных тканей представлены в таблице 2. Таблица 2 - Параметры структуры ткани д&PQ Соотношение прокидок дэДд плотностьосновной пряжи,текс Группа и видобработкиосновной пряжи Линейнаяплотностьуточнойпряжи,текс Группа ивидобработкиуточнойпряжи Плотность по основе,н/Юсм Плотностьпо утку,н/10см
Экспериментальные исследования процесса получения растяжимой полульняной ткани с использованием в качестве утка комбинированной СК-структуры нити проведены на ткацком станке СТБ2-180, заправленном тканью полотняного переплетения.
Учитывая особенности измерения натяжения нитей на ткацком станке: повышенную влажность, колебания температуры, наличие внешних электромагнитных полей, диапазон измеряемых нагрузок, наиболее приемлемым является тензорезисторный тип преобразования.
Общий вид измерительной аппаратуры представлен на рис. 8. Закономерность изменения и уровень натяжения исследован методом тензометрии с помощью многофункционального программно-аппаратного комплекса (МПАК) [91]. Положение главного вала ткацкого станка фиксировалось фотоимпульсным датчиком угла поворота (рис. 9).
В качестве основного выходного параметра принято натяжение уточных нитей, в качестве дополнительного использована качественная характеристика процесса тканеобразования, оцениваемая визуально по двухбалльной системе: образование ткани возможно (+), образование ткани невозможно (-). Рисунок 9 - Фотоимпульсный датчик угла поворота главного вала
В качестве изменяемых параметров, влияющих на натяжение уточной нити, использованы: Натяжение уточных нитей исследовано с применением в качестве чувствительного элемента высокочастотной дюралюминевои тонкостенной балочки трубчатого сечения с наклеенными на нее тензодатчиками 2ПКП-20-100. Подготовка датчиков выполнена в соответствии с требованиями [92].
Внешний вид датчика и его расположение на ткацком станке представлен на рис. 10.
Схема заправки уточной нити на станке СТБ Уточная нить, сматываясь с бобины 1, проходит через направляющие глазки 2, 3, уточный тормоз 4, направляющий глазок 5, глазок компенсатора уточной нити 6, направляющие глазки 7, 11 и фиксируется зажимами нитепрокладчика 13. Датчик натяжения уточной нити 9 вместе с направляющими 8, 10 крепится на кронштейне между направляющими глазками 7, 11 и не оказывает существенного влияния на процесс прокладывания утка.
Наряду с традиционной льняной пряжей линейной плотности 56 текс в качестве утка использована пряжа новой структуры комбинированная СК-структуры нить.
Процесс натяжения уточной нити при тканеобразовании имеет широкий спектр частот, так как механизмы, участвующие в образовании ткани, работают с различными частотами и в разной степени оказывают влияние на натяжение нити. Возможность достоверно представить процесс измерения натяжения нити дискретной числовой последовательностью основана на теореме В.А. Котельникова [91]. Теорема доказывает, что заключенную в непрерывном электрическом сигнале информацию можно передавать с достаточно высокой точностью, если представить его последовательностью мгновенных значений, взятых с частотой, как минимум в два раза превышающей максимальное значение частотного спектра исследуемого сигнала.
Частота собственных колебаний балочки составляет 1,5 кГц, что позволяет без искажения измерять характеристики процесса, максимальная частота которого составляет 100 Гц при частоте вращения главного вала п= 230 мин"1 (что примерно в 15 раз превосходит максимальную составляющую частотного спектра процесса натяжения).
Влияние комбинированных СК-структуры нитей на анизотропию усадки льносодержащих тканей
От каждой отобранной точечной пробы выкраивают по шаблону элементарные пробы. Шаблон накладывают на точечную пробу параллельно нитям основы на расстоянии не менее 75 мм от кромки полотна, очеркивают его контуры, вырезают элементарную пробу и обозначают направления основы и утка. Элементарные пробы должны быть гладкими, без сгибов и складок, не должны содержать пороков, которые оказывают влияние на результаты измерения. Элементарная проба представляет собой круг, радиусом 100 мм. Число элементарных проб равно 3.
Элементарные пробы в расправленном ненатянутом состоянии укладывают на гладкую поверхность и наносят метки через отверстия шаблона, соответствующие направлениям нитей основы и утка, углам 15, 30, 45, 60, 75, 90 к нити основы (рис. 22). По размеченным точкам наносят контрольные метки несмываемой краской или ниточными стежками длиной 15-20 мм, концы которых связывают без стягивания материала [94-96, 107]. 015
Для оценки анизотропии ИЛР полотен в отделочном и ткацком производствах пробы не вырезали, а намечали в виде окружностей [95]. На размеченных и выдержанных в оптимальных климатических условиях по ГОСТ [120] элементарных пробах измеряют расстояния между метками в направлении основы и утка и под соответствующими углами к нити основы, с погрешностью не более 0,1 мм.
Режимы обработки элементарных проб представлены в таблицах 9-12. Массу каждой элементарной пробы определяют с погрешностью не более 2 г или общую массу подготовленных элементарных проб. Общее количество элементарных проб должно обеспечивать заданный модуль емкости. Если масса проб меньше, то добавляют балласт для обеспечения необходимой массы. Таблица 9 - Режим стирки
Отжатые пробы вынимают из барабана стиральной машины, расправляют, осторожно встряхивают вдоль нитей основы. Пробы гладят накладыванием утюга без нажима через неаппретированную ткань. Для ускорения сушки допускаются переворачивания проб и глаженье с обратной стороны. Температура утюга 140-150 С (не более 150 С).
После обработки элементарные пробы выдерживают в стандартных климатических условиях в течение 10 мин нити основы.
Испытания повторяют 7 раз, после и измеряют расстояния между метками в направлении основы и утка и под соответствующими углами к чего определяют полную усадку текстильного материала.
Использование в качестве утка комбинированных СК-структуры нитей, в состав которых в качестве одного из компонентов входит сегментированный полиуретан, позволяет получать ткани, обладающие высокой эластичностью. Расширение ассортимента льносодержащих тканей с использованием высокорастяжимых нитей обуславливает необходимость исследований и оценки их геометрических свойств. Важным показателем является ширина ткани. Поэтому актуальной является задача прогнозирования ширины вновь разработанных тканей. В связи с этим возникла необходимость определения влияния трехкомпонентных СК-структуры нитей на ширину льносодержащих тканей.
Предварительными исследованиями установлено, что после снятия со станка и особенно после мокрой обработки ширина таких тканей может существенно измениться.
Целью исследования является изучение влияния сырьевого состава тканей на их усадку после снятия со станка и мокрых обработок. Для проведения экспериментов были выбраны шестнадцать вариантов льносодержащих тканей полотняного переплетения с различным содержанием полиуретана в системе утка. Ширина ткани по берду составляла для льняной основы 178,6 см, а для хлопчатобумажной основы 173,7 см соответственно. Процентное содержание полиуретана в системе утка изменялось путем соотношения прокидок эластичных нитей и льняных. В качестве уточных нитей использованы: льняная пряжа линейной плотности 56 текс и 33,3 текс и эластичные трехкомпонентные СК-структуры нити с хлопчатобумажной пряжей 112 текс. В качестве основных нитей использована хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 29 текс и льняная пряжа линейной плотности 33,3 текс.
Выходным параметром эксперимента являлась ширина В ткани после снятия со станка и после мокрых обработок (стирок). Результаты исследований приведены в виде графиков зависимости ширины ткани в сантиметрах от процентного содержания х полиуретановых нитей в утке (рис. 21). Они аппроксимировались экспоненциальными зависимостями вида В = aebx+f + ce s , (1) где а, Ъ, с, d, f, g - эмпирические коэффициенты, значения которых для исследуемых видов тканей приведены в таблице 13. Таблица 13 - Значения коэффициентов Коэффициент основа х/б основа лен после снятия со станка после стирки после снятия со станка после стирки а -0,0459 4,4470 -0,00062 1,7360 b 0,7915 -1,0835 1,934 -1,548 f 1,788 -2,4541 4,3806 -3,507 с 174,9 113,5 166,6 101,9 d 0,0014 -0,008 -0,0037 -0,041 g -0,0031 -0,0191 -0,0083 -0,0094 Из рисунков видно, что увеличение процента вложения полиуретана приводит к увеличению усадки ткани после снятия со станка. Сравнение графиков на рис. 23 позволяет сделать вывод о том, что ткани с хлопчатобумажной основой усаживаются меньше,. чем ткани с льняной основой.
Мокрая обработка, которую можно рассматривать как модель расшлихтовки ткани, приводит к существенно большей усадке. Величина этой усадки существенным образом зависит от содержания полиуретана в утке. Если для тканей без вложения полиуретана она составляет 5-6%, то даже при минимальном вложении изменение ширины резко возрастает до 32% для льняных тканей, и до 25 % для полульняных. При дальнейшем увеличении содержания полиуретана изменение ширины ткани увеличивается незначительно, а при вложении более одной нити полиуретана после трех льняных дополнительное увеличение изменения ширины ткани практически не происходит.
Ширина ткани с вложением полиуретановых нитей определяется силовым равновесием нитей входящих в систему утка. Причем, увеличение количества нитей полиуретана, заработанных в ткань приводит к уменьшению ширины ткани. При этом, заданная ширина обеспечивается за счет рационального соотношения прокидок эластичных нитей и льняных. На рис. 24 приведена диаграмма «относительная деформация-натяжение» для комбинированных СК-структуры нитей с вложением полиуретана (кривая 1), и для льняной пряжи (кривая 2), использовавшихся в качестве утка.
Исследование влияния температурных режимов мокрых обработок на фактуру растяжимых льносодержащих тканей
На современном уровне развития техники и технологии становятся актуальными вопросы инженерного проектирования структуры ткани с заданными свойствами.
Рациональный подбор параметров структуры ткани позволит повысить потребительские свойства и улучшить качество готовых швейных изделий.
Структура комбинированных СК-структуры нитей отличается неравномерностью. Нити имеют по длине участки с различным направлением крутки, разделенных участками без крутки. Своеобразная крутка эластичных нитей открывает новые возможности изменения фактуры ткани. Ткань, снятая со станка, вне зависимости от соотношения прокидок имеет одинаковую гладкую фактуру. Под воздействием мокрых обработок происходит усадка тканей с проявлением различных фактурных эффектов. За счет разных вариантов прокидок комбинированной СК-структуры нити в систему льняного утка получены разнообразные рельефные формы на поверхности полотна: от гладкой и шероховатой с креповым эффектом поверхности до крупных рельефных форм с рыхлой фактурой. Структура самокрученых нитей обуславливает произвольный характер рельефов по поверхности ткани и определяет их случайное распределение. Поэтому актуальной является задача прогнозирования рельефных форм на поверхности ткани.
Исследования проводились на полульняных тканях с рельефной поверхностью.
Количественно оценка рельефности получаемых тканей оценивалась по оригинальной методике, которая заключается в следующем. Для испытаний согласно ГОСТ 20566-75 [129] отбираются образцы ткани размером 20x20 см. Отобранные образцы закрепляются на плоских деревянных брусках размером 10x10x10 см. При закреплении на брусках образцы растягиваются в соответствующем направлении без натяжения и фиксируются на брусках.
Бруски, с закрепленными на них. образцами тканей подвергаются трению о копировальную бумагу, расположенную на поверхности листового стекла, толщиной не менее 6 мм. Трение производится путем десятикратного возвратно поступательного перемещения бруска сначала по направлению нитей утка, а затем по направлению нитей основы. Перед обработкой каждого образца производится замена листа копировальной бумаги.
Полученные таким образом образцы тканей помещаются последовательно на стол сканера окрашенной поверхностью вниз, чтобы перемещение лампы сканера происходило по направлению основы. Сканирование производится в черно-белом режиме с разрешением 300 dpi.
В результате сканирования получается черно-белое изображение образца ткани, на котором черным окрашены выпуклые участки, а белым вогнутые (рис. 34 а).
Алгоритм обработки изображения заключается в следующем. На первом этапе производится разделение пятен черного цвета, характеризующих выпуклости на ткани, в случае если они соединены на изображении случайными перемычками. Эта процедура осуществляется путем удаления с контура изображения каждого пятна слоя в два пикселя (рис. 34 б).
Этапы подготовки изображения к анализу На втором этапе производится фильтрация изображения, целью которой является удаление с изображения небольших малоинформативных фрагментов, которые, скорее всего, являются следствием загрязнения поверхности ткани посторонними примесями (рис. 34 в).
Согласно решающему правилу, по которому производится удаление отдельных элементов изображения, они должны иметь размер менее заданного и быть в окружении элементов контрастного цвета. В процессе отладки алгоритма установлено, что элементы содержащие пять и менее пикселей не характеризуют рельефность ткани и должны быть удалены. Эта величина и принималась при разработке программы анализа изображения в качестве заданной.
Подготовленное таким образом изображение подвергается анализу. Анализ заключается в подсчете общей площади образца, площади черных пятен и среднего размера черного пятна. Для оценки рельефных форм на поверхности ткани предлагается использовать коэффициент рельефности ткани KR, который рассчитывается по формуле:
