Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния оценки и прогнозирования свойств натурального меха. новые способы раскроя и соединения меха в изделиях 14
1.1. Современные представления о строении и свойствах волосяного покрова натурального меха 14
1.2. Деформационные свойства кожевой ткани 30
1.3. Существующие методы оценки структурно-геометрических характеристик и естественной окраски волосяного покрова натурального меха 37
1.4. Современная стандартная номенклатура показателей качества натурального меха 53
1.5. Новые способы раскроя и соединения меха в изделиях... ..58
1.6. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования 66
Глава 2. Основные материалы, методики проведения испытаний 70
2.1.Основные характеристики исследуемых материалов 70
2.2. Методики определения структурно-геометрических характеристик волосяного покрова натурального меха ..71
2.3. Методы оценки физико-химических и механических характеристик волосяного покрова натурального меха 78
2.4. Методы оценки физико-механических характеристик кожевой ткани
2.5. Статистическая обработка результатов исследования 87
2.6. Выводы по главе 87
Глава 3. Разработка методов оценки и исследование структурно-геометрических характеристик волосяного покрова натурального меха . 88
3.1. Геометрические характеристики одиночных волос натурального меха. Создание геометрических моделей волоса 88
3.2. Новые методы оценки и исследование структурно-геометрических характеристик волосяного покрова натурального меха 104
3.2.1. Неразрушающий метод оценки геометрических характеристик волосяного покрова 104
3.2.2. Исследование геометрических характеристик волосяного покрова различных видов меха
3.2.3. Разработка метода оценки густоты волосяного покрова 125
3.3. Моделирование волосяного покрова пушно-меховых полуфабрикатов на ПЭВМ 146
3.4. Выводы по главе 151
Глава 4. Разработка методов оценки и исследование естественной окраски волосяного покрова натурального меха и ее изменения при внешних воздействиях 154
4.1 .Разработка методов оценки естественной окраски волосяного покрова по площади шкурки 154
4.2. Разработка метода оценки зональной окраски волосяного покрова 164
4.3. Исследование топографии естественной окраски волосяного покрова пушно-меховых полуфабрикатов 166
4.4. Исследование зональной окраски волосяного покрова различных видов меха 174
4.5. Определение контуров цветовых пятен методом «цветовых масок»...181
4.6. Оценка влияния светопогоды на окраску волосяного покрова
4.7. Выводы по главе 191
Глава 5. Совершенствование оценки физико-механических свойств волосяного покрова и их изменений при технологических и эксплуатационных воздействиях . 193
5.1. Совершенствование метода оценки прочности волос различных типов разных видов натурального меха 193
5.2. Зависимость механических свойств волос при растяжении от топографии меховой шкурки 197
5.3.Сравнительные исследования прочности волос разных видов натурального меха 199
5.4.Влиянне различных факторов на свойства волос натурального меха 201
5.5. Выводы по главе 210
Глава 6. Совершенствование методов оценки и исследование свойств кожевой ткани натурального меха 212
6.1. Топография деформационно-прочностных свойств кожевой ткани натурального меха 212
6.2. Установление взаимосвязи показателей строения и деформационно-прочностных свойств кожевой ткани. 216
6.3. Сорбционные свойства натурального меха 222
6.4. Оценка прочности закрепления волоса в кожевой ткани меха... 236
6.5. Оценка деформационных свойств кожевой ткани пушно-меховых полуфабрикатов 242
6.6. Оценка разноусадочности слоев кожевой ткани натурального меха. 260
6.7.Выводы по главе 269
Глава 7. Совершенствование методов раскроя и изготовления меховых изделий 273
7.1. Совершенствование этапов изготовления меховых изделий на основе исследования свойств меха 273
7.1.1. Разработка рекомендаций по сортировке путно-меховых полуфабрикатов 273
7.1.2. Компьютерный подбор шкурок на изделие 273
7.1.3. Прогнозирование окраски и геометрических характеристик волосяного покрова шкурок при стрижке 275
7.2. Разработка метода проектирования внешнего вида меховых изделий за счет параметров раскроя 284
7.2.1. Расчет и графическое представление параметров расшивок 285
7.2.2. Прогнозирование рельефа волосяного покрова при раскрое 288
7.2.3.Прогнозирование рельефа волосяного покрова при изменении кривизны поверхности 292
7.3. Совершенствование способа использования мехового лоскута на основе исследования геометрических характеристик отходов меха 296
7.4. Разработка способа перфорации и исследование свойств меховых перфорированнных полотен 303
7.4.1. Исследование свойств меховых полотен с перфорацией при плоскостной правке 304
7.4.2. Методы расчета изменения размеров меховых деталей при перфорации 307
7.4.3. Разработка рекомендаций по выбору параметров перфорации для женских головных уборов 313
7.5. Разработка новых способов использования меховых полуфабрикатов при ткачестве и трикотажном производстве 317
7.6. Выводы по главе 327
Выводы и результаты работы 330
Список литературы 332
Приложения 359
- Существующие методы оценки структурно-геометрических характеристик и естественной окраски волосяного покрова натурального меха
- Методики определения структурно-геометрических характеристик волосяного покрова натурального меха
- Неразрушающий метод оценки геометрических характеристик волосяного покрова
- Исследование топографии естественной окраски волосяного покрова пушно-меховых полуфабрикатов
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Натуральный мех является одним из самых ценных видов материалов, используемых в швейном производстве, себестоимость меховых изделий на 80-90% состоит из себестоимости мехового полуфабриката, поэтому большинство видов меховых изделий относятся к эксклюзивной нарядной одежде или предполагают длительную носку, т.е. являются дорогостоящими изделиями. В связи с этим к готовым изделиям предъявляются высокие требования к качеству, обеспечить которые можно правильным проведением операций на всех стадиях технологического процесса швейного производства, большой долей подготовительных работ. Для этого необходимы знания свойств объекта - натурального меха и оптимизация технологических операций, направленная на максимальное выявление лучших свойств пушно-меховых полуфабрикатов. В течение последнего десятилетия мех находится на пике моды и по прогнозам интерес к этому материалу не угаснет, а лишь потребует нового взгляда на натуральный мех. Сейчас наиболее популярны окраска меха, фигурная стрижка, плетение из меховых полос, расширение ассортимента меховых изделий от белья до сумок, от обуви до бижутерии. Создание новых технологий требует максимальных сведений о строении и свойствах меха, разработки экспресс- методик их оценки.
Особенности строения и свойств натуральных волокон постоянно вызывают интерес исследователей. Мех, являясь композиционным волокнистым материалом, обладает уникальными свойствами, обусловленными адаптационными способностями животных к условиям обитания сложной структурной организацией на всех уровнях. Изучение натурального меха расширяет представления о волокнах и волокнистых материалах, создает предпосылки разработки новых материалов с улучшенными свойствами.
В области мехового производства важные этапы оценки качества, определяющие потребительскую стоимость и цену полуфабрикатов, проходят в большинстве своем органолептически без количественной оценки свойств меха. Стандартная сортировка предполагает описательную характеристику волосяного покрова, что ввиду субъективности такой оценки приводит к различиям в сортности натурального меха на различных предприятиях, к необходимости дополнительной сортировки.
Мало изучены свойства меха, определяющие эстетические и технологические возможности материала в швейном производстве, не введены показатели количественной оценки свойств, позволяющие прогнозировать внешний вид меховых изделий при различных способах раскроя.
К сожалению, исследованию свойств меха, определяющих его использование в швейном производстве в отечественной литературе уделено мало внимания. Большинство работ в области материаловедения меха относятся к 50-60гг., причем, касались они в большей степени шкурок промысловых животных. Работы А.Н.Беседина, Б.Ф.Цереветинова,
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ( БИБЛИОТЕКА |
Ш.К.Ганцова и др. заложили основы научного подхода к меховому производству. В последующие годы большинство изысканий было направлено на совершенствование процессов выделки и крашения меха. В сравнении с уровнем развития материаловедения текстильных материалов, разработка методов и оценка свойств меха, как материала используемого в швейном производстве, развиты в меньшей степени, отсутствуют инструментальные методы испытаний и количественные показатели свойств материалов. Большинство исследований свойств меха относится к области товароведения и селекции пушных зверей, научно-обоснованному подходу к выбору и оценке свойств натурального меха для швейного производства уделялось мало внимания. Значительное разнообразие структурно-геометрических, цветовых характеристик и физико-механических свойств шкурок, используемых для изготовления изделий (песец, серебристо-черная лисица, норка, нутрия, ондатра), требует новых экспресс-методов оценки и систематических исследований их свойств.
Цель работы состоит в развитии научно-обоснованных инструментальных подходов к оценке свойств натурального меха, разработке новых методов и устройств для объективного контроля и оценки количественных показателей, дающих возможность прогнозировать свойства полуфабриката при эксплуатационных воздействиях и целенаправленно изменять их при технологических операциях, систематических исследованиях свойств пушно-меховых полуфабрикатов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
создание модели волосяного покрова различных видов меха на основе разработки количественных показателей строения и систематических исследованиях геометрии одиночных волос, их положения в пространстве и распределения по площади шкурок;
разработка комплекса новых и усовершенствование существующих методов и методик оценки свойств пушно-меховых полуфабрикатов, устройств для испытаний натурального меха;
изучение закономерностей распределения свойств по площади шкурки, прогнозирование их изменений при технологических и эксплуатационных воздействиях, сравнительный анализ физико-механических свойств различных видов меха, создание топографических схем распределения различных свойств по площади шкурки;
изучение особенностей деформационных свойств кожевой ткани при различных воздействиях, поиск режимов правки натурального меха, обеспечивающих максимальный прирост пощади и стабильность размеров, выбор наиболее достоверных методов их оценки, приближенных к реальным процессам;
предложить методику расчета параметров раскроя натурального меха на основе результатов исследований для создания материалов с определенными свойствами;
- разработка способов расчета параметров раскроя натурального меха на
основе результатов исследований для создания меховых полотен с
определенными свойствами;
внедрение разработанных технических решений по оценке свойств различных видов меха и способам раскроя в производство и учебный процесс вузов. Научная новизна работы состоит в
разработке новых методов инструментальной оценки и количественных показателей свойств натурального меха, дающих объективное представление о свойствах волосяного покрова и кожевой ткани натурального меха и их изменениях при технологических и эксплуатационных воздействиях, позволяющих осуществлять научно обоснованный выбор натурального меха на изделия;
сравнительном анализе полученных экспериментальных данных о геометрии, деформационно-прочностных, сорбционных свойствах одиночных волос различных видов меха, как разновидностях кератиновых волокон, развитие возможностей идентификации и распознавания видов меха на основе проведенных сравнительных исследований;
создании модели волосяного покрова меха на основе представления его как совокупности одиночных волос, дающей объективную информацию о рельефе волосяного покрова, его изменениях при технологических воздействиях, обеспечивающей возможность проводить операции скорняжного производства в виртуальном режиме;
установлении закономерностей и математическом описании изменения свойств натурального меха при воздействии факторов технологической обработки и при эксплуатации, их длительности и интенсивности;
создании научно обоснованных способов раскроя полуфабрикатов, позволяющих проектировать изделия с заданными свойствами на основе управления параметрами раскроя и систематических исследованиях свойств материалов.
Общим итогом работы является развитие нового научного направления, заключающегося в создании научных основ прогнозирования и управления свойствами натурального меха на стадиях процесса подготовки и изготовления меховых изделий, базирующихся на неразрушающих методах оценки и систематических исследованиях свойств материалов.
Достоверность проведенных исследований. Достоверность и обоснованность
положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации
подтверждается согласованностью результатов теоретических и
экспериментальных исследований, использованием современных
информационных технологий при корректном применении математических методов анализа и обработки полученных данных, апробацией основных положений диссертации в научных журналах и на конференции различного уровня. Достоверность научных результатов обеспечена также
производственной проверкой разработанных методик и их положительной
оценкой потребителями.
Практическая полезность и реализация результатов. По результатам
работы:
разработаны и внедрены в практику новые неразрушающие способы оценки свойств натурального меха, техническая новизна которых подтверждена патентами на изобретение (№2206617, №2182707, №2219545), новые способы и устройства для операций скорняжного производства (№ 2173533), а также меховые изделия с улучшенными эстетическими показателями (№ 50749, № 52727, № 49506);
новые способы раскроя, изготовления головных уборов внедрены на предприятиях ООО «Орбита», «Вербена» и др.;
предложены и внедрены в производство на трикотажных предприятиях способ получения меховой нити и полотен с ее использованием;
справочные материалы по геометрии волос различных видов пушно-меховых полуфабрикатов внедрены и применяются для идентификации и распознавания натурального меха при проведении экспертизы меховых изделий органом по сертификации УНИВЕРС-ТЕСТ;
разработаны методики, созданы устройства для неразрушающей оценки свойств меха, внедренные в научно-исследовательский и учебный процесс ряда вузов страны ( КГТУ, МГУДиТ, СПГУТД, ОГИС);
научные и практические результаты работы используются в лекционных материалах; практических и лабораторных занятиях по курсам «Скорняжное производство», «Технология изделий из меха и кожи», «Материаловедение швейного производства», «Физические основы свойств материалов», «Компьютерный дизайн», «Материалы для одежды», «Конфекционирование материалов для одежды» в КГТУ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и получили одобрение на кафедрах материаловедения СПГУТД, КГТУ, ИвГТА, МГУДиТ. Доклады по материалам работы были заслушаны на конференциях:
Международных научно-технических конференциях «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» «Прогресс» (Иваново, 1999,2001,2002),
Международной научно-технической конференции (Кострома, 2000);
Международной научно-технической конференции «Роль предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека» (Москва, 2002);
- Межрегиональной научно-практической конференции «Развитие меховой
промышленности России» (Москва, 2002);
Международной конференции по материаловедению (Черкизово, 1999);
Международном симпозиуме «Хим.волокна»;
Юбилейной конференции СП6ТУТД;
научных семинарах кафедры технологии и материаловедения швейного производства КГТУ;
семинарах кафедры материаловедения СП6ТУТД.
Личное участие автора в получении изложенных в диссертации
результатов. Вклад автора в работы состоит в постановке задач, выборе
методов и направлений исследований, анализе и обобщении результатов,
теоретическом осмыслении материала. Большой объем экспериментальных
исследований, связанный с особенностями объекта, работ по техническому
воплощению результатов исследований выполнялся автором и в соавторстве с
коллегами кафедры «Материаловедение» Санкт-Петербургского
государственного университета технологии и дизайна, «Технология и материаловедение швейного производства» Костромского государственного технологического университета.
Постановка большинства исследований вызвана потребностями меховой
промышленности, выполнялась согласно межвузовских программ
«Перспективные материалы и изделия легкой промышленности», БФ-01 «Создание моделей процессов формирования текстильных продуктов из волокнистых материалов», «Грант-94. Исследование изменений свойств материалов и пакетов одежды при термовлажностных воздействиях», плана НИР кафедры материаловедения СПбГУТД, в выполнении которых автор принимал активное участие.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, семи глав, заключения, библиографического списка из 299 наименований, а также приложений. Основная часть работы изложена на 358 страницах машинописного текста, в число которых входят 168 рисунков и 59 таблиц. Публикации. По материалам диссертации опубликовано около 70 работ. Основные результаты исследований опубликованы в статьях во всесоюзных, российских и зарубежных изданиях, материалах международных конференций, межвузовских сборниках научных трудов, университетских журналах, представлены авторскими свидетельствами и патентами на изобретения и промышленные образцы.
Существующие методы оценки структурно-геометрических характеристик и естественной окраски волосяного покрова натурального меха
В работах [88-89] исследовались формовочные свойства кожевой ткани шкурок кролика и меховой овчины применительно к уточнению разверток деталей меховой одежды в чебышевских сетях. Определены оптимальные режимы формования: растяжение под углом 90С к хребтовой линии, увлажнение до 100% для меховой овчины. Альтернативным является увлажнение термодиффузионным методом путем кратковременной подачи влаги в кожевую ткань в виде паровоздушной смеси температуры 70С под давлением, что обеспечивает получение такой же способности к формообразованию, как при увлажнении смачиванием до 100% влажности. Предложена математическая зависимость между показателем, характеризующим способность кожевой ткани к формообразованию (углом ф), и изменением ее линейных размеров. Данная зависимость может быть использована при уточнении размеров разверток деталей одежды из меховой овчины [89].
Кожевая ткань меха обладает длительным периодом релаксации, что подтверждается практическими наблюдениями и данными экспериментов. Так в работе [90] установлено, что через 6 месяцев хранения шкурок кролика доля остаточного удлинения снижается на 8,6-15,5% в продольном направлении и на 12,5-16,7% в поперечном. Причем резкого изменения степени релаксации у образцов различных методов выделки не наблюдается. Сам характер релаксационных кривых не отличается существенно от характера релаксационных кривых у хромовой кожи. В процессе релаксации женского головного убора из норки [86], подвергшегося неравномерному деформированию при ручном способе формования, зоны максимального растяжения усаживаются по высоте на 2-3% в течение 6 суток, а зона минимального деформирования увеличивается на 2-4%.
Известно, что основным фактором, влияющим на изменение деформационных свойств натурального меха, является увлажнение, проводимое перед скорняжной правкой. В работах [91, 92] исследовалось влияние влаги разных форм связи и количества ее введения на упругопластические свойства меховых овчин. Увлажнение паровоздушной смесью проводили при оптимальных параметрах относительной влажности воздуха 97-100%, температуре смеси 40С, скорости движения воздуха 3 м/с. Максимально возможное увлажнение кожевой ткани составило 80%. Выявлено, что зависимость пластических свойств от увлажнения паровоздушной смесью носит экстремальный характер. В интервале абсолютной влажности от 13 до 20% происходит резкое улучшение пластических свойств, максимум наблюдается при влажности кожевой ткани 60%. Дальнейшее увлажнение приводит к росту упругих деформаций, что объясняется авторами набуханием коллагеновых волокон и их пучков и ослаблением за счет этого их способности к ориентации. При смачивании максимальные деформационные и пластические свойства проявляются при более высоком значении влажности кожевой ткани -100%.
Сравнительная оценка влияния обработки смачиванием и гигротермической обработки (ГТО) на релаксационные процессы проводилась авторами работ [93, 94] для шкурок кролика. Контрольные и опытные образцы растягивали на 20±0,5%, исследовали зависимость напряжения от величины растяжения, влияние режимов сушки на релаксационные процессы в кожевой ткани и величину остаточного удлинения. Определено, что зависимость между величиной растяжения и возникающими напряжениями выражается уравнением второго порядка, то есть с ростом величины деформирования резко возрастают внутренние напряжения. И при смачивании, и при гигротермической обработке (увлажнении теплым влажным воздухом) происходит значительное снижение напряжений за счет пластифицирующего действия влаги.
В процессе сушки для кожевой ткани меха отмечается сходный с кожей характер релаксации внутренних напряжений с характерным минимумом. В начальный период наблюдается резкое падение напряжений до глубины релаксационной ямы. Затем напряжения возрастают вследствие удаления гигроскопической влаги из материала и сближения ее структурных элементов. Третий этап характеризуется выравниванием напряжений до равновесного значения. Гигротермическая обработка значительно уменьшает равновесное напряжение по сравнению с увлажнением смачиванием, увеличивая долю пластической деформации. Для реализации метода авторами разработан прибор и методика проведения правки шкурок методом ГТО в скорняжном производстве.
Ускорению релаксационных процессов в кожевой ткани меха, облегчению процесса формования и увеличению пластических деформаций способствует вибровоздействие. Так по данным [95] усилие деформирования снижается в 1,4 раза, длительность (время) релаксации с 5 суток до 24 часов, причем максимальная релаксация (более 80% общего сокращения) происходит в первые два часа отдыха. Величина относительной остаточной деформации при оптимальном режиме вибрации возрастает до 90%, в то время как при статическом нагружении составляет 53%.
Чаще всего применяют стандартный метод растяжения полоски пробы, либо целой шкурки и оценивают составные части полной деформации после трехминутной нагрузки и трехминутного отдыха [96]. Метод позволяет экспрессно оценить свойства материала, однако не отражает реального деформирования шкурок в процессах изготовления и эксплуатации изделий и дает большой разброс определяемых характеристик. Автором работ [97-99] З.В. Борисовой разработан прибор ШІС, позволяющий быстро, экспрессно, точно и без разрушения оценить пластические свойства шкурок во взаимно-перпендикулярных направлениях. В научных исследованиях применяют также метод пространственного растяжения, методы двухосного плоскостного растяжения с разной степенью двухосности. На практике же при определении сорта шкурки и группы пороков проводят органолептическую оденку по качественным характеристикам мягкости, пластичности и способности кожевой ткани давать потяжку по всем направлениям.
Методики определения структурно-геометрических характеристик волосяного покрова натурального меха
В настоящее время одной из проблем переработки меховых полуфабрикатов является невысокий спрос на шкурки отечественного производства как в России, так и за рубежом. Это связано с использованием традиционных технологий обработки меха, отсутствием передовых способов отделки, раскроя, крашения меха и общим уровнем дизайнерской проработки изделий. Зачастую даже отечественные изготовители одежды предпочитают импортные меха за их широкий спектр цветовой гаммы, отделки и высокое качество полуфабриката. Помимо этого развиваются также новые способы раскроя и технологии нетрадиционного использования меха: плетение, вязание я др. При этом вопросы безотходного производства меховых изделий до сих пор остаются актуальными, тем более современная мода расширяет возможности применения лоскута. Рассматривая способы раскроя и соединения мехового полуфабриката и мехового лоскута можно условно разделить их на две большие группы; традиционные и нетрадиционные.
Проведен анализ способов использования низкозачетных шкурок и лоскута. Общеизвестными способами, которые применяются на предприятиях меховой промышленности, являются обкрой шкурок и лоскута по шаблону и соединение их между собой ниточным способом, а также сложный способ раскроя. Разработки в области использования лоскута и частей шкурок были предприняты в конце 70-х годов на меховых предприятиях СССР, в частности на Алма-Атинском меховом комбинате [179], Бельцком меховом комбинате, Татарском меховом объединении и т.д. Меховой лоскут использовался для изготовления меховых подкладок, меховых варежек, мягких игрушек [ISO], а также меховые отходы собирались в пластины, которые применялись для изготовления плечевых изделий, например, женского мехового пальто. Обкрой лоскута по шаблонам и соединение в пластины традиционно используется на меховых предприятиях и в наше время. Выбор шаблона зависит от вида меха, конфигурации и размера шкурки и лоскута. При подборе выкроенных частей учитывается направление, длина, цвет волосяного покрова [106].
Из крупного, среднего и мелкого лоскута, в зависимости от его товарных свойств шьют изделия (головные уборы, воротники, жакеты, манто), особенным успехом пользуются изделия из лоскута, лап каракуля, смушки, мерлушки, предварительно сшиваемые в пластины {181]. В процессе изготовления пластин из лап, полулап и лоскута каракуля мешает их разнооттеночность, поэтому цветные лапки собирают в пластины и красят. Ушки каракуля идут на изготовление пальто и жакетов [181]. Лоскут кролика используют для изготовления детских пальто с меховым верхом и недорогих молодежных жакетов, изготовления пластин путем наклеивания его на марлю, а также для подкладки при изготовлении жилетов и детских курток [182] .Из хвостов норки изготавливают головные уборы и воротники, из лапок мерлушки, лямки - коврики и подушки для диванов, из резги шкурок норки -отделочные цветы и сувениры [182]. Из хвостов шкурок лисицы, песца изготавливают женские головные уборы, воротники на подкладке, путем соединения хвостов между собой и вставлением расшивочного материала, ширина которого зависит от густоты и длины волосяного покрова. Головки шкурок пушнины обкрэивают по форме треугольника, ромба, прямоугольника и т.д., изготавливают пластины для плечевых изделий [106, 183-185, 110]. Разработаны безотходные способы изготовления женских головных уборов и женских и мужских воротников с использованием всех топографических участков шкурок [186].
Рационализаторы Харьковского производственного мехового объединения с целью утилизации производственных отходов и вторичного сырья предложили использовать остевой волос шкурок норки, лисицы и песца для изготовления кистей для художественных работ [187].
Сложные способы раскроя применяются практически для всех видов пушно-мехового полуфабриката, к ним относятся роспуск, расшивка, осадка, спайка, разбивка, перекидка и т.д.[106, ПО, 183-185,188-192].
В настоящее время при отсутствии четко сформулированных принципов построения шаблонов ограничиваются простейшими геометрическими формами: треугольник, квадрат, и тд.,з более сложные формы проектируют полуэмпирическими методами. Предлагаемые методики машинного проектирования шаблонов сложной формы основаны на законах симметрии [193], но пользователю предоставляется возможность творческого подхода к построению базовой линии. Методики основаны на трансформации шаблонов простейшей формы. Первоначально выбирается квадрат, правильный треугольник или шестиугольник и произвольным образом одна или несколько (но не более половины) его сторон видоизменяются в кривые линии, а оставшиеся стороны заменяются ранее определенными по законам симметрии.
Для автоматизации проектирования разнообразных форм шаблонов создана программа на языке AutoLISP в среде AutoCAD [194]. Конфигурация базовой линии и размеры каркасной фигуры задаются по усмотрению в зависимости от формы, размеров, особенностей меховых шкурок и лекал будущего изделия. Универсальные системы инженерной графики, такие как AutoCAD, позволяющие осуществлять процесс как двухмерного, так и трехмерного проектирования, создают предпосылки для развития прикладной САПР одежды. Однако, для реального применения подобных систем в процессе проектирования меховых изделий необходима подготовка и формирование исходной информации, и создание пакета прикладных программ, специфических для меховой промышленности. В связи с этой проблемой в МГАЛПе была проведена научно-исследовательская работа, целью которой явилась разработка исходной информации для автоматизированного проектирования женских, меховых пальто из шкурок норки [195J.
Нетрадиционные способы раскроя и соединения шкурок. Использование низкосортных шкурок возможно разрезанием их на полосы и втачиванием между ними полосок расшивочного материала, затем полученную пластину разрезают под углом или линиям стачивания и смещают полученные полосы одна относительно другой 196]; другой способ отличается тем, что на разрезанную полосу через одну наносят точечное клеевое покрытие и все эти полосы дублируют неткаными лолотнами, а каждые промежуточные полосы стягивают подложкой с утепляющим материалом для образования выступающей меховой петли [197].В работах [88-89] исследовались формовочные свойства кожевой ткани шкурок кролика и меховой овчины применительно к уточнению разверток деталей меховой одежды в чебышевских сетях. Определены оптимальные режимы формования: растяжение под углом 90С к хребтовой линии, увлажнение до 100% для меховой овчины. Альтернативным является увлажнение термодиффузионным методом путем кратковременной подачи влаги в кожевую ткань в виде паровоздушной смеси температуры 70С под давлением, что обеспечивает получение такой же способности к формообразованию, как при увлажнении смачиванием до 100% влажности. Предложена математическая зависимость между показателем, характеризующим способность кожевой ткани к формообразованию (углом ф), и изменением ее линейных размеров. Данная зависимость может быть использована при уточнении размеров разверток деталей одежды из меховой овчины [89].
Неразрушающий метод оценки геометрических характеристик волосяного покрова
В качестве средств измерения толщины используется щуп и игла (рисунок ЗЛ1).Игла выполнена съемной для возможности замены ее в случае поломки или в зависимости от толщины испытуемой кожевой ткани натурального меха и грунта ворсовых материалов. Щуп представляет собой металлический стержень с закругленным кончиком во избежание прокола грунта во время работы, имеет возможность перемещаться в осевом направлении и воздействовать на датчик перемещения. Игла, щуп, источник света и экран находятся на одной линии вдоль предметного столика для фиксации начала измерения толщины волосяного покрова. Возможность поворота столика за счет винта обеспечивает измерение длины ворса, а определенная толщина столика обеспечивает "раскол" ворса, и в то же время позволяет добиться устойчивого положения щупа и иглы во время таких измерений (рисунок 3.11 б.). Длина выносной опоры позволяет проводить измерение характеристик в различных точках по ширине полотна, а также надевание шкурки от огузка до загривка при испытаниях натурального меха «трубкой» или «чулком». Прижимные стойки обеспечивают фиксацию образца материала на предметном столике.
Работа на приборе (рисунок 3.12) начинается с подготовки проб, заключающейся в трехкратном встряхивании материала 1 и размещении его на предметном столике 2. Материал расправляют до исчезновения складок и морщин и закрепляют подпружиненными стойками 13 подвижной платформы 5. В подготовительном режиме с помощью приводного двигателя 10 подвижная платформа с источником света 17, со щелевой диафрагмой 18, с цилиндрическим стержнем 14 и иглой 15 перемещается до совмещения на белом экране 19 тени кончиков стержня и иглы с началом тени волосяного покрова меха. После совмещения кончиков иглы и стержня с волосяным покровом устройство запускается в режиме измерения - платформа опускается по натравляющим 6. Блок измерения 20 постоянно фиксирует перемещение платформы, стержня и иглы с помощью установленного на валу приводного двигателя. В момент касания цилиндрическим стержнем кожевой ткани происходит его смещение, что фиксируется датчиком малых перемещений 14. Перемещение платформы, зафиксированное в момент касания, является показателем толщины слоя высоты волосяного покрова пушно-мехового полуфабриката. Значение этого показателя фиксируется в блоке измерения. Значение толщины слоя ворса (волосяного покрова) высвечивается на панели индикации. Для наклонного волосяного покрытия эти показания являются пышностью волосяного покрова, для прямостоячего волосяного покрова -высотой (длиной) волоса.
Дальнейшее перемещение платформы приводит к прокалыванию кожевой ткани иглой, при этом игла воздействует на силоизмеритель 16, закрепленный на подвижной платформе. Усилие прокола фиксируется вторым каналом блока измерения. В момент прокола кожевой ткани игла касается металлического предметного столика, что приводит к замыканию электрической цепи, останову приводного двигателя, фиксации значений перемещения подвижной платформы и усилия прокола кожевой ткани. Величина перемещения подвижной платформы с момента срабатывания датчика малых перемещений до момента касания иглой предметного столика является значением толщины кожевой ткани испытуемого меха. После этого происходит автоматический возврат подвижной платформы в верхнее крайнее исходное положение с помощью пружины 11.
Устройство позволяет проводить неразрушающую оценку свойств материала, что, в связи с высокой ценой ворсовых материалов, особенно натурального меха, является актуальной задачей. Конструкция прибора не оказывает влияния на получаемые результаты измерений, сокращаются затраты времени на подготовку образцов, процесс измерения. Испытания позволяют получить несколько доказателен геометрических свойств за одно испытание. Модификация прибора содержит тензодатчик для измерения усилия прокола иглой грунта,, кожевой- ткани, а. также» устройства для нагружения волосяного покрова, позволяющего оценивать оминаемость и упругость ворса. Использование устройства дает возможность оценить изменение геометрических характеристик в процессе эксплуатации ковровых покрытий и носки меховых изделий.
В соответствии с предлагаемыми способами определения длины и угла наклона волос по площади шкурки проведены экспериментальные исследования (таблица 3.1 -).- В качестве объектов исследования использованы пясурки с«ребристо-черной лисицы, песца, красной лисицы, норки, куницы и ондатры.
Исследования длины волос различных типов, проведенные ранее, направлены в основном на изучение зоологических признаков животных (истинной длины, толщины, густоты волос), поэтому они не учитывают наличие естественного угла наклона и изогнутости волоса, представляют его прямым, условно находящимся в вертикальном состоянии. Такое представление дает искаженные -результаты о реальном положении вершин волос и может быть применимо к скорняжному производству лишь частично. На рисунке ЗЛЗ приведены сравнительные графики длины волосяного покрова с учетом и без учета угла наклона.
Анализ графиков изменения длины остевых и пуховых волос с учетом угла наклона волоса (пышность) (рисунке 3.14-3.18) и топографических схем (рисунке 3.19-3.22) показал, что наименьшие значения пышности волос у длинноволосых видов меха (серебристо-черная лисица, песец, красная лисица) наблюдаются по линиям, черева, хребта, в области мордки и огузка, наибольшие - по линии бока, в области нижней части хребта. По продольным линиям наблюдаются «провалы» волос у серебристо-черной лисицы по линии бокаї в области загривка, по линии бока2 - в области- огузка; у песца - по линии бокаї в области средней нижней линии. Наибольший разброс значений пышности ости наблюдается у красной лисицы.
Исследование топографии естественной окраски волосяного покрова пушно-меховых полуфабрикатов
Вершины остевых волос ондатры и норки расположены вдоль прямой, находящейся под углом 40-45 к оси абсцисс и вписываются в два сильно сжатых эллипса. Причем, для положения вершин волос норки характерна наибольшая однородность по сравнению с ондатрой (норка - угол: 30-35, ондатра - угол: 20-45). Сравнение графиков положений вершин волос по линиям хребта и бока показало, что в среднем отклонения по углу наклона и длине волоса составляют 5-10 и 10-15 мм.
Сведения по длине, углам наклона и пышности волос различных типов с учетом топографии представляют интерес и имеют практическую значимость, т.к. на их основе представляется возможным разработать методику создания объемной модели волосяного покрова шкурки и более полно учитывать их при использовании различных способов раскроя пушно-меховых полуфабрикатов. Диаграммы, описывающие положения вершин волос исследуемых видов меха позволяют получить визуальное представление об ориентации волос относительно кожевой ткани и, следовательно, более обоснованно подходить к выбору материалов на изделие исходя из свойств конкретного вида меха или шкурки и учитывая топографию свойств.
Важнейшей характеристикой структуры натурального меха является густота волосяного покрова - количество волос различных типов, приходящееся на единицу площади.
Густота меха учитывается при сортировке путем органолептической оценки и косвенно выражается в сорте в понятии «пышный», «менее пышный». Однако густота является одним из основных показателей качества шкурки и индивидуальных особенностей животного при селекционной работе и необходима точная количественная оценка этого показателя. Поэтому неоднократно делались попытки разработки способов неразрушающей оценки густоты волосяного покрова [102, ИЗ, 126], Данные приборы позволяют получать количественную оценку густоты без разрушения шкурки, однако не дают возможности сравнивать между собой различные виды меха, т.к. на получаемый показатель влияет толщина волоса, его извитость, степень загрязнения, свалянность волосяного покрова. Метод оценки густоты волосяного покрова по поглощению инфракрасного излучения, испускаемого кожевой тканью шкурки [126], дает косвенную оценку количества волос без повреждения шкурки, безопасен для животных. Однако, оценка густоты может проводиться только на живых зверях, на получаемый показатель также оказывают влияние извитость, степень загрязнения и другие особенности строения и свойств волоса. До сих пор наиболее точными и часто используемыми справочными данными являются результаты прямого подсчета волос. Таким образом, методики оценки густоты волосяного покрова, применяемые в настоящее время являются трудоемкими и разрушающими . (прямой подсчет волос) или имеют сложное приборное обеспечение (радиометрический метод), дающее вследствие особенностей структуры волосяного покрова искаженные результаты. Приведенные недостатки не позволяют выполнить в полном объеме исследования густоты волосяного покрова по площади шкурки. Поэтому в настоящее время остается актуальной разработка неразрушающей экспресс методики оценки густоты волосяного покрова с учетом топографии. Предложен способ и устройство для его реализации [242, 243], позволяющее одновременно определять густоту меха, густоту остевых и пуховых волос, а также рассчитывать показатели плотности и свойлачиваемости волосяного покрова. Полученная информация о густоте меха может быть использована при оценке качества (установлении сорта), сортировке шкурок по однородности волосяного покрова, при исследованиях, сертификационной оценке, а также выявлении животных с оптимальными h свойствами волосяного покрова. Способ осуществляется на устройстве для оценки густоты волосяного покрова натурального меха. Мех подготавливают к испытанию, выдерживая в стандартных атмосферных условиях по ГОСТ 9209-77 «Шкурки меховые и овчина шубная выделанные. Правила приемки, методы отбора образцов и подготовка их для контроля» не менее 24 часов. Шкурку просматривают на предмет отсутствия дефектов волосяного покрова, искажающих реальную картину. При определении густоты волос для измерения выбирают участки волосяного покрова без дефектов. При определении густоты перед началом испытания добиваются параллелизации волос на испытуемом участке путем расчесывания и вытягивания волоса. Определяют диаметры пуховых дщ и остевых doer волос на шкурке измерением или по справочным данным, Для шкурок с остью, неравномерной до диаметру, определяют диаметр остевых волос у основания волоса и на участке гранны, соответственно - d ш и d вв. На шкурке с помощью устройства выделяют участок волосяного покрова площадью S, собирают и закрепляют волосы в вертикальный пучок под определенным давлением (Pi) и определяют площадь поперечного сечения пучка волос внизу в мм (Si), снимая этот показатель непосредственно с прибора. Далее определяют площадь поперечного сечения этого пучка волос вверху в мм (S2) (рисунок 3.27), что является площадью поперечного сечения пучка остевых волос. Расчет количества различных типов волос ведут по формулам:
