Розробка асортименту і товарознавча оцінка трикотажних полотен для спортивного одягу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

РОЗРОБКА АСОРТИМЕНТУ І ТОВАРОЗНАВЧА ОЦІНКА ТРИКОТАЖНИХ ПОЛОТЕН ДЛЯ СПОРТИВНОГО ОДЯГУ

Креденець Неля Дмитрівна

КИЇВ - 2000

Анотація

Креденець Н.Д. Розробка асортименту і товарознавча оцінка трикотажних полотен для спортивного одягу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.08 - товарознавство промислових товарів. - Київський державний торговельно - економічний університет Міністерства освіти та науки України, Київ, 2000.

Вперше дана комплексна оцінка якості нових видів трикотажних полотен спортивного призначення вироблених із поліефірних і поліамідних текстурованих ниток. Досліджено вплив волокнистого складу, щільності в'язання і обробки на зносо- і формостійкість трикотажних виробів. Для оцінки зносостійкості вибрані показники напівциклових характеристик і стійкості до витирання, для оцінки формостійкості - показники одноциклових характеристик, початкової зони розтягування і усадки. Застосовані сучасні інструментальні методи, стандартні і уніфіковані методики. Вперше запропоновано для оцінки формостійкості використати показники початкової зони розтягування полотна.

Враховуючи специфічні умови експлуатації, запропоновано лабораторний метод модельованого зношування: повторне багаторазове прання, штучну інсоляцію, а також комплексну дію вказаних факторів. Запропоновані найбільш придатні варіанти полотен для впровадження у виробництво. Досліджено зміни надмолекулярної структури поліефірних і поліамідних волокон в процесі модельованого зношування. Рекомендації автора дозволяють отримати певний економічний ефект за рахунок більш раціонального використання доступних сировинних ресурсів, наявного обладнання, значного підвищення рівня якості, покращання зовнішнього вигляду та продовження терміну експлуатації одягу

Ключові слова: зносостійкість, формостійкість, початкова зона розтягування, текстуровані нитки.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Упродовж десятиліть спортивний одяг розглядався, насамперед, як тренувальний. Головна увага зверталася на його функціональність. У наш час зручність і модний стиль, різноманітне оздоблення виробів значно розширили можливості його використання насамперед у сфері активного відпочинку. У зв'язку з цим виникла потреба розробити основні напрями удосконалення асортименту і підвищення якості полотен спортивного призначення з наявної сировини.

Завдання з покращання асортименту трикотажного спортивного одягу неможливо вирішити за рахунок використання одних тільки натуральних волокон. Широкі можливості створює раціональне використання хімічних волокон, виробництво яких зростатиме. Зокрема, зростання виробництва текстурованих ниток відкриває нові можливості для розширення асортименту продукції трикотажної промисловості та потребує винайдення найбільш раціональних шляхів застосування цієї сировини. Незважаючи на порівняно високу вартість цих ниток, їх використання забезпечує зниження маси виробів і суттєве збільшення терміну їх зношування.

Вимоги до спортивного одягу і, зокрема, до тренувальних костюмів формуються з урахуванням особливостей використання готових виробів. А ці особливості найбільш відомі професійним спортсменам. Спираючись на їх думку, нами були сформульовані основні вимоги до трикотажних полотен для спортивного одягу. Це, зокрема:

мінімальні відносні масові характеристики, які забезпечують легкість виробам;

привабливий зовнішній вигляд та можливості нанесення фірмових знаків;

висока стійкість до витирання та багаторазових розтягувань;

формостійкість;

легкість у догляді;

невисока вартість виробів.

Основними факторами, які забезпечують відповідність властивостей трикотажних полотен перерахованим вимогам, є:

волокнистий склад полотен;

структура (будова) полотна;

види обробок та способи оздоблювання полотен.

Обираючи напрям дослідження асортименту і основних властивостей нових видів трикотажних полотен, автор, базуючись на узагальнених літературних відомостях щодо з'ясування різних властивостей і рівня якості трикотажних полотен, основний акцент робить на вивченні закономірностей і особливостей зношування нових видів кулірних полотен та на обгрунтуванні шляхів розширення асортименту і підвищення якості трикотажних полотен для спортивного одягу.

Особливу увагу в роботі звернено на обгрунтування вибору сировини та структур полотен і вивчення особливостей їх зношування.

Актуальність роботи полягає передусім у тому, що розроблено та досліджено принципово новий асортимент полотен з використанням синтетичних і бавовняних ниток і пряжі більш досконалої структури, що сприяє розширенню асортименту, збільшенню терміну експлуатації, формостійкості та зниженню матеріаломісткості спортивного одягу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Напрям вибраного дослідження був пов'язаний з планами Львівського ЗАТ “Промінь”, який розрахований на використання наявного устаткування і сировини з метою розробки нових структур полотен і вибору перспективного конкурентоспроможного асортименту готових виробів спортивного призначення. трикотажний полотно спортивний

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи була комплексна оцінка якості нових видів трикотажних полотен спортивного призначення і розробка рекомендацій щодо його покращання Для досягнення цієї мети необхідно було дослідити вплив волокнистого складу, особливості будови, обробки і умов зношування нових видів трикотажних полотен на їх зносостійкість і формостійкість, обгрунтувати економічну доцільність впровадження у виробництво окремих варіантів досліджуваних полотен.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна полягає в тому, що автором:

науково обгрунтовані результати досліджень властивостей трикотажних полотен футерних переплетень на базі переплетення платувальна гладь, вироблених із текстурованих поліефірних ниток, поліефірних ниток і бавовняної пряжі та із текстурованих поліамідних ниток і бавовняної пряжі;

установлені математична залежність усадки трикотажу нових заправок внаслідок багаторазового прання та потенційна усадка;

доведена доцільність використання початкової зони розтягування трикотажних полотен із текстурованих синтетичних ниток для оцінки їх формостійкості.

Практичне значення одержаних результатів. З участю автора розроблені технічні характеристики на покривні футерні трикотажні полотна з використанням синтетичних текстурованих ниток в поєднанні з бавовняною пряжею. Важливе значення полягає в тому, що одержані результати досліджень можуть бути використані на різних етапах проектування полотен і виробів, враховуючи умови їх експлуатації. Розроблені з участю автора рекомендації впроваджені на Львівському трикотажному ЗАТ “ Промінь ”. Економічний ефект від впровадження становив на випуск 1кг поліамідно-бавовняного полотна 12,9 грн., а поліефірно-бавовняного полотна - 9,4 грн.

Особистий внесок. Автором обгрунтована доцільність використання нових видів полотен для пошиву спортивного одягу. Проведена комплексна оцінка їх якості. Вибір об'єктів і методів досліджень, проведення експерименту, аналіз та інтерпретація результатів, а також обгрунтування висновків здійснені автором самостійно. Автор брала участь у виготовленні експериментальних полотен, у впровадженні запропонованих варіантів у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на конференціях професорсько-викладацького складу і аспірантів Львівської комерційної академії у 1996, 1997, 1998 роках, на науково-практичній конференції “Сучасні проблеми розвитку ринку, сертифікації та конкурентоспроможності товарів і послуг”(Львів, 1996).

Публікації. Основні результати дисертації викладені у 5 друкованих роботах.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, двох розділів, висновків та пропозицій, списку літературних джерел. Робота викладена, включаючи таблиці, рисунки і список літературних джерел, на 183 сторінках машинописного тексту. У роботі міститься 26 таблиць, 33 рисунки, 121 літературне джерело.

Об'єкт та методи досліджень. Об'єктом комплексних досліджень були 18 варіантів трикотажних полотен футерного переплетення на базі платувальної гладі, виготовлених із текстурованих поліефірних ниток (типу мелан), поліефірних текстурованих ниток і бавовняної пряжі та із текстурованих поліамідних ниток (типу еластик) і бавовняної пряжі. Полотна були вироблені на ЗАТ “Промінь” на круглов'язальній машині 20 класу фірми “Майєр” (ФРН).

Для порівняння властивостей нових варіантів полотен також було вироблено та досліджено полотно, з якого тепер виготовляють тренувальні спортивні костюми.

Волокнистий склад цього полотна:

платувальна нитка - змішана пряжа (бавовна - 52%, нітрон - 21%, віскозних волокон - 8% та вовни - 19%);

грунтова нитка - бавовняно - сіблонова пряжа (50 : 50);

футерна нитка - бавовняна пряжа.

В роботі використано методи досліджень трикотажних полотен, які передбачені чинними стандартами, а також авторські розробки: методику багаторазового прання полотен, методику світлостаріння, методику вивчення зношування полотен під дією прання і світла, методику оцінювання формостійкості полотен показниками початкової зони розтягування тощо.

Для оцінювання впливу волокнистого складу полотен, окремих параметрів їх будови і способів обробки на основні властивості виробів були обрані показники напівциклових характеристик, стійкості до витирання, одноциклові характеристики, показники усадки та комплексних оцінок.

Запропоновано новий метод оцінки формостійкості трикотажних полотен за початковою зоною розтягування, як значно швидший за тривалістю і більш економний.

Зношування трикотажних полотен спортивного призначення моделювалося шляхом їх опромінення джерелами штучного світла, багаторазовим пранням, а також комплексною дією опромінення і прання. Оцінка змін властивостей полотен під дією названих чинників проводилася за допомогою вищезгаданих критеріїв.

Для проведення лабораторних досліджень зношування полотен під впливом штучної інсоляції було підібране джерело світла, яке за своїм спектром наближається до спектра сонця (ртутно-кварцева лампа ПРК-2). Тривалість опромінювання 1,3 і 6 годин, відстань до взірця - 60 см. Прання проводили в пральній машині “ Рига-93 ” за режимом: замочування 10 хв., прання в мильно-содовому розчині - 30 хв., за температури 40-45⁰ С, модуль ванни 1:6, полоскання, віджимання, сушіння.

Для дослідження змін в молекулярній та надмолекулярній структурі поліефірних і поліамідних волокон використано рентгеноструктурний аналіз та електронну мікроскопію.

Обробка одержаних результатів досліджень проводилася з застосуванням пакету прикладних програм “ Статистика ” для персональних комп'ютерів.

Блок - схема комплексних досліджень наведена на рис. 1.

2. Основні результати роботи

У першому розділі наведено літературний огляд робіт щодо зношування та формостійкості трикотажних полотен і виробів

У другому розділі викладено результати досліджень з питань зносо- і формостійкості нових полотен і дана комплексна оцінка їх якості.

У роботі наведені результати експериментальних досліджень впливу волокнистого складу, будови і обробки полотен на показники напівциклових характеристик, стійкості до витирання, одноциклових характеристик, початкової зони розтягування. Одержані результати показали, що найбільш суттєвий вплив на зміну цих показників має волокнистий склад і щільність в'язання. Так, зміна покривної і грунтової ниток зі змішаної пряжі (вар. 19) на поліефірні текстуровані нитки (вар. 4) привела до підвищення розривного навантаження по вертикалі в 1,2 раза, а на поліамідні текстуровані нитки (вар. 18) - в 3,2 раза. Зі збільшенням щільності в'язання підвищується міцність і стійкість до витирання полотен. Для виявлення впливу щільності і інших характеристик структури на міцність до розтягування визначено розрахункове розривне навантаження на один петельний стовпчик та петельний ряд.

Формостійкість досліджуваних полотен оцінювалася показниками одноциклових характеристик, початкової зони розтягування і усадки. Навантаження під час визначення складових часток деформації розтягування становило 5% від розривного навантаження.

Внаслідок проведених досліджень встановлено, що волокнистий склад і щільність в'язання суттєво впливають на величину повної деформації і її складові частки. Найвищі пружно - еластичні властивості має полотно вар.4; введення бавовняної футерної нитки (вар. 10) хоч і знижує пружно - еластичні властивості, але ці зміни незначні. Залишкова деформація найбільша у полотна вар. 18., а найменша у полотна вар. 4, що зумовлено високо-еластичними властивостями поліефірних ниток.

Проведені пошукові випробування з метою винайдення для оцінки формостійкості полотен більш прийнятного критерію. На нашу думку, таким критерієм оцінки формостійкості може бути початкова зона розтягування зразка.

Цей показник найвищий у еталонного полотна (вар. 19), тобто воно є найменш формостійким. Показники вибраної і визначеної напівциклової характеристики корелюють з показниками часток пружної деформації і є придатними для оцінки формостійкості.

Вибрані такі фактори модельованого зношування: повторне багаторазове прання, штучна інсоляція, а також комплексна дія вказаних факторів. Ступінь зношування полотен під впливом цих факторів оцінювали показниками міцності, стійкості до витирання, формостійкості і усадки. Досліджувалися полотна однакової структури, але різного волокнистого складу і обробки.

Встановлено, що полотна з покривною поліамідною текстурованою ниткою характеризуються найбільш високою стійкістю до багаторазового прання порівняно з іншими полотнами. Найбільший темп руйнування має еталонне полотно (вар. 19). Доведено, що темп пониження міцності поліамідно-бавовняних полотен (вар. 18) під дією інсоляції значно вищий, ніж поліефірно-бавовняних (вар. 10) і порівняльного (вар. 19) полотен (рис. 2). Слід зауважити, що опромінюються переважно покривні і частково грунтові нитки, тому руйнування пояснюється змінами надмолекулярної структури цих волокон і ниток під впливом інсоляції.

Проведені дослідження показали, що комплексна дія інсоляції і прання приводить до більш суттєвих змін міцності і стійкості до витирання полотен. Так, поліефірні полотна (вар. 4) мають найкращі показники і зовнішній вигляд. В поліефірно-бавовняних полотнах (вар. 10) ці показники суттєво не знизилися. Що стосується поліамідно-бавовняних полотен (вар. 18), то, незважаючи на низьку стійкість поліамідних волокон до опромінювання і досить велике пониження розривного навантаження - на 30 %, за абсолютними даними міцність складає після 6 год. інсоляції і 60- ти разового прання по вертикалі 693 Н, а по горизонталі 450 Н, що майже у два рази перевищує відповідні показники полотна вар.10. При цьому слід мати на увазі, що лінійна густина поліамідних ниток (10 текс х 2) майже в 2 рази більша, ніж поліефірних ниток (11 текс), що приводить до значного підвищення розривного навантаження трикотажу із поліамідних ниток.

За показником стійкості до витирання після модельованого комплексного зношування поліамідно-бавовняне полотно (вар. 18), незважаючи на високий темп руйнування від дії інсоляції, в 13 разів перевищує еталонне. Що стосується порівняльного полотна (вар. 19), то внаслідок повторного прання і особливо комплексної дії інсоляції і прання товщина його і щільність спочатку зросли, а потім в міру випадання частинок волокон полотно потоншало, стійкість до витирання знизилася, полотно стало повстяним з пілями.

Проведені дослідження показали, що найбільші зміни показників пружно-еластичних властивостей в полотнах мали місце в процесі комплексної дії факторів зношування. Встановлено, що в процесі комплексної дії інсоляції і прання поліамідно-бавовняне полотно (вар. 18) за показником пружної частки деформації не поступається порівняльному взірцеві, а за показником залишкової частки деформації є значно кращим за нього.

Той факт, що зниження частки пружної деформації в полотні вар. 18 після 6 год. інсоляції та 60 - ти разового прання не перевищує 25%, свідчить про те, що ці полотна характеризуються також достатньо високою формостійкістю в реальних умовах експлуатації спортивного одягу і можуть бути разом з полотном вар. 10 рекомендовані для пошиву спортивного одягу.

При порівнянні змін показників початкової зони розтягування і частки пружної деформації полотен в умовах модельованого зношування також доведено, що полотна вар. 10 і 18 мають високу формостійкість.

З метою вияснення впливу волокнистого складу і будови полотен на їх усадку в процесі прання були визначені відповідні характеристики після 1-го, 5-ти, 15-ти, 30-ти та 60-ти разового прання. Величина і характер усадки по вертикалі і притяжки по горизонталі змінювалися залежно від волокнистого складу, щільності в'язання, обробки полотен і кількості прання.

Виходячи з того, що погіршення механічних властивостей і формостійкості полотен тісно пов'язане з надмолекулярною структурою волокон, виникла необхідність вияснити, як умови зношування впливають на зміни згаданих параметрів волокон і встановити, які з них відповідальні за зниження механічних властивостей полотен. Для цього нами були зняті рентгенограми неопромінених та опромінених поліефірних волокон і визначені основні параметри їх надмолекулярної структури.

Результати досліджень дозволяють вважати, що в процесі опромінення і прання відбуваються зміни переважно на поверхні волокна і в аморфних міжфібрилярних і внутрішньофібрилярних ділянках і не пов'язані зі змінами параметрів їх кристалічної структури. Використання електронно-мікроскопічного методу дослідження дозволило виявити характерні особливості в механізмі руйнування поліефірних і поліамідних волокон під впливом різних факторів зношування.

Ця залежність описується рівняннями кривих та значеннями коефіцієнта детермінації R (%) варіантів:

y₁₀ = 7,80 - 6,08 * exp (-0,30x), R = 99,49 %;

y₁₈ = 9,50 - 0,57 * exp (-0,35x), R = 99,994 %;

y₁₉ = 30,82 - 21,40 * exp (-0,10x), R = 96,74 %;

y_10' = - 2,31 + 0,76 * exp (-0,11x), R = 98,448 %;

y_18' = - 4,99 + 1,08 * exp (-0,19x), R = 99,731 %;

y_19' = - 10,94 + 4,04 * exp (-0,08x), R = 97,60 %.

З метою визначення впливу волокнистого складу і структури нових полотен на їх зносо- і формостійкість було співставлено комплекс їх властивостей до і після дії на полотна різних факторів зношування. Для вивчення комплексного показника застосували метод трикутника Мехельса, який дозволяє одночасно враховувати зміни декількох основних властивостей.

У зв'язку з тим, що за показниками зносостійкості і формостійкості полотна вар.10 і 18 в умовах модельованого зношування відрізняються, що утруднює зробити висновок про переваги і недоліки цих полотен, виникла необхідність в розрахунку комплексного показника добротності полотен з урахуванням вагомості узагальнених показників: зносостійкості (0,45) і формостійкості (0,20) за формулою:

К = З^а х Ф^в,

де а і в - вагомість показників,

З - узагальнений показник зносостійкості,

Ф - узагальнений показник формостійкості.

За комплексним критерієм добротності полотно вар. 18 після дії різних факторів зношування найкраще, друге місце займає полотно вар. 10. Даний метод можна рекомендувати для визначення і конкурентоспроможності нових текстильних матеріалів.

Висновки та рекомендації

В результаті аналізу асортименту продукції провідних трикотажних підприємств України встановлено, що наявні полотна значною мірою не відповідають сучасним вимогам і попиту споживачів.

В основу розробки та виготовлення нового асортименту трикотажних полотен були покладені узагальнені вимоги споживачів - експертів до спортивних костюмів, а саме: привабливий зовнішній вигляд, достатня міцність та зносостійкість, еластичність та формостійкість, відповідність вимогам гігієни тощо.

Встановлено, що основними факторами зношування трикотажних полотен є багаторазові розтягування і витирання, при цьому суттєвий вплив на стійкість до витирання полотен однакової будови має волокнистий склад та лінійна густина покривної нитки, а також щільність в'язання. Так, полотна поліамідно-бавовняні за показниками стійкості до витирання значно перевищують однотипні поліефірно-бавовняні полотна і порівняльний взірець зі змішаної пряжі.

Доведена доцільність використання початкової зони розтягування трикотажних полотен із текстурованих синтетичних ниток для оцінки їх формостійкості..

Встановлено, що більш інтенсивно руйнуються полотна під комплексною дією інсоляції і прання. Проведені дослідження показали, що трикотажні полотна з поліефірних ниток є найбільш зносостійкими в процесі модельованого зношування. Вони добре зберігають зовнішній вигляд. За абсолютними показниками міцності після комплексної дії прання і інсоляції трикотажні полотна з покривними поліамідними текстурованими нитками більшої товщини майже у 2 рази перевищують показники полотен із покривними поліефірними текстурованими нитками.

Дослідження стабільності лінійних розмірів експериментальних полотен в процесі модельованого зношування показало, що досягнення межі їх усадки (притяжки) відбувається протягом перших 10-ти разів прання, що свідчить про досить високу їх формостійкість до багаторазового прання.

Використання рентгеноструктурного аналізу і електронної мікроскопії для дослідження змін в молекулярній і надмолекулярній структурі поліефірних і поліамідних волокон дозволило виявити ступінь і характер їх деструкції в процесі модельованого зношування.

Економічна ефективність від випуску 1 кг запропонованих полотен спортивного призначення становить для поліамідно-бавовняного полотна - 12,9 грн., а для поліефірно-бавовняного полотна - 9,4 грн.

Основні положення дисертації опубліковані у таких працях

Креденець Н.Д. Новий метод визначення формостійкості трикотажних полотен спортивного призначення. / Матеріали конференції професорсько-викладацького складу і аспірантів ЛКА за підсумками науково-дослідної роботи у 1996 році. - Львів: ЛКА, 1997-С. 244-245.

Креденець Н.Д., Пугачевський Г.Ф. Вплив будови трикотажних полотен на фізико-механічні властивості спортивного одягу // Легка промисловість -1997. -№ 1.-С. 60.

Креденець Н.Д. Залежність повітропроникності трикотажних полотен від будови і умов модельованого зношування // Легка промисловість 1997.-№4. - С. 47-48.

Креденець Н.Д. Вплив модельованого зношування на стійкість до витирання нових видів трикотажних полотен спортивного призначення. / Торгівля, комерція, підприємництво. Збірник наукових праць. № 1.-Львів: ЛКА, 1998, - С. 238-240.

Креденець Н.Д. Дослідження змін надмолекулярної структури поліефірних і поліамідних волокон у процесі модельованого зношування. / Вісник ЛКА. Серія товарознавча. Випуск 3. - Львів: ЛКА, 1999. - С. 40-44.

Размещено на Allbest.ru