Факторы, влияющие на воздухопроницаемость материалов легкой промышленности и методы их определения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Легкая промышленность - комплексная отрасль, включающая в себя более чем 20 подотраслей, которые могут быть объединены в три основные группы:

1. Текстильная, в том числе льняная, хлопчатобумажная, шерстяная, шелковая, трикотажная, а также первичная обработка льна, шерсти, производство нетканых материалов, сете- вязальная промышленность, валяльно-войлочная, производство текстильной галантереи и др.

2. Швейная.

3. Кожевенная, меховая, обувная.

Наибольший удельный вес в структуру легкой промышленности занимает продукция швейной и текстильной подотраслей.

К текстильным материалам относятся те, которые состоят из текстильных волокон и нитей, и, конечно, сами волокна и нити. Почти все они состоят из полимеров - высокомолекулярных соединений. Также в легкой промышленности используются не только текстильные материалы, но и кожа натуральная, искусственная, синтетическая, искусственный и натуральный мех, картон для производства обуви, одежды, кожгалантерейных изделий.

Материалы легкой промышленности служат для удовлетворения потребностей человека, в частности в одежде. Однако, кроме одежды и обуви, они необходимы для удовлетворения многих других потребностей. Среди них стоит упомянуть бытовые и хозяйственные вещи, например постельное белье и одеяла, полотенца, скатерти и т.д. широкое применение текстильные материалы нашли в технике, они используются почти во всех отраслях промышленности.

На протяжении многих столетий основными материалами для изготовления одежды, обуви, сумок и ремней являлись кожа, мех войлок, ткань.

Кроме натурального сырья, в легкой промышленности широко используются синтетические и химические волокна, искусственные кожи, поставляемые химической промышленностью. Исходное сырье для их производства - отходы нефтепереработки, природный газ, каменноугольная смола.

К отрасли легкой индустрии кожевенно - обувной и меховой промышленности относится производство натуральных и искусственных кож, пленочных материалов, дубильных экстрактов, мехов, овчин, обуви, меховых изделий, кожгалантереи и др.

1 Воздухопроницаемость материалов легкой промышленности

Воздухопроницаемость -- способность материалов и конструкций пропускать воздух под влиянием перепада давления воздуха.

Единицы измерения воздухопроницаемости - дмі/(мІ·с)

Вр=V/(Sф) (1.1)

где V - объем воздуха прошедший через материал, дмі ;

S - площадь материала, мІ;

Ф - длительность прохождения воздуха, с.

В связи с широким использованием для заключительных отделок синтетических смол воздухопроницаемость материалов одежды различного назначения может существенно снижется по сравнению с материалами, не подвергшимся таким отделкам.

Воздухопроницаемость материалов одежды по сравнению с другими гигиеническими свойствами является более управляемым гигиеническим свойством. Значения воздухопроницаемости материалов одежды определяются влиянием тех факторов, которые в той или иной степени связаны с пористостью и величиной удельной поверхности материалов. Чем больше удельная поверхность, тем больше трение, возникающее на поверхности волокон, и сопротивление материала движению воздуха. Наиболее эффективно можно варьировать воздухопроницаемость изменением строения и отделки материалов.

Воздухопроницаемость тканей в наибольшей степени зависят от количества и размеров полей просвета, расположенных перпендикулярно плоскости ткани, и свободных полей, представляющих собой наклонные межнитевые поры, расположенные к плоскости ткани под различными углами. Любые изменения в строении ткани, сопровождаются увеличением свободных полей и полей просвета, вызывают изменения сопротивления тканей воздушному потоку и соответственно показателей воздухопроницаемости. При увеличении на участке ткани числа полей связи, устраняющих или сводящих к минимуму возможность образования наклонных межнитевых пор, воздухопроницаемость тканей уменьшается.

При высоких значениях суммарного числа нитей по основе и утку их увеличение, как и измерение характера переплетения нитей, не оказывает существенного влияния на скорость течения воздушного потока через ткань. Эти критические значения суммарного числа нитей по основе и утку зависят от волокнистого состава и строения тканей, линейной плотности составляющих их нитей.

Способность материалов пропускать воздух характеризуется воздухопроницаемостью, которая определяется количеством воздуха, проходящего через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давления по обе стороны материала. Воздух проникает через материал в направлении из среды с большим давлением в среду с меньшим давлением.

Рост перепада давления увеличивает количество проходящего через материал воздуха, причем для плотных материалов эта зависимость близка к линейной, для менее плотной - к степенной.

Для большинства применяемых в производстве изделий легкой промышленности материалов (тканей, трикотажных и нетканых полотен, искусственных, картонов и др.) основными структурными элементами являются текстильные волокна и нити. Текстильное волокно, или просто волокно, - это протяженное, гибкое и прочное тело с малыми поперечными размерами определенной длины, пригодное для изготовления пряжи и текстильных изделий. В отличие от волокна текстильная нить характеризуется значительной длиной (измеряемой десятками и сотнями метров). Элементарные волокна и нити (филоменты) не делятся в продольном направлении без разрушения. Комплексные волокна (нити) состоят из продольно скрепленных элементарных волокон (нитей).

Для изготовления одежды и обуви применяют натуральную и искусственную кожу и замшу. Применение этих материалов позволяет существенно повысить производительность труда при изготовлении одежды вследствие ликвидации операций обработки срезов, влажно-тепловой обработки, отсутствия прикладных и подкладочных материалов.

2 Факторы, влияющие на воздухопроницаемость материалов легкой промышленности

2.1 Толщина нитей по основе и утку

Толщина ? важное свойство волокон и нитей. Толщина нитей характеризуется линейной плотностью ? тониной, Т (текс), представляющей собой отношение массы m (мг) нити к её длине L (м).

Плотность расположения нитей в ткани оценивают числом нитей основы По и утка Пу на 100 мм. Однако она не учитывает толщину нитей и, следовательно, не может характеризовать степень заполнения ткани нитями. Для этого используют ряд характеристик заполнения и наполнения.

Каждая ткань, в соответствии с требованием стандарта, должна иметь строго установленное число основных и уточных нитей на длине (ширине) 100 мм. При несоблюдении регламентированной плотности изменяется масса, прочность, износостойкость ткани, что приводит к понижению её сортности и браку. Поэтому очень важно, чтобы каждая ткань имела установленную для неё стандартную плотность.

Для получения сравнимых показателей плотности тканей, выработанных из нитей разной толщины, вводится понятие заполнение и наполнение ткани.

Линейное заполнение характеризует плотность ткани в процентах от максимально возможной, с учётом толщины нити, и показывает какая часть площади ткани заполнена параллельно лежащими нитями основы или утка.

Линейное наполнение по основе и по утку показывает какую часть линейного участка занимают поперечники нитей обоих систем с учётом их переплетения.

Поверхностное заполнение ЕS (%) показывает, какую часть площади ткани закрывает площадь проекций нитей основы и утка

Поверхностная пористость RS (%) показывает, какую часть от площади ткани занимает площадь сквозных пор.

Коэффициент связанности по основе Ко и утку Ку характеризует связь элементов ткани между собой и определяется отношением линейного наполнения к линейному заполнению.

Поверхностная плотность ткани (масса 1м2 ткани) является стандартной характеристикой. Массу определяют на технических весах, соблюдая установленные правила.

При условии правильного проведения испытаний масса 1 м2 ткани, полученная определением на весах и при контрольной проверке расчётным путём, должна быть близка по значениям.

2.2 Плотность ткани по основе и утку

Плотность ткани по основе По и по утку Пу определяется числом соответственно основных и уточных нитей, расположенных на 100 мм ткани. Плотность различных тканей колеблется в широких пределах: от П = 50 для грубых льняных тканей до П = 1100 для тканей из натурального шелка (креп «Экстра»). Но большинство тканей имеют плотность в пределах 100 - 500.

Определяют плотность отдельно по основе и отдельно по утку с помощью лупы, подсчитывая количество нитей на 50 мм с последующим умножением на 2 или на 10 мм с умножением на 10. Для определения плотности ткани все чаще используют приборы (ИПТ-1). Абсолютная плотность не дает ясного представления о заполненности ткани нитями: при одинаковой плотности ткань из тонких нитей получается более редкой, чем ткань из толстых нитей (рис. 23, а). Поэтому для сравнительной характеристики заполненности тканей нитями разной толщины используют показатель относительной плотности ткани, характеризующий заполненность тканей нитями разной линейной плотности по основе Ео и по утку Еу, %.

При относительной плотности Е = 100% вся поверхность ткани заполнена рядом лежащими нитями . Такая плотность ткани называется максимальной.

С максимальной плотностью вырабатываются некоторые костюмные трико («Осеннее», «Мервис»), пальтовые (габардин, драпы велюр, ратин) и подкладочные (ластик, атлас) ткани. Большинство тканей все же вырабатывают с относительной плотностью менее 100% (маркизет и вольта 30 - 45, ситец 50, бязи 50 - 55, сатины 50 - 75). Плотность более 100% может быть в случае бокового смятия нитей или расположения их в два ряда.

Поверхностное заполнение может быть определено только для тканей, у которых Ео ? 100% и Еу ? 100%, в остальных случаях поверхностное заполнение равно 100%.

Показатели относительной плотности и поверхностного заполнения дают более ясное представление о плотности ткани и позволяют сразу сказать, какая ткань из группы обладает наименьшей или наибольшей плотностью.

У большинства вырабатываемых тканей (поплина, атласа, коверкота) плотность основных нитей больше, чем уточных. Некоторые ткани (сатин, молескин, байка) вырабатывают с большей плотностью уточных нитей. И те и другие ткани называются неравноплотными.

Чем выше плотность ткани, тем больше взаимная связанность всех ее элементов (волокон и пряжи), тем выше предел ее прочности при растяжении и стойкость к истиранию, поверхностная плотность и жесткость, толщина и теплозащитные свойства, тем менее воздухопроницаемой и растяжимой является ткань.

Для тканей определенного назначения должна быть обеспечена соответствующая рациональная плотность, т. е. плотность, при которой лучше проявляются свойства ткани и лучше используется волокнистое сырье. Очевидно, что ткани большой плотности должны использоваться для изготовления верхней одежды, в первую очередь мужской, предназначенной для продолжительной носки. Увеличивая плотность одной системы нитей, можно получить ткани с гладкой поверхностью, хорошо противостоящей истиранию (сатин, атлас).

Ткани малой плотности, которым свойственны легкость, мягкость, повышенная воздухопроницаемость, используют для изготовления летних платьев, детского и женского белья.

Ткань высокой плотности отличается малой пластичностью при влажно-тепловых обработках, подвержена прорубаемости иглой.

2.3 Толщина ткани

В производстве изделий легкой промышленности используются материалы разной толщины. Выбор толщины материала зависит от требований, предъявляемых к изделию. Для большинства деталей изделия толщина нормируется. От толщины материала зависят его прочность, жесткость, сопротивление истиранию, комплекс гигиенических свойств, масса изделия и т.п.

Для определения толщины материала используют приборы, называемые толщиномерами.

Толщина ткани обусловливается рядом факторов: толщиной нити, переплетением ткани, фазой строения и видом отделки. Толщина ткани является весьма существенным показателем в оценке материалов.

Толщина ткани оказывает влияние на ее назначение: легкие ткани для рубашечно-платьевых изделий и белья характеризуются толщиной до 0,5 мм, обычные костюмные ткани - до 1,5 мм, тяжелые костюмные и легкие ткани для пальто - до 2 мм, тяжёлые сукна и драпы - до 4,5 мм.

Для зимних одёжных тканей толщина имеет особое значение, так как определяет теплозащитные свойства материала.

Толщина однослойных тканей в наибольшей степени зависит от ее строения и равна двум - трем диаметром нитей основы и утка.

Однако при увеличении раппорта ткани, применении усиленных саржевых, особенно диагоналевых, переплетений, а также при повышении линейного заполнения Ео и Еу толщина несколько увеличивается по сравнению с ее теоретическим значением.

Толщина трикотажа различных переплетений зависит от диаметра и числа нитей, располагающихся в сечении полотна данного переплетения. Полотна с более высоким линейным заполнением Ев, Ег, выработанные из нитей одинаковой толщины, будут иметь большую толщину вследствие изменения радиуса изгиба нитей в петлях.

При отделке толщина трикотажа при одних операциях увеличивается (например, при ворсовании полотен), при других уменьшается (при каландровании, прессовании). Для сохранения большой толщины трикотажа, выработанного из высокообъемных нитей, при его отделке применяют пропаривание без прессования.

Толщина трикотажа влияет на теплозащитные свойства изделия, их воздухо-, паро-, и пылепроницаемости, драпируемости и др. От толщины полотна зависят ширина и конструкция швов, число полотен в настиле при раскрое, расход швейных ниток и т.п.

2.4 Поверхностная плотность

Масса (поверхностная плотность) тканей -- показатель, характеризующий количество вложенного в ткань волокна. Вес ткани зависит от толщины основных и уточных нитей, плотности ткани и характера отделки. Так, вес суровой ткани уменьшается после промывки, отварки и отбеливания и увеличивается после валки, аппретирования, печатания и др.

Можно определить вес 1 пог. м ткани, т. е. вес куска ткани длиной 1 м при ее фактической ширине. Однако для удобства сопоставления веса различных тканей принято определять вес 1 м2 ткани.

Вследствие гигроскопичности волокон вес ткани может существенно меняться в зависимости от условий окружающей среды, поэтому соответствие веса ткани нормам может быть проверено только при определении кондиционного веса ткани, т. е. веса при нормальной влажности (влажности при нормальных условиях).

От веса ткани зависит ее назначение: более легкие ткани используют для изготовления белья и платьев, более тяжелые -- костюмов, самые тяжелые -- пальто, причем для женской и детской одежды идут ткани более легкие, чем на мужскую одежду.

Вес ткани влияет также на процессы швейного производства: настил тяжелых тканей для раскроя производят два настильщика вместо одного -- для легких тканей, тяжелые ткани сшивают более толстыми нитками, влажно-тепловая обработка изделий из тяжелых тканей более трудоемка, а монтажно-переместительные операции более утомительны.

воздухопроницаемость материал ткань текстильный

2.5 Наличие или отсутствие ворса

Ворсистость пряжи определяется наличием ворсинок, образованных волокнами или их кончиками на поверхности пряжи. Если пряжа ворсиста - рисунок переплетения на тканях, трикотажных полотнах менее выражен. Если полотна подвергаются валке, то на их поверхности при выработке из более ворсистой пряжи образуется хорошо закатанный ворс, улучшающий их теплоизолирующие свойства. При создании текстильных полотен и изделий различного назначения необходимо учитывать ворсистость пряжи. Например, пряжа для швейных ниток должна быть чистой и гладкой, поэтому при изготовлении ее опаливают, пропуская с большой скоростью над газовой горелкой. Для получения тканей с начесом и трикотажных полотен требуется ворсистая и притом рыхлая пряжа с малой круткой.

Степень ворсистости пряжи характеризуют числом ворсинок и петелек, приходящихся на 1 см длины пряжи, или суммарной длиной кончиков волокон не короче 1 мм, выступающих над поверхностью пряжи, и определяют путем зарисовки в увеличенном виде проекции отрезков нитей определенной длины или на специальных приборах. Наибольший интерес представляют фотоэлементные приборы. В них пряжа предварительно поляризуется так, что ворсинки поднимаются перпендикулярно ее продольной оси, и продвигается между источником света и экраном с фотодатчиками. Одна пара их расположена на расстоянии 1,5 мм от оси нити, а другая - 3 мм. При прохождении пряжи ворсинки затемняют глазок фотодатчика и тем больше, чем больше ворсинок. Это создает изменение напряжения на выходе фотодатчиков, которое поступает на вход усилителя и затем к счетчику. Счетчик показывает суммарную длину ворсинок, приходящихся на единицу длины пряжи.

2.6 Наличие пропитки или аппрета

Аппретирование в текстильной промышленности, одна из основных операций заключительной отделки материалов (тканей, трикотажа), в результате которой они приобретают ряд ценных свойств: повышенную износоустойчивость, безусадочность, несминаемость, гидрофобность, противогнилостность, негорючесть и др. В отдельных случаях аппретируют пряжу, когда она выпускается в виде товарной продукции (ниточные изделия).

Хлопчатобумажная и особенно льняные ткани обрабатывают крахмальным аппретом. Это повышает износоустойчивость, улучшает внешний вид ткани, её наполненность, облегчает раскрой при пошиве изделий. В состав крахмальных аппретов, кроме крахмала и продукта его гидролиза (декстрина), входят смягчающие вещества (жиры, масла, мыла), гигроскопические вещества (глицерин, поваренная соль), вещества, сообщающие тканям блеск (воск, парафин и т.д.), антисептики (формалин, салициловая кислота, соли меди) и др. При отделке шерстяных и шёлковых тканей вместо крахмала применяют мездровый клей, желатину, и др.

Однако крахмал и другие клеящие вещества удерживаются на ткани очень непрочно и смываются при первой же стирке. В качестве несмываемых аппретов используют различные эфиры целлюлозы. Однако технологический процесс сравнительно сложен. В России широко распространены латексы поливинилхлорида, полиметилметакрилата, полистирола и др. Такая обработка повышает прочность ткани на разрыв и истирание и улучшает внешний вид ткани.

Для придания хлопчатобумажным, льняным и вискозно-штапельным тканям несминаемости применяют продукты начальной конденсации ряда синтетических смол. Пользуясь синтетическими смолами и специальными каландрами, можно получить на тканях эффекты тиснения, которые делают их похожими на ткани жаккардового переплетения а также лощения, муаровый эффект и др.

2.7 Вид переплетения

Одна из основных характеристик строения тканей - вид переплетения, определяющий взаимное расположение и связь между собой нитей основы и утка, а также внешний вид и свойство тканей.

Ткани в зависимости от вида переплетения подразделяются на четыре класса: 1) Ткани простых (главных) переплетений. Характеризуются гладкой однородной поверхностью;

2) Ткани мелкоузорчатых переплетений. Характеризуются узорами из мелких фигур, образованных видоизменением, усложнением и комбинированием гладких переплетений;

3) Ткани сложных переплетений. Образуются из нескольких систем нитей основы и утка;

4) Ткани крупноузорчатых (жаккардовых) переплетений. Характеризуются разнообразными крупными узорами.

Ткани простых (главных) переплетений имеют следующие особенности: раппорт по основе всегда равен раппорту по утку; каждая нить основы переплетается с каждой нитью утка в раппорте только один раз. В пределах одного раппорта каждая нить имеет два поля связи,переходя один раз с изнаночной на лицевую сторону ткани и один раз с лицевой на изнаночную сторону. Поэтому число полей связи в раппорте простых переплетений равно удвоенному числу нитей раппорта. К тканям простых переплетений относятся ткани полотняного, саржевого и атласного (сатинового) переплетений.

Ткани полотняного переплетений двусторонние, с однообразной гладкой поверхностью на лицевой и изнаночных сторонах. Из-за значительной разницы в толщине нитей основы и утка на ткани полотняного переплетения образуются продольные или поперечные рубчики, создающие репсовый эффект.

Ткани саржевого переплетения имеют на поверхности характерные косые диагональные полоски. Направление диагонали на ткани бывает положительным - вправо и отрицательным - влево.

Ткани атласного (сатинового) переплетения благодаря редким изгибам нитей основы и утка имеют гладкую и блестящую поверхность. Лицевая сторона ткани атласного переплетения состоит из нитей основы. В сатиновом переплетении ( уточном атласе), наоборот, лицевая сторона образуется из нитей утка.

Ткани мелкоузорчатых переплетений подразделяются на два подкласса: производных переплетений и комбинированных переплетений.

Ткани производных переплетений получаются усилением одиночных основных или уточных перекрытий полотняного, саржевого и атласного переплетений. К тканям, образованным переплетениями, производными от полотняного, относятся репс и рогожка.

Ткани репсового переплетения образуются путем усиления (удлинения) основных и уточных перекрытий полотняного переплетений. Эти ткани могут быть основными или уточными.

Ткани переплетения рогожка представляют собой двойное или тройное полотняное переплетение.

К тканям, образованным переплетениями, производными от саржевого, относятся усиленная саржа, сложная саржа, ломанная саржа и др.

Ткани переплетения усиленная саржа получается при увеличении длины одиночных перекрытий саржи простого класса. По сравнению с простой усиленная саржа имеет более отчетливые и широкие диагональные полосы.

Ткани, образованные переплетением сложная, или многорубчатая саржа имеют рубчики различной ширины.

Ткань переплетения ломанная саржа строится на базе переплетений простой, усиленной или сложной саржи с изменением направлений диагоналей, в результате чего образуется узор в виде зубцов.

К тканям, выработанным переплетением, производным от атласного, относится усиленный сатин (уточный атлас).

К тканям комбинированных переплетений относятся креповые, рельефные и просвечивающие ткани, а также ткани с продольными и поперечными полосами и клетками.

Ткани креповых переплетений имеют разбросанные в разных сочетаниях основные и уточные перекрытия, образующие мелкозернистую поверхность, имитирующую эффект, создаваемый в шёлковых тканях нитями креповой крутки.

Ткани рельефных переплетений имеют на поверхности рельефно выступающий рисунок. К ним относятся ткани, образуемые вафельным, диагоналевым и рубчиковым переплетениями.

Ткани с рисунком в виде полос и клеток из просвечивающих участков, получаемым сочетанием длинных перекрытий, стягивающих нити в группы, с полотняным переплетением, разъединяющим эти группы, называют просвечивающими.

Ткани сложных переплетений получают, применяя несколько систем нитей основы и утка, из которых в процессе ткачества образуется несколько слоев. К тканям сложных переплетений относятся двойные, ворсовые, перевивочные (ажурные).

Двойные ткани могут быть двухлицевые, мешковые и двухслойные.

Двухлицевые (полутораслойные) ткани образуются из одной основы и двух утков или двух основ и одного утка. Двухлицевые ткани имеют повышенные толщину и поверхностную плотность.

Мешковые ткани образуются двумя системами нитей основы и двумя системами нитей утка.

Двухслойные ткани образуются двумя системами нитей основы и двумя системами нитей утка. Связь полотен осуществляется по всей площади ткани.

Широкое применение имеет кирза, которая производится из хлопчатобумажной пряжи в два, три и четыре слоя. Эта ткань широко применяется для верха обуви или в качестве основы искусственной кожи.

Ткань пике - разновидность двухслойной ткани. Лицевая сторона ткани вырабатывается полотняным переплетением. Рельефный рисунок на ткани создается благодаря тому, что нити нижней основы, располагаясь по контуру узора над нитями верхнего утка, оттягивают их в низ, образуя углубления, как у стёганного одеяла.

Ворсовые ткани имеют на поверхности ворс из разрезанных волокон (разрезной ворс) или из нитяных петель(петельный ворс). Ворс можно получить при разрезании нитей утка или нитей основы. Разновидностью ворсовых тканей являются махровые ткани с петельным, чаще двусторонним ворсом нитей основы.

Ткани с уточным ворсом вырабатывает хлопчатобумажная промышленность. Грунт ткани образуется коренной основой переплетающийся с коренным утком.

Ткани с ворсом из основы вырабатывает шёлковая промышленность. Для их производства используются саморезные станки и станки с прутками.

Прутковым способом получают однополотенные ворсовые ткани с разрезным или петельным ворсом.

Махровые ткани имеют на поверхности петли из нитей. Эти ткани хорошо впитывают влагу, их применяют для полотенец, купальных халатов и др.

Ажурные ткани образуются из двух систем нитей основы - стоевой и ажурной, или перевивочной, - и одной системы нити утка.

Ткани крупноузорчатых переплетений вырабатывают на ткацких станках с жаккардовыми машинами, поэтому их называют также жаккардовыми. Некоторые ткани крупноузорчатых переплетений имеют очень большие раппорты. Раппорт переплетения может повторяться по ширине ткани несколько раз, но бывают рисунки, раппорт переплетения которых занимает всю ширину тканей.

Ткани простых крупноузорчатых переплетений образуется из одной основы и одного утка.

Ткани сложных крупноузорчатых переплетений имеют узор, образованный из нескольких систем нитей основы и утка.

2.8 Условия окружающей среды

На воздухопроницаемость существенно влияет влажность воздуха и материала, с увеличением которой воздухопроницаемость материала снижается. испытания показали, что воздухопроницаемость шерстяных суконных тканей при 100% влажности по сравнению с этим показателем тканей в воздушно-сухом состоянии ниже в два - три раза. Уменьшение воздухопроницаемости материалов при увлажнении связано с набуханием волокон и появлением микро- и макрокапиллярной влаги, что вызывает резкое сокращение числа и размеров пор и в итоге приводит к повышению аэродинамического сопротивления материала и соответственно к снижению коэффициента воздухопроницаемости.

Температура воздуха и материла также оказывает влияние на воздухопроницаемость материалов. Воздухопроницаемость текстильных материалов при повышении температуры уменьшается.

Также на воздухопроницаемость материалов влияет пылепроницаемость. Материалы при эксплуатации обуви и одежды способны пропускать в пододежное или внутриобувное пространство пыль или удерживать ее в своей структуре, что в свою очередь уменьшает воздухопроницаемость. В результате загрязняются материалы как наружных деталей изделия, так и слоев изделия, располагающихся под ним. Пыль проникает сквозь материал через сквозные поры и удерживается в его структуре благодаря механическому сцеплению с поверхностью волокон и масложировыми веществами. Количество пыли, захваченной материалом, зависит от ее электризуемости. При трении между собой мельчайшие частицы пыли способны приобретать электрический заряд. Заряженные частицы пыли притягиваются к поверхности материала при наличии на ней статического электричества, поэтому загрязняемость существенно зависит от электризуемости материала.

2.9 Пылепроницаемость материалов легкой промышленности

Материалы при эксплуатации обуви и одежды способны пропускать в пододежное или внутриобувное пространство пыль или удерживать ее в своей структуре. В результате загрязняются материалы как наружных деталей изделия, так и слоев изделия, располагающихся под ним. Пыль проникает сквозь материал через сквозные поры и удерживается в его структуре благодаря механическому сцеплению с поверхностью волокон и масложировыми веществами. Количество пыли, захваченной материалом, зависит от ее электризуемости. При трении между собой мельчайшие частицы пыли способны приобретать электрический заряд. Заряженные частицы пыли притягиваются к поверхности материала при наличии на ней статического электричества, поэтому загрязняемость существенно зависит от электризуемости материала.

Рыхлая пористая структура материала из волокон с неровной поверхностью обладает большей способностью захватывать и удерживать пыль, чем портная структура материала, имеющего гладкую поверхность. Установлено, что шерстяные и хлопчатобумажные ткани обладают наибольшей пылеемкостью, а добавление в них лавсановых волокон уменьшает пылеемкость.

3 Методы определения воздухопроницаемости

3.1 Основные характеристики воздухопроницаемости

Воздухопроницаемость является одним из важнейших показателей, характеризующих гигиенические и теплозащитные свойства материалов и изделий из них.

Воздухопроницаемость характеризует способность материала пропускать воздух при условии создания перепада давления воздуха по обе стороны испытываемой пробы. Величина воздухопроницаемости зависит от таких показателей, как плотность, пористость, диаметр и распределение пор по радиусам в объеме материала, вид пор (замкнутые или сообщающиеся), вид отделки лицевой стороны материала и др.

3.2 Определение воздухопроницаемости текстильных материалов

Для определения воздухопроницаемости текстильных материалов используют приборы ВПТМ - 2, УПВ - 2, ATL - 2 и др.

Отбор точечных проб для тканей, тканного искусственного меха и дублированных тканей проводят по ГОСТ 20566 - 75; нетканых полотен и искусственного меха на нетканой основе по ГОСТ 13587 - 77; трикотажных полотен, искусственного меха на трикотажной основе и дублированных трикотажных полотен по ГОСТ 8844 - 75; трикотажных изделий по ГОСТ 9173 - 86.

Измерения по определению коэффициента воздухопроницаемости для текстильных полотен осуществляют в пяти местах пробы в шахматном порядке без вырезания проб.

Приборы для определения воздухопроницаемости тканей основаны на принципе создания перепада давления с двух сторон пробы материала на 49 Па (5 мм вод. ст.) и измерения расхода воздуха Р, прошедшего через материал, при усилии прижима точечной пробы ткани, равном 147 Н (15 даН).

Устройство приборов ВПТМ - 2 или УПВ - 2 позволяет проводить измерения воздухопроницаемости в диапазоне от 2,5 до 10750 дм3/(м2·с). К приборам прилагается комплект из шести сменных столиков, на которые кладут испытываемый материал с отверстиями площадью соответственно 2,5, 10, 20, 50 и 100 см2 и к ним шесть соответствующих прижимных колец, обеспечивающих фиксацию материала относительно отверстия столика.

Перед началом работы на приборе ВПТМ - 2 вращение ручек 12 и 14 против часовой стрелки устанавливают нулевые положения уровней спирта в индикаторе разряжения 8 и дифманометре 13. Поднимают шток 6 в крайнее верхнее положение, вращая маховичок 7 по часовой стрелке до упора. Удаляют съемную крышку 3 на основании 1 и кладут съемный столик. Для большинства текстильных материалов испытания проводят при площади сменного столика 10 и 20 см2. На шток 6 устанавливают соответствующее сменному столику прижимное кольцо 5. Затем поворачивают рукоятку 2 в положение I или II. Для текстильных материалов с малой воздухопроницаемостью испытания следует проводить при повороте рукоятки в положение I, а с высокой - в положение II.

Рисунок 3.1 - общий вид прибора ВПТМ - 2 для определения воздухопроницаемости текстильных материалов.

Рукоятку регулятора дросселя 15 поворачивают по часовой стрелке до отказа. Контрольную шайбу (прилагаемую к прибору) устанавливают на сменный столик так, чтобы резиновые кольца были внизу. После этого подключают прибор к электросети и включают тумблер 10, при этом загорается сигнальная лампа 11.

Вращением маховичка 7 против часовой стрелки опускают приборное кольцо 5 на контрольную шайбу, при этом загорается сигнальная лампа 9 «Нагрузка» и автоматически включается устройство отсоса воздуха.

Затем осторожно вращают рукоятку регулятора дросселя 15 против часовой стрелки, при этом уровень спирта в индикаторе разряжения 8 должен перемещаться вправо, а в дифманометре 13 - вверх. Уровень спирта в индикаторе разряжения 8 устанавливают на отметке 49 Па, делают выдержку 5 - 10 с и записывают показания дифманометра 13 с погрешностью до одного деления шкалы. Результат заносят в табличную форму.

Для каждого полученного значения с помощью таблиц перевода определяют расход воздуха (дм3/с), проникающего через испытываемую пробу и по таблицам перевода определяют расход воздуха Р.

Вращение маховичка 7 по часовой стрелке снимают нагрузку. При этом уровень спирта в индикаторе разряжения 8 и дифманометре 13 должен установится на отметке «0». После этого сравнивают результаты дифманометра со значениями на контрольной шайбе. Эту процедуру необходимо повторить два - три раза при размещении рукоятки 2 как в положении I, так и в положении II.

Убедившись, что показания дифманометра лежат в пределах, указанных на контрольной шайбе, можно приступить к проведению испытаний.

При толщине пробы текстильного материала 10 мм работают с переходником, установленном на приборе. При толщине пробы свыше 10 мм устанавливают специальные переходники, прилагаемые к комплекту прибора.

Пробу материала 4 кладут лицевой стороной вверх и прижимают кольцом 5 вращением маховичка 7 по часовой стрелке до тех пор, пока не загорится сигнальная лампа 9 «Нагрузка». Затем вращением рукоятки регулятора дросселя 15 против часовой стрелки зарают величину заряжения по индикатору разряжения 8 в 49 Па и с дифманометра 13 снимают значение Р. Результат испытаний заносят в табличную форму. Затем испытания проводят на другом месте текстильного материала, но перед снятием нагрузки на прижимное кольцо 5 рукоятку регулятора дросселя 15 поворачивают по часовой стрелке так, чтобы уровень спирта в индикаторе разряжения опустился на отметку 30 - 40 Па. Вращением маховичка 7 поднимают прижимное кольцо, передвигают ткань относительно отверстия столика, вновь прижимают кольцо 5 к ткани, устанавливают требуемое давление и проводят новое измерение Р и т.д.

После окончания работы на приборе включают тумблер 10 «Сеть» (погаснет красная сигнальная лампа), закрывают камеру разряжения съемной крышкой 3 и отключают прибор от сети.

Закончив испытание, вращением рукоятки 15 по часовой стрелке доводят уровень спирта в индикаторе разряжения до нулевого значения. После этого по изложенной методике приступают к испытанию следующей точечной пробы на этом текстильном материале.

Снятую с дифманометра величину Р по таблицам, которые прилагаются к прибору, переводят в значения воздухопроницаемости.

Определение воздухопроницаемости трикотажа проводят на приборе УПВ - 2. Принцип действия прибора основан на измерении с помощью газового счетчика количества воздуха, протекающего через постоянную площадь пробы в течении заданного времени при заданной разности давления.



Рисунок 3.2 - схема прибора УПВ - 2.

Воздухопроницаемость определяют на материале без вырезания элементарных проб. Определение коэффициента воздухопроницаемости проводят по результатам пяти измерений в разных местах куска текстильного полотна.

Прибор включают с помощью тумблера 4. При включении загораются зеленая 3 и красная 5 лампы, причем последняя гаснет после установки соответствующей силы прижима образца к столику.

Воздух засасывается из помещения вентилятором через образец материала, помещенный на столик 15 и зажатый кольцом 14. Прижим пробы к столику осуществляется подпружиненной прижимной втулкой 8 и маховиком 11. Сила прижима от 50 до 150 Н (с точностью до 2 Н) устанавливается регулировочной гайкой 7.

На пути прохождения воздуха устанавливаются газовые счетчики 1 и 2, определяющие расход воздуха в литрах.

Количество воздуха, прошедшего через полотно, зависит от разности давлений по обе стороны заправленной пробы материала. Эта разность регулируется переключателем 6 и рукояткой 16 пуска насоса путем изменения частоты вращения вала электродвигателя и положения рукоятки дросселя 17.

Разность давлений измеряется манометром 13, один конец которого через сливную колбу соединен с чашей всасывающего отверстия, а другой - с колбой, наполненной 200 мл этилового спирта плотностью 0,8095 г/см3.

Регулировка нулевого положения (уровень спирта в трубке манометра) осуществляется рукояткой 16. Уровень спирта устанавливается по вогнутой части

В прибор вмонтированы электронные часы 9, стрелку 10 которых можно поставить на заданное время испытаний. По истечении этого времени часовой механизм включает счетчик прибора.

Большинство текстильных материалов может быть испытано на столике с отверстием площадью 202 см2. При величине перепада давления более 49 Па используют столик с отверстием площадью 50 и 100 см2, а менее 49 Па - 2,5 и 10 см2.

На основании снятых с прибора показаний расхода воздуха Р по формуле 1.4 определяют коэффициент воздухопроницаемости. Результат измерений и расчетов заносят в табличную форму.

3.3 Определение воздухопроницаемости натуральных кож и искусственных кож

Для определения воздухопроницаемости в соответствии с ГОСТ 938.18 - 70 на приборе ПВЗ испытывают два образца круглой формы диаметром 55 мм.

Перед испытанием образцы выдерживают при нормальных условиях.



Рисунок 3.3 - общий вид прибора ПВЗ для определения воздухопроницаемости мягких и искусственных кож

Прибор ПВЗ состоит из двух основных частей - стеклянного градуированного цилиндра 4, закрепленного на штативе 2, и пустотелой цилиндрической камеры 9, закрепленной на основании 1 штатива.

Дно стеклянного цилиндра 4 закрыто резиновой пробкой 3, через которую проходят две стеклянные трубки: U-образная трубка 6 соединена с камерой 10 резиновой трубкой 11, а вторая стеклянная трубка 7 соединена с резиновой трубкой 8, на конце которой закреплен стеклянный наконечник, из которого вытекает вода в мерный стакан 13. Обе резиновые трубки перекрываются зажимами 9 и 12.

Перед началом испытаний проверяют герметичность прибора ПВЗ и проводят так называемый холостой опыт, в котором измеряется время ф0 характеризующее истечение 100 см3 воды из стеклянного цилиндра 4 без пробы материала в камере 10. Для этого при закрытых зажимах 9 и 12 открывают пробку 5 стеклянного цилиндра 4 и наливают в него воду температурой (20±3)°С до верхней метки, после чего приоткрывают зажим 8, чтобы заполнить стеклянный наконечник водой. До и после закрытия стеклянного цилиндра 4 резиновой пробкой 5 атмосферное давление воздуха над столбом воды в стеклянном цилиндре 4 должно быть равно атмосферному давлению в камере 10. После открытия зажима 9 из стеклянного наконечника, закрепленного на резиновой трубке 8, вытекает вода в мерный стакан 13. В результате давление над поверхностью воды в стеклянном цилиндре 4 уменьшается на 980 Па, т.к. расстояние от конца U-образной трубки до конца стеклянного наконечника на трубке 8 равно 100 мм. Поскольку стеклянный цилиндр 4 и камера 10 являются сообщающими сосудами, т.к. соединены резиновой трубкой 11, атмосферное давление воздуха в камере 10 также уменьшится на 980 Па. В результате воздух по резиновой трубке 11 засасывается в стеклянный цилиндр 4. Как только давление над поверхностью воды в стеклянном цилиндре 4 сравняется с атмосферным давлением в камере 9, вода из стеклянного наконечника трубки 8 вновь выльется в мерный стакан, что приведет к понижению атмосферного давления воздуха над поверхностью воды в стеклянном цилиндре 4 и на конце U-образной трубки и, следовательно, в камере 10. Этот процесс будет повторятся до тех пор, пока не закончится вода в стеклянно цилиндре 4.

В том случае, если последовательность открытия зажимов 9 и 12 будет нарушена, вода из стеклянного цилиндра 4 будет поступать не в мерный стакан 13, а внутрь камеры 10.

При холостом опыте время ф0 необходимое для истечения 100 см3 воды из стеклянного цилиндра 4, при правильной работе прибора равно 20с. При отклонении от этой величины необходимо изменить диаметр выпускного отверстия стеклянного наконечника или длину резиновой трубки 8.

Перед испытанием образцов кож и искусственных кож зажимы 9 и 12 на резиновых трубках 9 и 11 должны быть закрыты. В стеклянный цилиндр 4 заливают воду и плотно закрывают ее пробкой 5. Пробу материала помещают в камеру 1 цилиндрической формы на резиновое кольцо 5 лицевой стороной вниз. Поверх пробы кладут латунное кольцо 3 и плотно завинчивают крышку 2. После этого открывают зажим 9, а затем зажим 12.

Резиновое и латунное кольца, а также крышка 2 имеют внутренний диаметр 35 мм. Таким образом, площадь S пробы материала, через которую проходит воздух, ограничена диаметром 35 мм.

Образцы кожи с малой воздухопроницаемостью испытывают в течении 30 мин., а затем вычисляют время прохождения 100 мл воздуха. При испытании образцов с высокой воздухопроницаемостью определяю время истечения из цилиндра 100 мл воды.

Выводы

В данной курсовой работе была рассмотрена тема: «Факторы, влияющие на воздухопроницаемость материалов лёгкой промышленности и методы их определения».

В первом разделе был рассмотрен вопрос о воздухопроницаемости материалов легкой промышленности.

Во втором разделе указаны факторы влияющие на воздухопроницаемость материалов легкой промышленности, а именно: толщина нитей по основе и утку, плотность ткани по основе и утку, толщина ткани, поверхностная плотность, наличие или отсутствие ворса, наличие пропитки или аппрета, вид переплетения, условия окружающей среды и пылепроницаемость материалов легкой промышленности.

В третьем разделе были рассмотрены методы определения воздухопроницаемости, основные характеристики воздухопроницаемости, а также методы определения воздухопроницаемости текстильных материалов, натуральных кож и искусственных кож и искусственного меха.

В результате выполненной работы можно сделать вывод о том, что воздухопроницаемость материалов легкой промышленности крайне важна. Так как воздухопроницаемость материалов является одним из важнейших показателей, характеризующих гигиенические и теплозащитные свойства материалов и изделий из них.

Библиографический список

1. ГОСТ 8973 - 87 «Кожа искусственная. Метод определения воздухопроницаемости». Введ. 01.01.1979. 6 с.

2. ГОСТ Р ИСО 9237 - 99 «Материалы текстильные. Метод определения воздухопроницаемости». Введ. 01.01.2001. 7 с.

3. Бузов Б.А. Материаловедение швейного производства/ Б.А. Бузов, Т.А.Модестова, Н.Д. Алыменкова. - 4-е издание., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1896. 424 с.

4. Дель Р.А., Афанасьев Р.Ф., Чубарова З.С. Гигиена одежды: Учебное пособие для вузов. - 2-е издание, переработано и дополнено - М.: Легкомбытиздат, 1991. - 160 с.

5. Склянников В.П. Гигиеническая оценка материалов для одежды (Теоретические основы разработки)/ Склянников В.П., Афанасьев Р.Ф., Машков Е.Н. - М.: Легкомбытиздат, 1985. - 144 с., ил.

6. Жихарев А.П. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности: Учебное пособие для вузов / Жихарев А.П., Краснов Б.Я., Петропавловский Д.Г.; Под редакцией Жихарева А.П. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 464 с.

Размещено на Allbest.ru

...