Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 12
1.1 Особенности строения и свойств различных видов овчинно-меховых полуфабрикатов 12
1.1.1 Строение и свойства шубной овчины 13
1.1.2 Строение и свойства меховой овчины 13
1.1.3 Особенности свойств и обработки мехового велюра 15
1.2 Факторы, воздействующие на изделия из натурального меха и кожи и приводящие к ухудшению их свойств 16
1.2.1 Воздействие света 17
1.2.2 Изменение свойств натурального меха при хранении 20
1.3 Способы восстановления утраченных свойств кожевенно-меховых изделий 21
1.3.1 Особенности и проблемы чистки изделий из натуральных меха и кожи 21
1.3.2 Сравнение эффективности химчистки и «аква-чистки» 28
1.3.3 Крашение и гидрофобная обработка кожевенно-меховых изделий 32
1.4 Анализ существующих методов оценки изменения свойств и качества восстановительных операций 34
1.4.1 Требования к качеству чистки и методы контроля, регламентируемые стандартом 34
1.4.2 Методы оценки изменения окраски 37
1.4.3 Методы оценки степени загрязнения и очистки материалов 40
1.4.4 Методы определения гидрофобных свойств кожи и меха 44
1.5 Выводы из обзора литературы и постановка задач исследования 45
2 Методическая часть 48
2.1 Характеристика и обоснование выбора объекта исследования 48
2.2 Методы оценки свойств ов чинно-мехового г юлу фабриката 51
2.2.1 Стандартные методы исследования свойств кожевой ткани 52
2.2.1.1 Определение температуры сваривания кожевой ткани 52
2.2.1.2 Определение механических свойств кожевой ткани 53
2.2.1.3 Определение рН водной вытяжки кожевой ткани 54
2.2.1.4 Определение несвязанных жировых веществ в кожевой ткани 54
2.2.2 Общепринятые методы исследования материалов 55
2.2.2.1 Определение изменения линейных размеров материала после различных обработок 55
2.2.2.2 Метод определения пористости кожевой ткани 56
2.2.2.3 Метод определения сорбционных свойств кожевой ткани 57
2.2.2.4 Метод термомеханического анализа 58
2.3 Обработка результатов исследования 59
2.4 Выводы по главе 60
3 Разработка методов оценки изменения свойств овчинно-меховых изделий при эксплуатации и восстановлении 61
3.1 Разработка классификации эксплуатационных дефектов в изделиях из овчины 61
3.2 Разработка методов оценки изменения свойств овчинно-меховых изделий 68
3.2.1 Разработка метода оценки изменения окраски материалов при физико-механических воздействиях 68
3.2.2 Разработка метода оценки степени загрязнения и очистки материалов, ресорбции загрязнений 71
3.2.3 Разработка методики определения водоотталкивающих (гидрофобных) свойств кожевой ткани меховых изделий 72
3.2.4 Разработка методики определения изменения линейных размеров и формы изделий после восстановительных обработок 74
3.3 Выводы по главе 76
4 Исследование изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов в процессе эксплуатации и хранения 77
4.1 Оценка степени загрязнения кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов 77
4.2 Исследование изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов под действием светопогоды 78
4.2.1 Изменение свойств кожевой ткани шубной овчины при воздействии светопогоды 79
4.2.2 Исследование влияния светопогоды на свойства кожевой ткани мехового велюра 82
4.2.3 Исследование влияния светопогоды на свойства кожевой ткани полуфабриката с полимерным покрытием кожевой ткани 86
4.2.4 Анализ влияния светопогоды на свойства кожевой ткани различных видов овчинно-меховых полуфабрикатов 89
4.3 Изменение свойств кожевой ткани различных видов овчинно-меховых полуфабрикатов при хранении 95
4.4 Выводы по главе 100
5 Исследование влияния восстановительных операций на свойства кожевой ткани овчинно-меховых изделий и полуфабрикатов 102
5.1 Исследование изменения размеров и формы изделия после восстановительных операций 104
5.2 Изменение свойств различных видов овчинно-меховых полуфабрикатов после чистки и восстановительных операций 107
5.2.1 Влияние восстановительных обработок на свойства кожевой ткани шубной овчины 107
5.2.1. 1 Влияние количества обработок на изменение свойств кожевой ткани шубной овчины 112
5.2.1.2 Изменение свойств кожевой ткани шубной овчины в зависимости от способа крашения 116
5.2.2 Влияние восстановительных обработок на свойства кожевой ткани мехового велюра 119
5.2.3 Влияние восстановительных обработок на свойства полуфабриката с полимерным покрытием кожевой ткани 125
5.2.4 Влияние восстановительных обработок на свойства полуфабриката с декоративной отделкой кожевой ткани 128
5.2.5 Сравнительный анализ воздействия восстановительных обработок на свойства кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов 133
5.3 Выводы по главе 141
6 Практическое использование результатов, полученных в диссертационной работе 143
6.1 Разработка рекомендаций по выбору, эксплуатации, хранению и уходу за овчинно-меховыми изделиями 143
6.2 Разработка рекомендаций по повышению качества обработки изделий из овчинно-меховых полуфабрикатов 146
6.2.1 Разработка оптимальных схем чистки и восстановления изделий из овчины 147
6.2.2 Разработка состава для заключительной отделки кожевенно-меховых изделий 151
6.2.3 Определение оптимальных режимов чистки овчинно-меховых изделий 155
6.3 Выводы по главе 157
Общие выводы по работе 158
Список литературы 160
Приложения 172
- Факторы, воздействующие на изделия из натурального меха и кожи и приводящие к ухудшению их свойств
- Методы оценки свойств ов чинно-мехового г юлу фабриката
- Разработка метода оценки изменения окраски материалов при физико-механических воздействиях
- Исследование изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов под действием светопогоды
Введение к работе
Диссертационная работа посвящена разработке методов оценки изменения свойств овчинно-меховых изделий при эксплуатации и восстановлении.
Актуальность темы. Спрос населения нашей страны на меховые изделия носит постоянный характер. Это объясняется достаточно суровыми климатическими условиями на большей территории России. Традиционно наибольшая доля потребляемой меховой одежды приходится на изделия из овчины. Это объясняется целым рядом причин, в том числе сравнительно невысокой стоимостью этих изделий, комфортом, удобством, высокими гигиеническими свойствами.
В последние годы получили распространение и популярность изделия из овчинно-мехового полуфабриката, выпускаемого кожевой тканью наружу, известные под названием дубленки. Мониторинг мехового рынка России показал, что в зависимости от возрастной группы и социального положения спрос на дубленки составляет от 30 до 50 % [1], происходит переориентация части населения с традиционных меховых пальто на дубленки. По прогнозам в ближайшем будущем спрос на дубленки среди женского населения страны составит 39 %, среди мужского - 77 %.
Современный Российский меховой рынок заполнен импортными изделиями из овчины с разнообразными видами пленочных покрытий и декоративных отделок кожевой ткани, особенности свойств которых, условия эксплуатации и способы ухода, как правило, не известны. По данным Омской торгово-промышленной палаты наибольшее количество обращений покупателей, недовольных значительным ухудшением свойств изделий в процессе эксплуатации и после чисток, связано именно с этой ассортиментной группой изделий. В связи с этим актуально выявление наиболее распространенных дефектов овчинно-меховых изделий и причин их возникновения, разработка рекомендаций для потребителей по эксплуатации изделий исходя из особенностей свойств полуфабрикатов. Меховые изделия эксплуатируются интенсивно в течение длительного времени, в результате воздействия разнообразных внешних факторов происходит изменение первоначальных свойств меха: загрязнение, потеря цвета, уменьшение механической прочности и т.д. Чтобы продлить срок службы изделий и восстановить утраченные свойства необходимо проведение восстановительных обработок.
В силу особенностей исходного сырья, специфики производства меховых изделий квалифицированно очистить их от загрязнений, полностью или частично восстановить утраченные свойства можно только в условиях специализированных предприятий. К сожалению, развитие восстановительных операций идет медленнее, чем расширение ассортимента изделий из овчины с различной обработкой, качество обработок оценивается, как правило, органолептически, отсутствует комплексный подход к восстановлению утраченных свойств. В современных условиях при отмене обязательной сертификации деятельности предприятий по чистке одежды для повышения качества услуг и возможности их контроля необходима разработка простых, доступных методов оценки изменения свойств материалов.
Таким образом, разработка методов оценки изменения свойств традиционных и современных видов овчинно-меховых полуфабрикатов в процессе эксплуатации, хранения и при различных восстановительных обработках приобретает особую актуальность.
Целью работы является продление срока службы овчинно-меховых изделий на основе разработки методов оценки изменения свойств и контроля качества восстановления изделий, совершенствования восстановительных обработок. В соответствии с целью поставлены следующие задачи:
- провести сравнительный анализ свойств традиционных и современных видов овчинно-меховых полуфабрикатов и их изменений при эксплуатации и восстановлении;
- исследовать влияние факторов эксплуатации, хранения на кожевую ткань традиционных и современных видов овчинно-меховых полуфабрикатов;
- изучить влияние восстановительных операций направленного действия (химчистки, аква-чистки, гидрофобизации, крашения) на комплекс свойств коже вой ткани традиционных и современных видов овчинно-меховых полуфабрикатов;
- разработать экспресс-методы оценки изменения свойств и контроля качества восстановительных обработок;
- усовершенствовать восстановительные обработки с целью комплексного улучшения утраченных свойств изделий;
- разработать рекомендации по продлению срока службы изделий из овчины;
- внедрить разработанные методы оценки свойств и качества восстанови тельных обработок в производство и учебный процесс вузов.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые:
- разработана многоуровневая классификация дефектов овчинно-меховых изделий, приобретенных в процессе эксплуатации и чистки;
- разработаны методы оценки изменения свойств овчинно-меховых изделий и полуфабрикатов при эксплуатации и восстановлении, а также методы определения качества восстановительных обработок:
- метод оценки изменения окраски материалов для одежды при физико-механических воздействиях,
- метод оценки степени загрязнения, ресорбции загрязнений, очистки материалов,
- методика рпре деления гидрофобных свойств коже вой ткани овчинно меховых изделий и полуфабрикатов,
- методика определения ИЛР и формы изделий применительно к условиям
предприятий по чистке одежды;
- предложена градация и разработаны нормативы по водоотталкивающей способности кожевой ткани овчинно-меховых изделий;
- установлены зависимости изменения свойств традиционных и современных овчинно-меховых полуфабрикатов от длительности и интенсивности воздействия факторов эксплуатации, хранения и количества восстановительных операций;
- разработан и научно обоснован комплексный метод восстановления свойств овчинно-меховых изделий. Практическая значимость.
Разработаны и внедрены рекомендации для предприятий, осуществляющих чистку меховой одежды, по восстановлению утраченных свойств овчинно-меховых полуфабрикатов и контролю качества восстановительных операций. В зависимости от степени загрязнения, характера поверхности и др. факторов предложены оптимальные схемы и режимы обработки изделий из овчинно-меховых полуфабрикатов. Внедрен состав для заключительной отделки кожевенно-меховых изделий, способствующий улучшению комплекса показателей свойств кожевой ткани.
Внедрены в практику испытательных лабораторий методы оценки изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов.
Справочные материалы по изменению свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов в процессе эксплуатации, хранения и восстановления внедрены и применяются Омской торгово-промышленной палатой при проведении экспертиз качества меховых изделий, бывших в эксплуатации.
Разработаны и внедрены в практику работы торговых организаций рекомендации для покупателя по выбору, эксплуатации, хранению и уходу за изделиями из овчинно-меховых полуфабрикатов. На основе данных рекомендаций составлено приложение к договору купли-продажи, содержащее необходимую для потребителя информацию о свойствах, правилах и условиях использования овчинно-меховых изделий.
Материалы диссертации используются на предприятиях г. Омска («Немецкая химчистка», «Еврочистка»), при сертификации кожевенно-меховых изделий (Независимая аккредитованная испытательная лаборатория продукции текстильной и легкой промышленности ГОУ ВПО Омского государственного института сервиса), учебном процессе ВУЗов г. Костромы и г. Омска.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на международных, региональных и межвузовских научно-технических и научно-практических конференциях: - «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» («Прогресс 2002»), г. Иваново;
- «Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна в современных условиях» («Лен-2002», «Лен-2004»), г. Кострома;
- «Материаловедение -2002», Черкизово, 2002;
- «Проблемы совершенствования качественной подготовки специалистов высшей квалификации», г. Омск, 2003, 2004;
- «Тенденции и перспективы развития легкой промышленности, повышение конкурентоспособности товаров в период подготовки к вступлению России в ВТО» (2-ой международный фестиваль «Формула моды»), г. Омск, 2005;
- «Молодежь, наука, творчество-2004», г.Омск;
- «Новые разработки ученых вузов для предприятий сервиса и малого бизнеса», Омск, 1999;
- научно-методических семинарах кафедры технологии и материаловедения швейного производства КГТУ; кафедрах конструирования швейных изделий и естественно-научных и инженерных дисциплин ОГИС в 2000-2005 годах.
Публикации. По теме исследования опубликовано 18 печатных работ.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 171 странице, содержит 41 таблицу, 38 рисунков и состоит из ведения, 6 глав, списка литературы из 141 наименования, шести приложений.
Факторы, воздействующие на изделия из натурального меха и кожи и приводящие к ухудшению их свойств
Изделия из натурального меха эксплуатируются в течение длительного времени и подвергаются воздействию разнообразных механических, физико-химических и биологических факторов [3, 22].
В работе [2] приведена классификация факторов, воздействующих на материалы изделия в процессе эксплуатации. К эксплуатационным факторам воздействия на материалы одежды и обуви автор относит механические, климатические, физико-химические (специальные среды) и биохимические.
Механическому воздействию материалы одежды при эксплуатации подвержены со стороны гравитационного поля Земли, человека и окружающей среды. Интенсивная эксплуатация, сопровождающаяся действием многократно повторяющихся механических нагрузок, трением об окружающие предметы приводит к изнашиванию меховых изделий: свойлачиванию, истиранию волосяного покрова; деформации, потере прочности кожевой ткани; изменению формы и внешнего вида изделия и т.д. Имеется также вероятность преждевременного разрушения материала изделия в результате пореза, надрыва, разрушения узлов соединения и крепления деталей.
К ухудшению свойств изделий из натурального меха приводит и воздействие биологических факторов. Работы [23-27] посвящены исследованию изменения свойств кожи и меха при их повреждении микроорганизмами и насекомыми и разработке методов и составов для защиты кожевенно-меховых полуфабрикатов от биоповреждений.
В процессе эксплуатации на изделия также воздействуют многочисленные атмосферные факторы: влага, перепад температур, кислород, озон, УФ облучение и др., которые приводят к ухудшению свойств изделий. Особенно это актуально в условиях промышленных центров, воздух которых загрязнен выбросами предприятий и выхлопными газами транспорта.
Все вышеперечисленные факторы, как правило, действуют в комплексе и приводят к изменению свойств натурального меха и кожи.
Таким образом, в процессе эксплуатации на изделия из натурального меха и кожи действуют разнообразные внешние факторы, приводящих к ухудшению их свойств и износу. Продление срока службы изделий, восстановление утраченных качеств возможно лишь при наличии информации о влиянии различных факторов на изменение свойств, выявлении наиболее существенных из них.
Один из наиболее существенных недостатков всех полимерных материалов - их низкая светостойкость. Практическая важность проблемы повышения устойчивости полимеров к действию света привела к появлению большого количества работ в нашей стране и за рубежом, посвященных исследованию фотодеструкции и фотоокисления полимеров [28-30].
Полимеры в процессе эксплуатации практически всегда подвергаются действию света. Фотодеструкция характерна для полимеров, содержащих группировки, способные поглощать свет с короткой длиной волны. Это цепной процесс, протекающий по радикальному механизму. Механизм реакции определяется строением основной цепи полимера и природой боковых хромофорных групп, способных поглощать солнечный свет. Если длина волны достаточно мала (менее 400 нм), то кванты света поглощаются полимером и вызывают разрыв химических связей в макромолекуле с образованием свободных радикалов [29].
В большинстве случаев фотохимическая деструкция сопровождается гидролизом и окислением под действием влаги и кислорода воздуха, активизированным светом, что обуславливает весьма сложный характер реакции. В присутствии кислорода резко возрастает скорость деструкции, происходит фотоокислительная деструкция. При облучении твердых материалов действие света обычно начинается с изменения цвета, разрушения поверхности, затем происходит ухудшение механические и других свойств полимеров.
Как известно, натуральный мех относится к природным высокомолекулярным соединениям, в процессе эксплуатации на изделия из натурального меха одновременно воздействуют свет, перепады температур, кислород воздуха, влага и т.д., под влиянием которых происходит ухудшение потребительских свойств изделий.
По мнению ряда авторов [31-42] УФ облучение составляет наиболее существенную часть всех метеорологических воздействий, действующих на мех в процессе эксплуатации. Значительное количество работ [31-41] посвящено изучению изменения свойств волосяного покрова различных видов меха при свето-облучении. Исследования проводились как на натуральном, так отбеленном и окрашенном волосе.
Авторы [35-39] разработали свою методику испытания меха на светостойкость, исследовали изменение физико-механических, химических свойств и показателей химического состава волоса от продолжительности облучения, показали возможность оценки светостойкости меха с помощью показателя термостойкости кератина волоса.
Для более глубокого изучения свойств и структурных изменений, происходящих в волосе, авторами [40] использовалась ИК-спектроскопия и исследовался аминокислотный состав. В работе [41] при помощи сканирующего электронного микроскопа рассматривается влияние светопогоды на поверхность волоса. Поиск способов увеличения светостойкости меха привел к разработке специальных составов, повышающих стойкость волоса к светооблучению [39].
Вопросу изучения влияния света на кожу и кожевую ткань меха в литературе уделено значительно меньше внимания. Коллектив авторов [42] исследовал старение юфтевых и искусственных кож в естественных субтропических условиях на открытой площадке, под навесом, в закрытом помещении, в климатической камере искусственной погоды, имитирующей условия влажного субтропического климата, и при нормальных условиях. После испытаний образцы подвергали ор-ганолептической оценке, физико-механическому и химико-аналитическому анализам.
Более интенсивное изменение свойств наблюдалось в случае старения на открытой площадке при воздействии прямой солнечной радиации. Значительно снижались показатели разрывного напряжения, температуры сваривания, сильно изменялась окраска, поверхность кожи становилась жесткой, уменьшалось количество жировых веществ, число продуба. Также авторы с помощью электронно-микроскопического исследования определили изменения, происходящие в структуре фибрилл коллагена: появление микротрещин, разорванных концов.
Основными показателями при оценке атмосферостойкости кож в работе [43] служили температура сваривания, разрывное удлинение и предел прочности при растяжении.
В работе [44] авторы оценивали устойчивость кож к старению по изменению температуры сваривания, используя метод термодеформации. Как показано в работе [45] величина температуры сваривания коллагена изменяется в результате всяких воздействий, влияющих на межмолекулярное (межцепное) взаимодействие в его структуре, является мерой структурной устойчивости коллагена и поэтому может использоваться для оценки характера и степени изменения свойств кожевой ткани при разнообразных внешних воздействиях.
Методы оценки свойств ов чинно-мехового г юлу фабриката
Известно, что меховые шкурки обладают неравномерностью свойств, зависящей от топографии и направления относительно хребта [107-109]. Для минимизации влияния вышеуказанных факторов при раскрое образцов использовался метод ассиметричной бахромы [110]. Исследования устойчивости кожевой ткани к действию светопогоды проводили в естественных климатических условиях в период с июля по декабрь. Продолжительность экспозиции составляла 2, 4 и 6 месяцев. Восстановительные операции проводили в условиях специализированных предприятий по чистке одежды по действующим технологиям. Изменение свойств после различных воздействии оценивали по общепринятым методикам [111-115]. Кроме традиционных методов в работе использовался метод термомеханического анализа (ТМА) [45, 116-118] и сорбционной емкости [119]. Анализ существующих методов оценки свойств кожевой ткани пушно-меховых полуфабрикатов показал, что применяемые в настоящее время методы в большинстве разрушающие или органолептические, требующие высокой квалификации и опыта. Развитие современных технических средств, их доступность приводит к расширению использования компьютерной техники в различных отраслях. В последнее время в нашей стране и за рубежом компьютерные средства широко используются при изучении свойств и оценке качества различных материалов, в том числе натурального меха и кожи [120-123]. В главе 3 представлены новые методы оценки устойчивости окраски натурального меха и степени загрязняе-мости и очистки, основанные на использовании компьютерной техники. Также разработаны методики определения гидрофобности кожевой ткани и ИЛР изделий после чистки. Количество проб варьировалось в зависимости от вида испытания от трех до двадцати, выбиралось таким, чтобы относительная ошибка среднего арифметического находилась в пределах 2-7 %.
Наименьший разброс данных и относительная ошибка среднего арифметического не превышающая 3 % зафиксирована при определении таких показателей кожевой ткани, как изменение окраски, содержание несвязных жировых веществ и рН водной вытяжки кожевой ткани. Наибольшее значение коэффициента вариации и относительной ошибки наблюдалось при определении разрывной нагрузки кожевой ткани (до 7 %). Измеряют толщину остриженной кожевой ткани по ГОСТ 22596-77[112]. С помощью специальных резаков вырубают образцы длиной 56 мм и шириной 5 мм при толщине кожевои ткани менее 0,5 мм или Змм при толщине коже-вой ткани 0,5 мм и более. При определении температуры сваривания с помощью прибора образцы закрепляют на крючках, для этого делают два прокола по средней линии на расстоянии 3 мм от концов образцов. Закрепленные образцы опускают в стакан с дистиллированной водой комнатной температуры. Образцы толщиной 0,5 мм и более перед испытанием размачивают в дистиллированной воде в течение 30 мин. Затем стакан ставят на плитку и нагревают воду с повышением температуры на 5 С в минуту. Температуру сваривания отмечают в момент, когда образец начнет сокращаться и стрелка прибора отойдет от нулевого положения. Образцы остригают ножницами и вырубают ремешки (ГОСТ 22596-77). Для приведения образцов к постоянной массе перед испытанием их выдерживают не менее 12 ч в нормальных климатических условиях по ГОСТ 10681-75 [124]. Затем измеряют толщину ремешков посередине участков 1, 3 и 5. За толщину участков 2 и 4 принимают среднее арифметическое результатов измерения толщин двух соседних участков.
Испытания проводят на разрывной машине, в момент разрыва образца фиксируют нагрузку при разрыве и удлинение. Предел прочности при растяжении (а) в (кгс/мм2) и относительное удлинение при разрыве (Е) в процентах вычисляют по формулам : где Р - нагрузка при разрыве, кгс; S -площадь поперечного сечения, мм2, вычисляемая по формуле: где а и b — ширина и толщина ремешка, мм. Е =Д] /Lo, (24) где ДІ = Ll- Lo - удлинение рабочей части ремешка в момент разрыва, мм; Lo —начальная длина рабочей части ремешка, мм; Ll - длина рабочей части ремешка в момент разрыва, мм. Подготовка пробы кожевой ткани к анализу осуществляется по ГОСТ 9209-77 [125]. Согласно ГОСТ 22829 [113] навеску измельченной кожевой ткани массой 2,5 г взвешивают с погрешностью 0,01 г и помещают в колбу. В колбу вливают 50 мл кипяченой дистиллированной воды, охлажденной до температуры 60±5 С. Колбу закрывают крышкой, взбалтывают и оставляют в покое на 15 мин. Затем содержимое колбы взбалтывают и фильтруют через вату в сухую колбу, охлаждают под струей водопроводной воды до комнатной температуры. Значение рН фильтрата измеряют с помощью рН-метра с погрешностью не более 0,05 рН. Содержание несвязанных жировых веществ определяли гравиметрическим методом в аппарате Сокслета по ГОСТ 26129 [126]. Навеску измельченной кожевой ткани массой 1,0-1,5 г, взвешенную с погрешностью не более 0,0002 г, помещают в бумажную гильзу и закрывают с обеих сторон тампонами из ваты. Гильзу помещают в экстрактор, к которому присоединяют высушенную и взвешенную колбу. В колбу заливают растворитель дихлорэтан. К верхней части экстрактора присоединяют обратный холодильник, через него пропускают водопроводную воду. Колбу нагревают, чтобы растворитель, кон- денсируясь в холодильнике, стекал через бумажную гильзу и извлекал жировые вещества из анализируемого материала. Экстрагирование продолжается 4-5 ч. По окончании экстрагирования растворитель отгоняют, а колбу с оставшимися жировыми веществами помещают в сушильный шкаф при температуре 128-130 С и сушат до постоянной массы. Массовую долю жировых веществ (X), %, вычисляют по формуле: где т - масса колбы с экстрагированными жировыми веществами, г; mi - масса пустой колбы, г; Ш2 - масса навески кожевой ткани, г. Изменение линейных размеров (ИЛР) образцов овчинно-меховых полуфабрикатов определяли после воздействия светопогоды и восстановительных операций (химчистки, аква-чистки, гидрофобизации и крашения). Перед испытаниями пробы размером 110x110 мм выдерживают в нормальных климатических условиях по ГОСТ 10681-75[124]. Затем на пробы наносят контрастными чернилами метки и прошивают их тонкими нитками контрастного цвета. После различных воздействий пробы выдерживают в нормальных климатических условиях и измеряют расстояние между метками. На каждой пробе проводят по три измерения в продольном и поперечном направлениях. ИЛР, %, вычисляют по формуле: где Lo, Li - средние арифметические значения расстояний между метками по длине или ширине до и после испытания, мм. Пористость кожевой ткани меха определяли следующим способом [114]. Из кожевой ткани меха (волос сострижен) вырезают образец размером 40x40 мм и определяют его среднюю толщину (Ъ) путем замера толщиномером в пяти точках. Рассчитывают кажущийся объем Ук по формуле
Разработка метода оценки изменения окраски материалов при физико-механических воздействиях
Изменение окраски в процессе эксплуатации и после чистки - самый распространенный дефект овчинно-меховых изделий. Как было отмечено в литературном обзоре, действующий стандартный визуальный метод оценки устойчивости окраски (ГОСТ 9733.0) обладает известным недостатком - субъективностью, а разработанные ранее инструментальные методы не получили должного распространения по причине необходимости специального достаточно дорогого оборудования, сложности расчетов, а также недостаточной надежности и воспроизводимости результатов. В последние годы получило распространение использование компьютерной техники для исследования показателей качества различных материалов, в том числе и оценки их оптических свойств. Достоинства применения оргтехники с целью оценки изменения окраски являются распространенность и доступность компьютерного оборудования, архивирование, высокая точность и воспроизводимость результатов исследования.
Сущность предложенного метода оценки устойчивости окраски материалов к физико-механическим воздействиям (Приложение А) заключается в обработке фотоизображений образцов материала, полученных сканированием или фотографированием цифровым фотоаппаратом или камерой, средствами графического редактора PhotoShop. Оценка устойчивости окраски материала с помощью компьютерной техники заключается в инструментальном сравнении цветовых контрастов между образцами до и после испытания с контрастами шкал серых эталонов, выраженных в единицах К (степени черноты) или L (степени светлоты -яркости).
Предварительно проведенные исследования выявили, что наименьший разброс данных и минимальные затраты времени при достаточно высокой точности оценки обеспечиваются при работе в черно-белом режиме изображения, при котором цвет оценивается только одним условным показателем: степенью черноты К или яркостью L, принимающими значение от 0 до 100 единиц. Далее для удобства алгоритм оценки устойчивости окраски представлен на примере цветовой характеристики К. Указателем инструмента «Пипетка» перемещают по изображению образцов до и после воздействия эксплуатационных факторов, находят максимальное и минимальное значение цветовой характеристики К образцов и «щелкают» «мышью» в этих местах, в выпадающем окне «Палитра информации» фиксируется код цветовой характеристики (рисунок 3.1). Значения цветовой характеристики для образцов заносятся в таблицу, результирующим является среднее арифметическое значение характеристики Кср, рассчитанное по максимальному и минимальному значениям. Можно определять среднее по четырем и более значениям характеристики К, но более точным и простым способом является вышеописанный.
Окно программы PhotoShop. Далее рассчитывается модуль разницы ДКср (цветовой контраст) между средними значениями цветовых характеристик образцов до и после воздействия эксплуатационных факторов: где Kepi - среднее значение цветовой характеристики контрольного образца, Kcp2 — среднее значение цветовой характеристики образца после воздействия эксплуатационных факторов.
Оценку устойчивости окраски можно проводить двумя способами: сравнительным и расчетным. По первому способу сопоставляется полученный цветовой контраст ДКср с цветовым контрастом шкал серых эталонов и оценивается устойчивость окраски в баллах (таблица 3.3). Предварительно рассчитываются по аналогичной схеме цветовые контрасты каждой пары шкал серых эталонов. При создании шкал во избежания погрешностей необходимо использовать оборудование одной конфигурации и работать в одних и тех же режимах.
Результаты экспериментальных исследований подтвердили хорошую воспроизводимость предлагаемого метода с базовым (визуальным) методом, среднее значение отклонения составило 3,1 %. В целях сокращения времени и повышения точности расчета по формулам (1), (2), (3), составлена программа в среде «Delphi 5.0». Максимальное и минимальное значение цветовой характеристики образцов, зафиксированные в окне «Информация», вводятся в графы окна программы «Form 1» и на экран выводится значение устойчивости окраски в баллах (рисунок 3.1).
Разработанный метод сравнительно прост, не требует специальных навыков и может быть рекомендован для внедрения в практику лабораторных исследований. Измерения можно осуществлять либо на малых образцах материалов (вырезанных из основного куска, меховой шкурки и т.п.), либо непосредственно на материале без вырезания образцов. Данный метод позволяет более точно количественно оценить изменение окраски в случае, когда контраст по шкале серых эталонов имеет промежуточное значение, например, между 3 и 2 баллами. Также в отличие от ограничений по оценке устойчивости окраски, накладываемых шкалами серых эталонов (наихудший показатель 1 балл), разработанный способ позволяет оценить и дальнейшее изменение окраски (менее одного балла).
В настоящее время стандартных методов оценки степени загрязнения и очистки меховых изделий не существует. Анализ литературы показал, что наибольшее применение нашли упрощенные формулы для определения степени загрязнения материалов 3, % [95]: где Rti, R3, R30 - коэффициенты отражения исходного, загрязненного, загрязненного и очищенного образцов материала соответственно.
Согласно ГОСТ Р 51108 степень очистки или моющая способность растворителей определяется фотометрированием образцов. Для оценки моющей способности необходимы специальные достаточно дорогие оптические приборы -фотометры, определенные навыки работы на них.
Разработанный метод оценки степени загрязнения и очистки материалов (моющей способности раствора) (Приложение Б) характеризуется простотой, доступностью. Оценка степени загрязнения и очистки материалов с помощью компьютерной техники заключается в определении условной цветовой характеристики К (степени черноты) фотоизображений образцов материала (исходного, загрязненного, очищенного), полученных сканированием, средствами графического редактора PhotoShop в черно-белом режиме изображения. Указателем инструмента «Пипетка» перемещают по изображению образцов и в «Палитре информации» фиксируется код цветовой характеристики (рисунок 3.1). Максимальное и минимальное значение цветовой характеристики для образцов заносится в таблицу, результирующим является среднее арифметическое значение характеристики Кср, рассчитанное по максимальному и минимальному значениям. Степень загрязнения 3, %, и очистки О, %, рассчитывают по формулам
Исследование изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов под действием светопогоды
Из литературного обзора и практических исследований на предприятиях по чистке одежды выявлено, что самым распространенным дефектом изделий является загрязнение. С целью выявления загрязняемости различных овчинно-меховых полуфабрикатов образцы подвергали загрязнению разработанным методом. Смесь в соотношении: сажа 1, вазелиновое масло 1, подсолнечное масло 1, тальк 37 растирается в ступке до получения однородной массы. Пять образцов размером 4x4 см помещают в сосуд со стальными шариками вместимостью 1 литр, содержащий 2 г смеси. После встряхивания сосуда в течение 1 минуты, образцы вынимают и встряхивают для удаления излишков загрязняющего состава. Степень загрязнения оценивали по разработанному методу (Приложение Б), результаты представлены в таблице 4.1.
По результатам исследований выявлено: степень загрязнения кожевой ткани зависит от ее цвета, характера поверхности, наличия и качества гидрофобной отделки. Наибольшую склонность к загрязнению показали образцы светлых тонов, меньшую темных. Образцы черного цвета при загрязнении светлели. У образцов с ворсовой поверхностью отмечена большая степень загрязнения, образцы с полимерным пленочным покрытием кожевой ткани менее подвержены загрязнению. Водоотталкивающая обработка способствует уменьшению загрязнения кожевой ткани.
По результатам исследований выявлено: степень загрязнения кожевой ткани зависит от ее цвета, характера поверхности, наличия и качества гидрофобной отделки. Наибольшую склонность к загрязнению показали образцы светлых тонов, меньшую темных.
Одним из основных факторов, воздействующих на меховые изделия в процессе эксплуатации и приводящих к ухудшению их свойств, является свето-погода. Поэтому актуально исследование изменения свойств кожевой ткани овчинно-меховых полуфабрикатов под действием светопогоды. В качестве объекта исследования выбраны овчина шубная, меховой велюр и меховая овчина с отделкой кожевой ткани полимерным покрытием (таблица 2.1). Образцы подвергались облучению на открытой площадке в климатических условиях Западной Сибири с июля по декабрь месяцы .[131,132]. Характеристика условий экспозиции представлена в таблице 4.2.
Продолжительность экспозиции составила 2, 4 и 6 месяцев. Оценку влияния светопогоды на кожевую ткань овчинно-меховых полуфабрикатов проводили по комплексу свойств по действующим и разработанным методам.
Образцы шубной овчины подвергались воздействию светопогоды с июля по октябрь месяц. Органолептическая оценка образцов, подвергшихся воздействию светопогоды, показала, что в процессе испытания поверхностный слой кожевой ткани постепенно становится жестким, съеживается, значительно изменяется цвет образцов.
Результаты изменения механических, физических и химических свойств представлены в таблице 4.3 и на рисунке 4.1. Из данных таблицы 4.3 и рисунка 4.1 видно, что под влиянием атмосферных факторов в кожевой ткани происходят деструкционные процессы, что подтверждается снижением температуры сваривания, прочности. Под действием кислорода воздуха происходит окисление жировых веществ, содержащихся в кожевой ткани шубной овчины, что приводит к их уменьшению. Снижение содержания жира, в свою очередь, вызывает уменьшение пластичности, снижение значения разрывного удлинения. Значительно изменяется окраска кожевой ткани, что объясняется нестойкостью красителя к свету и непрочной связью его с коллагеном кожевой ткани. Снижается и водоотталкивающая способность образцов. В результате усадки происходит незначительное увеличение толщины кожевой ткани.
Для образцов шубной овчины были построены ТМК при испытании на воздухе и напряжении 0,1 МПа. Из рисунка 4.2 видно, что при данном напряжении происходит усадка образцов. Причем образцы после воздействия светопогоды на участке до температуры 200 С характеризуются меньшей усадкой по срав нению с контрольными. Температура сверхсокращения у образцов, подвергшихся экспозиции, - 195 С, у контрольных - 180 С.
