Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Изучение свойств текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон влияющих на формовочную способность материала 13
1.1 Особенности химического состава и строения волокна шерсти 13
1.2 Строение и свойства полиэфирного волокна 23
1.3 Исследование формовочной способности текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон 26
1.3.1 Способы формообразования текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон 29
1.3.2 Способы формозакрепления шерстяных и синтетических текстильных материалов 35
1.4 Современные методы модификации свойств текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон для повышения формовочной способности 43
1.5 Задачи диссертации 48
Глава 2 Описание установки для модификации текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон в потоке плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления и методы исследования их свойств 50
2.1 Описание экспериментальной высокочастотной емкостной плазменной установки. 50
2.2 Выбор объектов исследования 53
2.3 Методики проведения экспериментальных исследований характеристик текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон 56
2.4 Статистические методы обработки экспериментах измерений 61
Глава 3 Экспериментальные исследование влияния потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на свойства текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон 65
3.1 Влияние воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на способность текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон к формообразованию 65
3.2 Исследование влияния потока плазмы ВЧЕ разряда на физические свойства текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон 82
3.3 Влияние воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на способность текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон к формозакреплению. 88
3.4 Исследование деформационных свойств текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон модифицированных потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления 95
3.5 Исследование структуры текстильных материалов из кератиносодержащих и полиэфирных волокон модифицированных потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления 98
3.6 Физическая модель взаимодействия ВЧЕ плазмы пониженного давления с текстильными материалами из шерстяных и полиэфирных волокон 107
Глава 4 Разработка рекомендаций для улучшения технологического процесса изготовления швейных изделий из шерстяных и синтетических волокон с использованием плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления 114
4.1 Рекомендации по технологическому процессу повышения формообразующей способности текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон 114
4.2 Совершенствование технологии клеевого соединения пакета одежды выполненных из текстильных материалов на основе шерстяных и синтетических волокон с применением потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления 116
Выводы 122
Список литературы 123
Приложение 138
- Исследование формовочной способности текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон
- Методики проведения экспериментальных исследований характеристик текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон
- Исследование влияния потока плазмы ВЧЕ разряда на физические свойства текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон
- Совершенствование технологии клеевого соединения пакета одежды выполненных из текстильных материалов на основе шерстяных и синтетических волокон с применением потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления
Введение к работе
В настоящее время в производстве текстильных материалов большое внимание уделяется повышению формовочной способности, которая характеризуется способностью материала образовывать пространственную форму и устойчиво сохранять её в процессе эксплуатации.
Способность текстильных материалов к формообразованию и формозакреплению определяет выбор оптимального получения силуэтной формы изделий с минимальным членением его на детали, позволяет снизить расход материала и трудоемкость изготовления одежды [1].
Основными свойствами текстильных материалов, определяющими способность материала к формообразованию, являются механические свойства, которые находятся в прямой зависимости от волокнистого состава, структуры волокон и нитей, вида переплетения, плотности и отделки материала [2].
Однако при изготовлении одежды показатели механических свойств текстильных материалов не обладают параметрами, которые отвечают требованиям создания пространственной формы и устойчивого сохранения её в процессе эксплуатации.
Для придания стабильной формы изделию, в швейной промышленности широко используют термоклеевые прокладочные материалы, которые позволяют увеличить прочность и жесткость, как всего изделия, так и отдельных деталей. Но в условиях сложного комплекса механических, тепловых и химических воздействий в процессе изготовления и эксплуатации одежды возникает отслаивание термоклеевого прокладочного материала от основного [3].
Улучшение механических и физических свойств текстильных материалов из натуральных и синтетических волокон, а также увеличение адгезионной прочности клеевого соединения пакета материалов для одежды включающего основной и термоклеевой прокладочный материал возможно за счет использования традиционных методов модификации, к которым относятся
физико-механические, физико-химические, химические методы. Однако традиционные методы модификации не позволяют комплексно улучшить механические и физические свойства текстильных материалов способствующих повышению формовочной способности.
В последнее время в текстильной промышленности все шире применяют электрофизические методы модификации, к ним относятся методы изменения свойств под воздействием электромагнитного поля, луча лазера, плазмы газового разряда (дуговой, тлеющий, барьерный и др.)
Среди перечисленных методов модификации материалов в текстильной промышленности все чаще применяется обработка с помощью потока плазмы высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда пониженного давления, так как данный вид разряда позволяет осуществлять объемную обработку капиллярно-пористых материалов [4].
Работа посвящена решению актуальной проблемы получения модифицированных текстильных материалов с улучшенными свойствами с помощью потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, влияющими на качество швейных изделий.
Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете в рамках научно-исследовательской работы 1.01.03 Д по теме «Взаимодействие высокочастотного разряда с капиллярно-пористыми структурами» 2003г., при поддержке гранта АН РТ по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка твердых тел сплошной и капиллярно-пористой структур» 2003-2004гг.
Цель и задачи работы. Целью работы является, комплексное улучшение физических и механических свойств, за счет модификации текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон с помощью высокочастотной плазмы пониженного давления, позволяющей повысить формовочную способность.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
проведение анализа существующих способов модификации для повышения комплекса свойств текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон влияющих на формовочную способность;
получение зависимостей основных параметров потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, ответственных за модификацию текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон;
комплексное улучшение свойств модифицированных текстильных материалов определяющих формообразующую и фомозакрепляющую способность с помощью высокочастотной плазменной обработки;
разработка технологических процессов повышения формовочной способности текстильных материалов, с использованием потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.
Методы исследования.
Объектом исследования явились текстильные материалы из чистошерстяных, шерстяных, полушерстяных, полиэфирных волокон и термоклеевой прокладочный материал с полиамидным точечным покрытием клея.
Для установления механизма воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на показатели физических, механических свойств текстильных материалов, а также прочности клеевого соединения пакета материалов для одежды использовали комплекс стандартных методик.
Для изучения свойств модифицированных образцов текстильных материалов и полиамидного клея применяли электронно-микроскопические исследования поверхности, ИК-спектроскопический метод и рентгеноструктурный анализ. Погрешность экспериментальных данных оценивали с помощью методов статистической обработки при доверительной вероятности 0,95.
Научная новизна работы.
1. На основании результатов исследований воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на текстильные материалы из шерстяных и
полиэфирных волокон, впервые показана возможность использования данной обработки для улучшения физических и механических свойств определяющих формовочную способность текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон.
2. Установлено, что плазменная обработка в режиме GAr=0,04r/c, Р=ЗЗПа,
Wp=1,7kBt, t=180c в атмосфере аргона не вызывает деструкции текстильных
материалов при этом происходит изменение их микроструктуры.
3. Воздействие потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления
приводит к увеличению эластичности волокон за счет их разволокнения и
повышению прочности за счет упорядоченности структуры.
4. Установлено, что плазменная обработка пакета материалов для одежды
состоящего из основного и термоклеевого прокладочного материала позволяет
повысить прочность клеевого соединения, сократить продолжительность
прессования, увеличить жесткость и упругость клеевого соединения.
5. С помощью тензометрического датчика линейных перемещений
установлено, что плазменная обработка текстильных материалов из шерстяных
и полиэфирных волокон приводит к увеличению энергии в межмолекулярных
связях, способствующих обратимости упругой и высокоэластической части
полной деформации, что способствует быстрому восстановлению формы и
размеров одежды в процессе эксплуатации.
Практическая значимость работы.
1. Установлены режимы плазменной обработки (GAr=0,04r/c, Р=ЗЗПа, Wp=1,7kBt, t=180c), которые позволяют повысить способность текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон к формообразованию, за счет увеличения механических свойств: прочности по основе на 32-55 % и по утку на 22-33 %, относительного удлинения по основе на 13-25 % и утку на 15-25 %, жесткости при изгибе на 9-14 %, стойкости к истиранию на 25-27 %, уменьшения сминаемости на 38-54 % в зависимости от вида волокна и структуры материала.
2. Установлены параметры плазменной обработки, позволяющие
увеличить физические свойства текстильных материалов из шерстяных волокон
(Овоздух=0,04г/с, Р=ЗЗПа, Wp =1,7кВт, t=180c) и полиэфирных волокон
(GAr=0,04r/c, Р=33 Па, Wp =1,7кВт, t=180c): водопоглощение на 62-75 %,
смачиваемость на 80-98 %, капиллярность на 330-850 %, уменьшить усадку на
18-30%.
Разработан способ склеивания (патент на изобретение № 2005120533) текстильных материалов. Установлено, что плазменная обработка пакета материалов для одежды состоящего из основного и термоклеевого прокладочного материала в безрасходном режиме Овоздух=0г/с в атмосфере воздуха, Р=ЗЗПа, Wp=1,7kBt, t=180c, позволяет повысить адгезионную прочность клеевого соединения в 1,5-1,8 раза, за счет изменения степени кристалличности полиамидного клея, удаления с поверхности основного материала загрязнений и препаратов, нанесенных в процессе отделки, что способствует хорошему проникновению клеевой композиции к активным центрам волокнообразующего полимера. Данный способ склеивания позволяет сократить удельный вес операций клеевой технологии в общей трудоемкости изготовления мужского пиджака на 2,3 %.
Разработаны рекомендации по использованию плазменной обработки, повышения формовочной способности текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон с целью улучшения качества швейных изделий.
Результаты диссертационной работы внедрены в ОАО «Адонис» (г. Казань).
На защиту выносятся следующие научные положения и выводы: 1. Результаты экспериментальных исследований влияния потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на текстильные материалы из шерстяных и полиэфирных волокон показывающие, что плазменная обработка способствует улучшению механических свойств определяющих формообразующую способность текстильных материалов.
Результаты экспериментальных исследований воздействия ВЧЕ плазменной обработки на физические свойства текстильных материалов из шерстяных волокон в режиме (Овоздух=0,04г/с; Р=ЗЗПа; \р=1,7кВт, t=180c) и полиэфирных волокон в режиме (GAr=0,04r/c; Р=ЗЗПа; Wp=1,7kBt, t=180c), свидетельствующие об уменьшении усадки и увеличении смачиваемости, водопоглощения и капиллярности, за счет конформационных изменений структуры волокон, удаления с поверхности ткани загрязнений и препаратов нанесенных в процессе отделки.
Экспериментальные данные исследований воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, на прочность клеевого соединения свидетельствующие, что плазменная обработка приводит к изменению степени кристалличности, способствует проникновению клеевой композиции к активным центрам волокнообразующего полимера, и как следствие позволяет повысить прочность клеевых соединений при влажно-тепловой обработке деталей одежды.
Результаты экспериментальных исследований деформации при растяжении модифицированных текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, свидетельствующие об увеличении энергии и внутреннего напряжения в межмолекулярных связях, способствующих обратимости упругой и высокоэластической части полной деформации.
Технологический процесс с использованием плазменной обработки для повышения формообразующей и формозакрепляющей способности текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон при проектировании швейных изделий.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит: в выборе и обосновании методик экспериментов; непосредственном участии в проведении экспериментов; анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, в разработке технологического процесса с применением ВЧЕ плазмы пониженного давления для повышения адгезионной
прочности клеевых соединений при влажно тепловой обработке деталей одежды.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложения. В тексте приведены ссылки на 133 литературных источника. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 7 таблиц.
В первой главе рассмотрены особенности химического состава, строения и свойств волокон шерсти и полиэфира. Представлен анализ свойств текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон влияющих на способность к формообразованию и формозакреплению. Рассмотрены современные способы модификации текстильных материалов. Обоснованна возможность применения плазменной обработки текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон с целью улучшения качества
Во второй главе представлено описание экспериментальной ВЧЕ плазменной установки, характеристик плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.
Характеристики плазменной установки ВЧЕ разряда изменялась в следующих диапазонах: мощность разряда Wp от 0,7 до 2,0 кВт; давление в рабочей камере Р от 13 до 53 Па; частота генератора f =13,56 МГц; расход плазмообразующего газа G от без расходного 0,00г/с до 0,08г/с в атмосфере аргона и воздуха; продолжительность обработки t от 60 до 540с.
Обоснован выбор объектов исследования и приведены их характеристики. Описаны методики проведения экспериментальных исследований влияния потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на характеристики текстильных материалов. Проведена оценка погрешности прямых и косвенных экспериментальных измерений свойств текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон.
В третьей главе определены параметры плазменной обработки, позволяющие улучшить комплекс механических и физических свойств текстильных материалов, влияющих на формовочную способность материала.
Исследовано влияние воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на способность текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон к формозакреплению.
Установлены параметры плазменной обработки термоклеевого прокладочного материала с полиамидным клеевым покрытием, позволяющие повысить адгезионную прочность клеевого соединения при влажно-тепловой обработке деталей одежды.
Представлены результаты исследований изменения механических, физических, химических и структурных свойств модифицированных текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон с помощью потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.
Исследованы деформационные свойства модифицированных текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон.
Приведено описание механизма воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления с текстильными материалами из шерстяных и полиэфирных волокон.
В четвертой главе на основании проведенных исследований разработаны рекомендации с использованием плазменной обработки, для повышения формовочной способности текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон.
Разработан технологический процесс клеевого соединения пакета материалов для одежды, состоящий из термоклеевого прокладочного материала и текстильных материалов на основе шерстяных и синтетических волокон модифицированных потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, позволяющий повысить формозакрет-т-.ощую способность материала.
Выполнено технико-экономическое обоснование и прогнозирование эффективности модификации текстильных материалов потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.
Исследование формовочной способности текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон
В настоящее время всё больше внимания в процессе проектирования одежды уделяется созданию формы за счет формовочной способности текстильных материалов.
Возможность получения пространственной формы швейного изделия зависит главным образом от индивидуальных свойств исходных материалов [25-29]. Ткани одной ассортиментной группы обладают различной формовочной способностью, так как находятся в прямой зависимости от их волокнистого состава, структуры и отделки материала [30-33].
Способы повышения формовочной способности текстильных материалов можно подразделить на две группы.
Вопросы первой группы связаны со свойствами текстильных материалов, ими занимаются разработчики текстильной промышленности, но успешная работа их зависит от требований, которые конструкторы и технологи швейного производства должны предъявлять к проектируемым материалам [1]. Для расширения и улучшения механических и физических свойств материалов в текстильной промышленности выпускают ткани различного сырьевого состава. Ткани, содержащие 70 % шерсти и 30 % полиэфирных волокон, по прочности, износостойкости превосходят чистошерстяные. Из смеси содержащей 30 % шерсти и 70 % полиэфирных волокон, получают ткани, изделия из которых обладают способностью сохранять приданную им форму не только в сухом, но и во влажном состоянии [9].
Вопросами второй группы занимаются работники швейного производства [1], так как способ создания устойчивой объемной формы одежды можно рассматривать, как конструктивные и технологические методы [34].
Конструктивный и технологический методы выполняются путем механического воздействия на полуфабрикат. В своей основе форма одежды создается конструктивно, путем членения её на части соответствующей конфигурации и размеров. Процесс создания формы методом конструирования, представляет собой совокупность приемов, обеспечивающих выполнение плоскостных чертежей деталей кроя. Конфигурация деталей и членение одежды, в первую очередь диктуется антропометрическим строением тела человека, технологией изготовления одежды и свойствами материалов.
В зависимости от назначения, сложности формы и свойств применяемых материалов, количество деталей, составляющих изделие различно и может насчитывать от одной до несколько десятков деталей. Достоинствами данного метода являются: неограниченность применения независимо от свойств используемых текстильных материалов; возможность создания с высокой точностью воспроизведения практически любой формы, используемой в одежде; возможность применения расчетов при конструировании объемных форм.
Недостатками метода являются: увеличение числа членений при получении сложных объемных форм; увеличение площади лекал и расхода материала за счет дополнительных членений; увеличение трудоемкости обработки изделия за счет количества оединяемых деталей [1].
Для того чтобы воспроизвести требуемую форму изделия с минимальным членением его на детали, снизить трудоемкость обработки изделия и уменьшить расход материала, используют деформационные свойства текстильных материалов, изменение сетевого угла и линейных размеров между нитями основы и утка [35].
Способность текстильных материалов изменять угол между нитями основы утка положено в основу разработанной во МТИЛПе методики конструирования, в которой использованы основные положения теории чебышевской сети [2].
Первые теоретические исследования, проведенные академиком П.Л. Чебышевым, показали возможность одевания кривых поверхностей оболочками из материалов сетчатой структуры. При этом он исходил из следующих условий: при одевании поверхности тканью её нити изгибаются, сохраняя первоначальную длину, а углы между нитями основы и утка изменяются в зависимости от направления усилий; для обеспечения равновесия сил, действующих на ткань её нити должны располагаться по кратчайшим геодезическим линиям поверхности.
Однако для неразвертываемых поверхностей второе условие строго выполняется лишь одной нитью основы и одной нитью утка. Эти линии были приняты П.Л. Чебышевым за оси координат, которые рассматривались как координатные линии, образующие на поверхности криволинейную чебышевскую сеть, элементами которой являются бесконечно малые параллелограммы.
Задача об одевании поверхности тканью, была решена П.Л. Чебышевым в виде математических формул, применять которые на практике достаточно трудно из-за необходимости определения радиуса кривизны. МТИЛП разработал приближенный способ, расчета разверток деталей одежды с учетом, что их формирование происходит при небольшом угле перекоса нитей ткани [1]. Экспериментальная проверка показала, что использование приближенного метода расчета для изготовления плотно облегающих оболочек дало положительные результаты для 1/3 части поверхности шара и отдельных частей поверхности манекена [28].
Однако не все текстильные материалы одинаково могут создавать объемную форму. Применение данного способа зависит от характера поверхности изделия, степени её кривизны, деформационных свойств материала которые характеризуются формовочной способностью.
В швейной промышленности чаще всего используют комбинированный способ получения объемной формы сочетающий в себе конструктивный метод и формовочную способность текстильных материалов, состоящую из способности к формообразованию и формозакреплению [1-2].
Методики проведения экспериментальных исследований характеристик текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон
Для исследований выбраны как стандартные, так и специальные методы. Результаты экспериментов сравнивались и сопоставлялись с известными теоретическими и экспериментальными данными.
Исследование влияния плазменной обработки на текстильные материалы из шерстяных и полиэфирных волокон проводили по изменению показателей механических и физических свойств.
Разрывную нагрузку и относительное удлинение при разрыве тканей в различных направления определяли в соответствии с ГОСТ 29104.4-91. Для определения разрывных характеристик при одноосном растяжении текстильные материалы испытывались на разрывной машине РТ-250М-2 в виде полоски, имеющей размер 50x200 мм по основе (ф=0) и под углом ф=15, Ф=30, ф=45, ф=60, ф=75, ф=90 к основе. Показатели разрывного усилия и удлинения определялись по шкале разрывной машины в момент разрыва материала. Предел допустимой погрешности шкалы силоизмерителя составил ±1% от измерительной нагрузки. Предел допустимой шкалы удлинения составил ±1 мм.
Изменение разрывной нагрузки ДРН и относительного разрывного удлинения Др в результате ВЧ плазменной обработки оценивали по формулам где РН)к и Єр, к - разрывная нагрузка и относительное удлинение контрольных образцов до ВЧЕ плазменной обработки; РН;вчь и р вчЕ - разрывная нагрузка и относительное удлинение образцов после ВЧ плазменной обработки.
Для оценки усилия направленного перпендикулярно поверхности текстильных материалов и сосредоточенного на одном участке проводились испытания по методу продавливания шариком в соответствии с ГОСТ 29104.8-91. Определение прочности продавливания шариком проводились на разрывной машине. В момент разрушения пробы диаметром 60 мм, по шкале усилий определялось максимальное усилие продавливания ЛРП,Н-Растяжимость при продавливании определялась относительным увеличением площади образца AS,%, к моменту разрушения, а также стрелой f, мм. Растяжимость AS, %, материала рассчитывалась по формуле
Определение жесткости при изгибе проводили по методу консоли на приборе ПТ-2 по ГОСТ 10550 - 75, на котором проба материала в продольном и поперечном направлениях размером 160x30 мм изгибается под действием распределенной нагрузки (собственной силы тяжести свешивающихся частей пробы) Д=±0,1мкНхсм, 5=1,5%. Жесткость Е1,мк Нхсм, вычисляли по формуле где m - масса 5 пробных полосок, г; А - функция относительного прогиба fo, определяемая по таблице (ГОСТ 10550-75)
Относительный прогиб f вычисляется по формуле: где f - окончательный прогиб проб; 7 - длина свешивающихся концов проб, см.
Сминаемостъ текстильных материалов определяли на приборе СТ-2 по ГОСТ 18117-80. Пробу в продольном и поперечном направлениях, длиной 130 мм и шириной 15 мм, перегибали в три сложения и в течение 5 мин выдерживали под грузом (5 кг). После 5 мин нагружения складок ткани груз снимали. Каждую смятую пробу опускали на стеклянную пластинку, складки ткани выдерживали в свободном состоянии (отдых) 3 мин. После чего определяли фактическую высоту складок тканей и рассчитывали коэффициент сминаемости Кс% по формуле: где h - фактическая высота складки, мм, 20-максимально возможная высота складки, равная ширине металлической пластины, мм.
Прочность склеивания пакета одежды включающего основной материал и термоклеевой прокладочный материал определяли в соответствии с ГОСТ 28832-90. В качестве критерия оценки прочности клеевых соединений принят показатель сопротивления расслаиванию РС,Н. Испытания проводились на разрывной машине РТ-250М-2 со скоростью опускания нижнего зажима 100 мм/мин. Размеры испытуемых образцов составили 200x50 мм. Процесс склеивания производился на прессе проходного типа фирмы OSHIMA (Япония) при температуре 120С для синтетических и полушерстяных текстильных материалов, при температуре 130С для чистошерстяных и шерстяных материалов, продолжительностью прессования Юс. При опускании нижнего зажима через каждые 10 мм отмечались показания стрелки на силовой шкале. Результаты рассчитывались как среднее арифметическое трёх образцов с 10 фиксированными значениями одного образца.
Стойкость материалов к истиранию определяли по числу циклов истирания до полного разрушения материала (образования дыр), диаметром 82±1мм на приборе ДИТ-М (ГОСТ 15967-70). Стойкость к истиранию определялась как среднее арифметическое значение выносливости десяти проб, с погрешностью 0,97.
Для определения одноцикловых характеристик деформации материала при растяжении применяли релаксометр типа "стойка" работающий по принципу постоянной нагрузки на образцы размером 40x200 мм, вырезанных по основе, утку и под углом 45. Измерения производили, подвешивая груз к нижнему (нагружающему) зажиму. Массу груза устанавливали от 1 до 15 % разрывной нагрузки. На верхнем зажиме прибора устанавливали тензометрический датчик линейных перемещений, позволяющий преобразовывать механические параметры в электрические, фиксировать релаксацию усилия в цикле «нагрузка - разгрузка - отдых» воздействующую на материал. При испытании использовали устройство, разработанное в научно-исследовательской испытательной лаборатории прочности и надежности конструкций летательных аппаратов КГТУ им. Туполева.
Датчик линейных перемещений, состоял из струнного реохорда и контактирующего со струнным реохордом токосъемника в виде пружинного электроконтакта, мостовой измерительной схемы и регистрируемого прибора. Датчик линейных перемещений выполнен в виде неподвижной станины с измерительной линейкой и двумя бабками с натянутым между ними реохордом из высокоомного материала, с кордовой нитью, протянутой через сквозные отверстия в бабках с возможностью свободного перемещения и одним концом прикрепленной к станине с помощью упругого элемента, а другим концом непосредственно связанной с нижним зажимом [117].
Относительное водопоглощение - (Пв,%), оценивалось количеством воды, поглощенной материалом при его полном погружении в воду по ГОСТ 15537-70. Образцы тканей размером 50x50 мм взвешивались в бюксе с погрешностью не более 0,005 г и с грузом массой 10 г погружались в сосуд с дистиллированной водой на 300 с. Затем пробу вынимали из сосуда и помещали между тремя слоями фильтрованной бумаги, прокатывали валиком, удаляя излишки влаги. После этого взвешивали в бюксе с той же погрешностью. Водопоглощение рассчитывалось по формуле
Исследование влияния потока плазмы ВЧЕ разряда на физические свойства текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон
Текстильные материалы при производстве, изготовлении швейных, а также в процессе эксплуатации одежды постоянно взаимодействуют либо с водными парами воздуха, либо с водой. При непосредственном соприкосновении текстильных тканей с водой, она поглощается как путем диффузии ее молекул в полимер, так и путем механического захвата ее частиц структурой материала.
Как показали исследования [4], варьируя входные параметры плазменной обработки, можно добиться изменения различных свойств текстильных материалов, так при достижении максимальной прочности текстильного материала можно достичь максимального значения водопоглощения, капиллярности, смачиваемости, увеличить гигроскопические свойства полиэфирных волокон и гидрофильность кератиносодержащих текстильных материалов.
Результаты исследования влияния параметров плазменной обработки на относительное водопоглощение текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон представлены на рисунках 3.25-3.26.
Анализ полученных результатов представленных на рисунках 3.25-3.26 показывает, что эффект воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления зависит от волокнистого состава текстильных материалов. Большое интенсивное воздействие на водопоглощение оказывает непродолжительная плазменная обработка в течение 180с в атмосфере воздуха в расходном режиме при Goo-Myx =0,04г/с и давлении в вакуумной камере Р =ЗЗПа для текстильных материалов содержащих волокна шерсти. Водопоглощение чистошерстяной ткани увеличилось на 62 %, шерстяной на 75 %, полушерстяной на 63 %.
Для текстильных материалов содержащих полиэфирные волокна максимальное значение водопоглощения наблюдается в атмосфере аргона при GAr =0,04г/с , Р =ЗЗПа в течение ! 80с.
Изменение расхода плазмообразующего газа в диапазоне от G =0г/с до 0,04г/с незначительно влияет на величину водопоглощения. Изменение состояния поверхности модифицированных текстильных материалов потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, можно проследить по времени растекания капли (Wi, мин) дистиллированной воды. Результаты исследований влияния вида плазмообразующего газа, на время растекания капли на поверхности образцов текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон, представлены на рисунке 3.27. Рисунок 3.27 - Влияние потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на смачиваемость текстильных материалов (Р=33 Па, Wp=l,7 кВт, t=180e) Полученные данные подтверждают выводы о том, что наибольшее влияние на результаты плазменной обработки текстильных материалов оказывает волокнистый состав, природа и расход плазмообразующего газа, непродолжительная обработка (t =180 с) в атмосфере воздуха приводит к значительному уменьшению времени растекания капли у текстильных материалов содержащих волокна шерсти, у полиэфирных материалов время растекания капли воды уменьшается в атмосфере аргона. На рисунках 3.28 - 3.29 представлены графики зависимости поглощения влаги продольными порами (капиллярами) от вида плазмообразующего газа для чистошерстяной, полушерстяной и плательной ткани. Анализ полученных результатов показал, что высота подъема воды и скорость впитывания в капиллярах модифицированных текстильных материалов возрастает по сравнению с контрольным образцом: в атмосфере воздуха у чистошерстяной ткани на 330 % и полушерстяной на 750 %, плательной ткани на 850 % в атмосфере аргона. Усадка текстильных материалов возможна в различных процессах производства, например при заключительной отделке, изготовлении швейных изделий, эксплуатации, хранении и т.д. Наиболее нежелательно проявление усадки текстильных материалов в процессе эксплуатации. Если в процессе производства и переработки тканей величину усадки можно предусмотреть и учитывать при конструировании готовых изделий, то изменение размеров отдельных элементов одежды при эксплуатации может привести к ухудшению внешнего вида. На рисунке 3.30 представлены зависимости усадки после влажно-тепловой обработки (У,%) текстильных материалов из шерстяных и полиэфирных волокон от времени воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления
Совершенствование технологии клеевого соединения пакета одежды выполненных из текстильных материалов на основе шерстяных и синтетических волокон с применением потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления
Технологический процесс склеивания деталей одежды является неотъемлемой частью производственного процесса изготовления одежды обеспечивая качество и конкурентоспособность выпускаемых на рынок швейных изделий.
Степень распространения операций клеевой технологии непосредственно влияет на общую трудоемкость изготовления одежды, производительность труда, объемы потребляемых электротехнических сред (электроэнергии, сжатого воздуха).
Удельный вес операций клеевой технологии в общей трудоемкости пошива верхней одежды составляет 0,9 - 6,5 %, а в абсолютном выражении на их длительность приходится от 12 до 600 с.
Операции клеевой технологии применяют на следующих этапах швейного производства: в раскройном цехе для дублирования выкроенных деталей из основного материала; в швейном цехе для соединения деталей, припусков и выполнения других операций, дополняющих операции ниточного соединения и носящих, как правило, вспомогательный характер.
Количество операций клеевой технологии при изготовлении разных видов швейных изделий существенно различается. Чтобы оценить операции клеевой технологии, предлагается использовать следующие группы экономических показателей: 1) трудоемкость изготовления изделий; 2) материальные затраты; 3) трудоемкость изготовления и материальные затраты.
Трудовые затраты рассчитываются исходя из норм времени на операции клеевого соединения которые, в свою очередь, зависят от удельного веса операций и установленного типа оборудования и изменяются при замене, например прессов периодического действия на более производительные пресса непрерывного действия. К трудовым затратам относятся: количество операций клеевой технологии; удельный вес продолжительности операций клеевой технологии в общей трудоемкости операций по соединению деталей и узлов. где ДУв - удельный вес, %; ткл - суммарная трудоемкость операции по клеевому соединению деталей и узлов с использованием клеевых материалов, с; тобщ - суммарная трудоемкость всех операций соединения деталей и узлов при изготовлении швейного изделия, с.
На основе полученных экспериментальных данных прочности клеевого соединения модифицированного пакета одежды потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, разработана новая методика проектирования технологического процесса склеивания деталей одежды при влажно-тепловой обработке. Методологической особенностью нового подхода к проектированию технологии склеивания является улучшение прочности клеевого соединения, сокращение времени прессования. Удельный вес операций клеевой технологии в общей трудоемкости, представлен в таблице 4.1
Перед процессом дублирования основной и термоклеевой прокладочный материал подвергаю воздействию высокочастотной плазмой пониженного давления. Схема технологического процесса представлена на рисунке 4.2
Показатель трудовых и материальных затрат является комплексным. Чтобы рассчитать такой показатель, необходимо иметь: информацию о лекалах из основных и термоклеевых прокладочных материалов; технологическую последовательность пошива изделия.
Все детали из ТПМ подразделяют на три группы в зависимости от их размеров по отношению к размерам деталей из основного материала: 1-я группа — детали для фронтального дублирования деталей из основного материала по всей или почти по всей площади; 2-я группа — детали для приклеивания на отдельных участках деталей из основного материала (усилители, дополнительные прокладки); 3-я группа — мелкие детали для приклеивания вдоль срезов, сгибов, а также для соединения деталей и узлов в отдельных местах (кромки, пленки, сетки на бумажных носителях и др.) и отделочных элементов (эмблем, аппликаций).
Такая группировка отражает различия в рабочих приемах по совмещению разного количества деталей из основного и прокладочных материалов перед склеиванием. Комплексный коэффициент (ДК) использования операций клеевой технологии определяется по формуле: где П) - количество деталей из ТПМ 1-й группы; N0 - общее количество деталей из основного материала; Si - площадь лекал из ТПМ 1-й группы, см2; S0 - суммарная площадь деталей из основного материала, см2; п 2- количество деталей из ТПМ 2-й группы; S2- площадь лекал из ТПМ 2-й группы, см2; п з - количество деталей из ТПМ 3-й группы; 100 - среднее количество операций технологической последовательности по соединению деталей и узлов, без учета операций влажно-тепловой обработки.
Формула учитывает конструкцию одежды, количество деталей из материалов разных видов, расход материалов и количество технологических операций по соединению деталей и узлов в швейном цехе с применением ТПМ.
Расчет показателей трудовых и материальных затрат применения клеевой технологии при изготовлении одежды представлен в таблице 4.3.
Похожие диссертации на Модификация текстильных материалов из шерстяных и синтетических волокон с помощью высокочастотной плазмы пониженного давления
