Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современные способы повышения износостойкости хлопчатобумажных тканей
1.1. Требования, предъявляемые к материалам для верха текстильной обуви 11
1.2. Особенности структуры целлюлозных волокон во взаимосвязи с их физико-механическими свойствами
1.2.1. Строение и физико-механические свойства целлюлозного волокна 20
1.2.2. Физическая структура хлопкового волокна во взаимосвязи с механическими свойствами 23
1.3. Аппретирование ткани как самый эффективный способ повышения износостойкости хлопчатобумажных тканей
1.3.1. Виды аппретов и их характеристики
1.3.2. Современные способы нанесения и закрепления аппретов на ткани из целлюлозных волокон 28
1.3.3. Влияние отделочных препаратов на физико-механические свойства аппретированных тканей
Вывода 55
Глава 2. Обоснование выбора объектов и методов исследования 57
2.1. Выбор объектов исследования 57
2.2. Характеристики препаратов,используемых при аппретировани
2.3. Методы исследования
2.4. Методы математической оценки результатов исследования 72
Выводы
Глава 3. Исследование влияния отделочных препаратов на физико-механические свойства ткани и выбор оптимального аппрета для ткани,используемой в качестве верха текстильной обуви
3.1. Определение коэффициентов значимости свойств для оценки качества аппретированной ткани, используемой в качестве верха текстильной обуви
3.2. Влияние несмываемых аппретов на физико-механические свойства ткани
3.3. Выбор оптимального аппрета и режима аппретирования ткани,используемой в качестве верха текстильной обуви 100
Выводы
Глава 4. Исследование эксплуатационных свойств хлопчатобумажной ткани модифицированной латексом
4.1. Влияние многократных нагрузок на механические свойства аппретированной ткани
4.2. Влияние светопогоды на механические свойства аппретированной ткани
4.3. Влияние истирающих усилий на свойства аппретрованной ткани 120
4.4. Исследование одноцикловых характеристик аппретированной ткани при растяжении
4.5. Изменение физических свойств ткани в результате аппретирования ее латексом
4.6. Грязеотталкивающие свойства аппретированной латексом ткани
4.7. Изменение прочности окрасок ткани в результате аппретирования ее латексом
Выводы
Глава 5. Исследование эксплуатационных свойств аппретированной ткани в реальных условиях носки и расчет экономической эффективности от внедрения результатов исследования
5.1. Методика проведения опытной носки
5.2. Результаты проведения опытной носки
5.3. Расчет народнохозяйственного ожидаемого экономического эффекта от внедрения результатов исследования
Выводы
Общие выводы и рекомендации
Литература
Приложение
- Требования, предъявляемые к материалам для верха текстильной обуви
- Выбор объектов исследования
- Определение коэффициентов значимости свойств для оценки качества аппретированной ткани, используемой в качестве верха текстильной обуви
- Влияние многократных нагрузок на механические свойства аппретированной ткани
- Методика проведения опытной носки
Требования, предъявляемые к материалам для верха текстильной обуви
Требования к обувным материалам должны находиться в соответствии с технологическим процессом обувного производства и условиям износа текстильной обуви. Текстильная обувь в процессе изготовления и эксплуатации подвергается совершенно иным условиям и физико-механическим воздействиям,чем ткани для одежды.
В практике доказано, что если ткани не обладают определенными формовочными свойствами,то заготовка, в процессе обтяжно-затяжных операций плохо облегает колодку и на обуви в носочной и пяточной части образуются складки и морщины. В качестве формовочных свойств выступают одноцикловые характеристики при растяжении: упругая,эластическая и остаточная доли деформации в общей, а также коэффициент поперечного сокращения ткани.
Чем больше доля остаточной деформации в общей, чем ткань пластичнее. Верх обуви с большим остаточным удлинением быстро теряет форму. Применение ткани с низким остаточным удлинением затрудняет формирование колодки.
Проявление полной деформации и ее составных частей в значительной степени зависит от параметров структуры ткани. Хлопчатобумажные ткани обладают сравнительно высокими значениями остаточной деформации,что отрицательно влияет на формоустойчивость изделий из них. Модификация текстильных материалов различными высокомолекулярными соединениями может существенно изменить доли упругой и остаточной деформации.
Коэффициент поперечного сокращения ткани определяют как част ное от деления относительного сокращения поперечного размера на оответствующее продольное относительное удлинение. Для нормального формирования верха обуви из тканей коэффициент поперечного сокращения их должен быть не менее 0,88 (78).
Величина полной деформации и ее составных частей во многом зависит от усадки тканей,которая может возникнуть в результате увлажнения и последующей сушки изделий. Усадка ткани - явление не желательное,так как она изменяет размер и форму обуви. Для обувных хлопчатобумажных тканей допускается усадка до 3,5 % (81), Изменением размеров тканей при влажных обработках может быть достигнута путем химической модификации ее различными высокомолекулярными соединениями, которые уменьшают гидрофильность волокон (меламиноформальдегидные смолы, кремнийорганические соединения, термопластичные смолы)
Изучение износа текстильного верха обуви показывает,что основным фактором,определяющим его износ является истирание (79). Истирание приводит к ухудшению внешнего вида обуви,образованию сквозных отверстий,разрежению структуры тканей. Материалы в обуви при трении об окружающие предметы истираются в точках контакта соприкасающихся поверхностей,происходит микрорезание волокон,при котором материал изнашивается вследствие потери массы, Б ворсовых тканях в первую очередь истирающие воздействия испытывает ворс и для этих тканей характерно быстрое развитие такого дефекта, как вытирание ворса в наиболее выступающих участках обуви. Ворс на ткани получают путем разрезания утка в отделочном производстве. Закрепление ворсинок осуществляется в результате двух факторов: охвата ворсинкой основной нити ; степени сжатия ворсинок соседними нитями основы и утка, и зависит от коэффициента трения основной и уточной нити,поверхностной плотности ткани по основе и утку.
Одной из причин быстрого вытирания ворса является слабое закрепление его пучков в грунте. Есть несколько путей повышения прочности закрепления ворса : повышение поверхностной плотности ткани по основе и утку (но это малоэффективно) и обработка ткани специальными аппретами, увеличивающими коэффициент трения между нитями основы, утка и пучком ворса.
Обувные ткани должны обладать определенными прочностными свойствами. Разрывная нагрузка при растяжении должна быть не менее 60 даН по основе и утку при испытании полоски 50 х 200 мм, а удлинение не должно превышать 12% и 20$ по основе и утку соответственно (83). В процессе эксплуатации обуви свойства тканевого верха изменяются, в частности, . значительно снижается прочность при растяжении,особенно сильное снижение (до 60$) наблюдается в союзке вдоль нижней основы (79).
Так как детали верха обуви в процессе эксплуатации подвергаются многократным деформациям,текстильные материалы должны быть устойчивыми к многократному растяжению при нагрузках меньше разрывных. Структура ткани в значительной степени обуславливает различия устойчивости ее к многократным растяжениям в двух взаим-ноперпендикулярных направлениях. Авторы (81) рекомендуют испытывать ткани на многократное растяжение при нагрузке равной 25% от разрывной,как наиболее соответствующей условиям эксплуатации обуви. В этом случае образец разрушается по схеме вынужденного эластического разрыва. В месте нахождения дефекта появляется поперечная трещина.которая постепенно растет, образуя волокнистую поверхность в мвагах надрыва.
Ткани для обуви должны облапать определенными Физическими свойствами. Паропроницаемость -один из основных показателей текстильных материалов,обеспечивающих "комфортность" обуви.
Относительная влажность воздуха внутриобувного пространства зависит от температуры поверхности стопы,содержания углекислого газа и достигает 90-95$. Поэтому незначительная паропроницаемость ткани приводит к задержанию паров и их конденсации в ткани,следовательно повышению влажности внутриобувного пространства и снижению нормального функционирования стопы при реальных условиях эксплуатации. Воздухопроницаемость ткани зависит от наличия пор и сквозных отверстий в ткани и также является основным показателем физических свойств ткани Воздухо- и паропроницаемость значительно изменяются при дублировании тканей или образовании многослойной системы. Так,например, воздухопроницаемость при дублировании снижается на 50-100%. Хлопчатобумажные ткани обладают высокими показателями воздухо- и паропроницаемости,что связано с их внутренним строением.
Одним из основных недостатков использования хлопчатобумажных тканей в производстве и эксплуатации обуви яваляется их высокая водопоглощаемость (до 60%). Снизить водопоглощаемость тканей можно путем придания им гидрофобного эффекта (обработкой различными химическими препаратами).
Выбор объектов исследования
В международной практике для верха текстильной обуви используются две группы тканей. Одна из них - специальные обувные, имеющие необходимый состав и структуру и выпускаемые по определенной технологии. Другая группа -ткани одежные, приспособленные к обувному производству путем двойного или тройного дублирования. Дублируют их по следующей схеме : материал верха -каркасный слой -подкладка. Каркасом называется сетка, создающая необходимую формоус-тойчивость материала. Каркас и подкладка чаще всего изготовлены из хлопчатобумажной пряжи. Одним из текстильных материалов,имеющем широкое применение в обувном производстве, является вельвет. Мода на одежду из вельвета предусматривает и более широкое применение его в производстве обуви.
Масштабы использования в обувном производстве текстильных материалов значительно превосходит объем использования материалов других видов. Например, на Ленинградском обувном объединении "Скороход" для деталей верха летней обуви применяют в основном хлопчатобумажные ткани. Это прежде всего специальные обувные ткани арт.7079,6062 для производства мужской и мальчиковой обуви, двунитка хлопчатобумажная арт. 7088 для детской обуви и другие.
Из одежных тканей, приспособленных к обувному производству, широко используется вельвет-корд для изготовления мужской и мальчиковой обуви. Только на ЛПО "Скороход" выпускают текстильной обуви с верхом из вельвета арт.4180 примерно I млн. пар в год. Прогулочные туфли с верхом из вельвета получают методом горячей вулканизации. Сущность которого состоит в том, что сырая невулка визированная резиновая смесь при высокой температуре и под давлением формуется в специалнной пресс-форме,камера которой имеет контур и профиль подошвы и каблука, отформованный низ обуви вулканизируют и прикрепляют к заготовке,затянутой на стельку. Ткань вельвет-корд арт.4180 вырабатывается на Камышинском хлопчатобумажном комбинате по ТУ 17-52-9351-79 РСФСР.
Определение коэффициентов значимости свойств для оценки качества аппретированной ткани, используемой в качестве верха текстильной обуви
Карбамол. В нашей стране выпускается в виде белой 40% водной пасты. Содержит диметилмочевину,10% монометилмочевину, свободный формальдегид,10-12% мочевины. Препарат хорошо растворим в воде.
Метазин. По цвету это бесцветная или слегка желтоватая прозрачная сиропообразная жидкость или студенистая масса, обладающая полной растворимостью в воде. Технический продукт метазина содержит в пересчете на азот не менее 15% азотсодержащих веществ и не менее 5% свободного формальдегида.
ПШ-94 - гидрофобизирующая полиэтилгидроксилановая бесцветная или слабым желтым оттенком жидкость с удельной плотностью 0,995-1,003, содержащая активный водород в количестве 1,3-2,42%. Жидкость ГКЖ-94 не смешивается с водой, но образует водорастворимые эмульсии.
Смола Ф-9 представляет собой темно-окрашенный раствор фенил-полисилаксанола в толуоле. Она хорошо растворяется в бензоле, толуоле, ксилоле, скипидаре, с водой не смешивается.
Влияние многократных нагрузок на механические свойства аппретированной ткани
Обувные ткани в процессе носки испытывают многократное растяжение при нагрузках меньше разрывных. Многократное действие растяжения приводит к ухудшению внешнего вида изделия, нарастанию остаточного удлинения и снижению прочностных характеристик ткани. Изменение прочности ткани в зависимости от циклов многократного растяжения при постоянной нагрузке равной 2Ъ% от разрывной представлено на рис.4.3.
Из графика видно, что при нагружении ткани определенным количеством циклов "Нагрузка-разгрузка" происходит потеря разрывной нагрузки, эта потеря идет более интенсивно (до 53%) у необработанной ткани, а при аппретировании ей бутадиен-стирольным латексом наблюдается менее интенсивное снижение прочности(до 40%). Это явление можно объяснить повышением связи между нитями основы и утка в ткани, которое определяется силами трения и сцепления и увеличивается в результате аппретирования. Смола, отложившаяся в порах волокна и пленки, образующиеся на поверхности волокон, препятствуют действию растягивающих усилий. Кроме того, аппретирование приводит к повышению упругих составляющих в общей деформации ткани, макромолекулы целлюлозы легче возвращаются в исходное положение после приложения растягивающих усилии, снижается напряженность структуры волокна, происходит более замедленное нарастание остаточной циклической деформации по сравнению с необработанной тканью. Все это вместе взятое влияет на скорость разрушения аппретированной ткани от многократных нагрузок.
Методика проведения опытной носки
На Ленинградском производственном обувном объединении , "Скороход" была : изготовлена текстильная обувь с верхом из вельвета -корда в количестве 24 пар. Чтобы достигнуть равенства в условиях эксплуатации обуви с верхом из неаппретированной и аппретированной ткани, носчикам выдавались "смешанные пары", т.е. одна полупара с верхом из не аппретированной ткани, вторая-с верхом из аппретированной ткани. Обувь носилась в условиях Ленинградской области. После 1,2,3 и 4 месяцев из носки изымалась часть обуви, из них вырезались образцы и определялась кинетика изменения разрывной нагрузки при растяжении и количество аппрета на ткани. Носчикам выдавалась анкета, которая представлена в приложении 3. Проведение опытной носки подтверждается соответствующим актом, который представлен в приложении 4. 5.2. Результаты проведения опытной носки. Из анализа анкет, предложенных носчикам, можно сделать следующие выводы.
1. Полупары с верхом из аппретированной бутадиен-стирольным латексом ткани имеют более красивый внешний вид, жесткий гриф, лучшую формоустойчивость, по сравнению с полу парами с верхом из не аппретированной ткани.
2. Носчики отметили, что полученная в результате аппретирования латексная пленка, способствующая повышению жесткости ткани и уменьшению воздухо- и пароцроницаемости, не оказывает существенного влияния на удобство эксплуатации текстильной обуви и не снижает ее "комфортности", т.е. способности обеспечивать нормальное функционирование стопы при различных условиях и в течение срока эксплуатации.
3. Наличие на ткани защитной пленки полимерного материала обеспечивает снижение ее гидрофильности, т.е. изделия дольше сопротивляются проникновению воды и намокаемости,при этом, конечно, не достигается эффекта полной гидрофобности материала.
4. Носчики отметили меньшую загрязняемость и лучшую удаляем ость грязи с обуви с верхом из аппретированной ткани.
5. Критерием оценки морального износа текстильной обуви служило появление безворсовых участков на наиболее выступающих участках обуви. Безворсовые участки у текстильной обуви с верхом из не аппретированной ткани появились через 2-2,5 месяца после начала опытной носки, а с верхом из аппретированной ткани - через 3-3,5 месяца, т.е. более прочное закрепление ворса в грунте аппретированной ткани способствует меньшему его выдергиванию и обувь дольше сохраняет свой внешний вид.
6. Опытные образцы характеризуются повышенной износостой -костью, срок носки их составляет 4,5-5 месяцев, тогда как обувь из не аппретированной ткани вышла из строя после 3,5-4 месяцев.
