Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности

1. Тангенциальное сопротивление (трение). Проявление сил тангенциального сопротивления в текстильных материалах

Многие показатели свойств текстильных материалов, такие, как сопротивление истиранию, устойчивость нитей к раздвиганию в швах, осыпаемость нитей из срезов ткани, прочность и растяжимость, распускаемость трикотажа, и др. в значительной степени определяются силами внешнего трения при контактном взаимодействии материалов, нитей и волокон, формирующих эти материалы. От трения зависят условия выполнения и параметры многих технологических операций изготовления швейных изделий (настилания материалов и их разрезания, стачивания на швейных машинах), а также выбор конструкций швов, методов обработки открытых срезов материалов и т.д. В зависимости от трения определяется назначение материала. Например, в качестве подкладки используют материалы с малым тангенциальным сопротивлением.

Таким образом, трение текстильных материалов играет важную роль в технологии швейного производства и оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики этих материалов.

Сила, противодействующая относительному перемещению одного тела по поверхности другого в плоскости их соприкосновения, называется силой трения скольжения. Основной количественной характеристикой трения является коэффициент трения скольжения µ = F/N, где F -- сила трения; N -- сила нормального давления.

Существенное влияние на проявление сил трения скольжения оказывают состояние поверхности материалов, давление между ними, скорость приложения нагрузки, время контакта, температура, влажность и т.д. Кроме того, трение скольжения всегда сопровождается выделением теплоты, явлениями трибоэлектричества.

Природа трения при контактных взаимодействиях твердых тел очень сложна. Большинство материалов имеет неровную шероховатую поверхность. При соприкосновении такие поверхности контактируют в основном выступающими участками. При увеличении давления эти участки сплющиваются и в зависимости от природы материала, характера поверхности возможно межатомное или межмолекулярное взаимодействие, сваривание в точках контакта.

Согласно современным представлениям (И.В. Крагельский, Г.М.Бартенев и др.) возникновение сил трения обусловливается проявлением фактического контакта двух соприкасающихся поверхностей и нарушением этого контакта при скольжении. Внешнее трение твердых тел имеет двойственную (молекулярно-механическую и адгезионно-деформационную) природу.

И.В. Крагельский предложил молекулярно-механическую теорию, согласно которой проявление сил трения есть результат механического и молекулярного взаимодействий соприкасающихся поверхностей. При соприкосновении материалов, имеющих микронеровности, выступы и углубления, возникают фрикционные связи, обусловленные взаимным сцеплением неровностей, молекулярным взаимодействием на участках совпадающих микроскопических выступов или поверхностным взаимодействием. Природа этих связей зависит от вида материала и носит вязкоупругий характер. Площадь контактов, обусловленных этими связями, обычно очень мала, значительно меньше площади соприкосновения материалов.

Таким образом, суммарные силы трения определяются двумя основными факторами: силами межмолекулярного взаимодействия и силами механического сцепления материалов, действующими не по всей поверхности соприкосновения материалов, а только на площади их фактического контакта. При условии действия сил сцепления наряду с силами трения скольжения суммарная сила представляет собой силу тангенциального сопротивления. Так как текстильные материалы характеризуются крайне неровной шероховатой поверхностью, имеющей глубокие впадины и выступы, то во всех случаях соприкосновения этих материалов будет проявляться сила тангенциального сопротивления.

Связями, действующими в зоне контакта, определяется элементарная сила тангенциального сопротивления т, которая может быть представлена следующим образом:

сила трение текстильный

т = б + ?n,

где б и ? -- коэффициенты, зависящие от природы соприкасающихся поверхностей; п -- элементарная нормальная сила.

Суммируя все элементарные силы тангенциального сопротивления на всей поверхности фактического контакта площадью S_Ф, получаем

T₀ = ?т = бSф + ?N.

где бSф -- сила сцепления; ?N -- сила трения скольжения; N -- общая величина нормального давления.

Основная характеристика, определяющая тангенциальное сопротивление, -- коэффициент тангенциального сопротивления f_Т.С, представляющий собой отношение сил тангенциального сопротивления (или трения) Т₀ к величине нормального давления N, т.е.

f_Т.С = T0/N.

Подставив в формулу значение Т₀ = бSф + ?/N, получим соотношение

f_Т.С = бSф /N + ?.

Расчеты силы тангенциального сопротивления для реальных условий представляют большие сложности. Поэтому в практике принято значение коэффициента тангенциального сопротивления определять экспериментально. Существует несколько методов определения этого коэффициента. Наиболее простым и широко применяемым для текстильных материалов является метод наклонной плоскости, при котором трение поверхности материала определяют следующим образом.

На наклонной плоскости укрепляют испытываемый материал. Колодку обтягивают таким же материалом. Изменяя угол у, фиксируют его величину, при которой колодка весом т_к начинает перемещаться. Сила тангенциального сопротивления Т₀ и сила нормального давления N соответственно равны:

Т₀ = m_K siny; N= ь\m_K cos у.

Таким образом,

f_Т.С = T0/N = m_K siny/(m _Kcosy) = tgy.

Коэффициент тангенциального сопротивления для различных тканей 0,3-- 1. Он зависит от многих из указанных выше факторов, а также от волокнистого состава и вида нитей, переплетения и плотности материала и т.д.

Для определения силы тангенциального сопротивления текстильных материалов в КТИЛПе разработано приспособление к разрывной машине, в котором использован зажим Эдерлея для текстильных волокон. При испытании материалов с применением этого приспособления показателем силы тангенциального сопротивления служит усилие, необходимое для смещения пробы относительно губок зажима.

2. Строение текстильных нитей и швейных ниток

Структурными элементами всех текстильных материалов (тканей, трикотажных и нетканых полотен, лент, тесьмы, кружев, швейных ниток и др.) являются текстильные волокна и нити. Согласно ГОСТ 13784--94 текстильное волокно (textile fibre) -- это протяженное тело, характеризующееся гибкостью, тониной и пригодное для изготовления нитей и текстильных изделий. Элементарное волокно (elementary fibre) представляет собой единичное неделимое текстильное волокно. Штапельное волокно (stable fibre) -- это элементарное волокно ограниченной длины. На практике штапельным называют в основном химическое волокно, а натуральным -- просто волокно. Элементарная текстильная нить (filament) отличается от штапельного волокна практически неограниченной длиной, рассматриваемой как бесконечная. Комплексное волокно (complex fibre) состоит из продольно соединенных между собой элементарных волокон.

Для изготовления текстильных материалов используют большое количество волокон и нитей, различающихся по химическому составу, строению и свойствам.

Вид и свойства текстильного волокна -- важнейшие факторы, определяющие основные физико-механические свойства, внешний вид, износостойкость текстильных материалов и влияющие на параметры технологического процесса изготовления швейных изделий.

По волокнистому составу одежные швейные нитки могут быть хлопчатобумажными, синтетическими, из натурального шелка и льняными.

Хлопчатобумажные и синтетические швейные нитки вырабатывают в соответствии с требованиями ГОСТ 6309 -- 93.

Хлопчатобумажные нитки для пошива изделий из тканых и не тканых материалов (далее -- хлопчатобумажные швейные) выпускают матовыми и глянцевыми марок: «Экстра», «Прима» в 3 сложения, «Прочные» в 4 и 6 сложений.

Условное обозначение (торговые номера) ниток «Экстра «Прима» в 3 сложения 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80; ниток «Прочные» в 4 сложения 30, 50, 60, 80; ниток «Прочные» в 6 сложений 10 20, 30, 40, 50, 60, 80.

Хлопчатобумажные нитки для пошива изделий из трикотажных полотен (далее -- хлопчатобумажные трикотажные) выпускают в 3 сложения условных обозначений 40, 50, 60 и 80.

Технологический процесс изготовления хлопчатобумажных швейных ниток состоит из ряда операций: трощения -- соединения двух или трех нитей исходной пряжи (гребенной или кардной); скручивания в направлении Z или S; отваривания; крашения (в черный или другой цвет) или отбеливания; отделки матовой для придания слабого блеска (покрывают тонкой пленкой парафина или воска) или глянцевой для придания сильного блеска (покрывают крахмальным аппретом).

Окончательная крутка швейных ниток должна иметь направление, противоположное направлению предшествующей крутки. Это делает структуру ниток стабильной и монолитной.

Различают нитки: однокруточные, получаемые окончательным скручиванием исходных нитей (пряжи) в 2 или 3 сложения; двухкруточные, получаемые предварительным скручиванием исходных нитей в 2 или 3 сложения, а затем окончательным скручиванием этих нитей в 2 сложения; армированные.

Синтетические нитки для пошива изделий из тканых и нетканых материалов (далее -- синтетические швейные) имеют следующие условные обозначения:

армированные с хлопковой оплеткой -- 25лх, Зблх, 44лх (в 2 сложения);

армированные с полиэфирной оплеткой -- 25лл, 35лл, 45лл (в 2 сложения);

из комплексных полиэфирных нитей -- 22л, 30л, 33л, 37л, 47л, 55л (в 2 или 3 сложения);

из комплексных полиамидных нитей -- 50к (шв) (в 3 сложения);

из "полиэфирных текстурированных нитей -- 24лт, 37лт (в 2 сложения).

Нитки вырабатывают правого и левого направлений окончательной крутки, однокруточными и двухкруточными. Хлопчатобумажные и синтетические швейные нитки выпускают суровыми, белыми, цветными и черными. Хлопчатобумажные трикотажные швейные нитки бывают суровые и белые. Выпускают мерсеризованные и немерсеризованные бумажные швейные нитки. При заключительной отделке хлопчатобумажные и синтетические швейные нитки по заказу потребителей парафинируют (П), обрабатывают составами, включающими кремнийорганические соединения (КОС), или другими составами, улучшающими пошивочные свойства.

Глянцевые хлопчатобумажные швейные нитки должны быть покрыты аппретом, содержащим крахмал или другие клеящие вещества, обеспечивающие гладкую, блестящую поверхность ниток.

Хлопчатобумажные матовые и глянцевые нитки и армированные нитки с хлопковой оплеткой по заказу потребителя обрабатывают биоцидами (Т). Парафинирование ниток с биостойкой фун-гицидной отделкой не допускается.

Нитки из натурального шелка вырабатываются из шелка-сырца, который подвергается двум следующим друг за другом процессам кручения в направлениях S и Z с соответствующим сложением нитей, согласно ГОСТ 1674-77 и ГОСТ 22665-83.

По физико-механическим и химическим показателям нитки должны соответствовать нормам, указанным в стандартах на эту продукцию. Устойчивость окраски крученых шелковых ниток также должна соответствовать требованиям, указанным в стандарте на эту продукцию.

Нормированная влажность шелковых ниток 9 %.

Масса шелковых ниток, г: 50--100 в мотках, 400 -- 700 на бобинах.

В единице продукции (моток, бобина) условной массы 100 г может быть узлов или несвязанных мест, не более: 8 для ниток 3 и За, 10 для ниток 7 и 7а.

В шелковых нитках не допускаются следующие пороки внешнего вида: неравномерная крутка (недокрут, перекрут); штопорность; пропуск составляющей нити при второй крутке; мшистость; загрязненность; шишки; непрокрас; резкая разнооттеночность.

Изготовитель проводит 100%-ную проверку качества ниток по порокам внешнего вида, потребитель осматривает не менее 10% поступившей партии.

Обозначение швейных ниток из натурального шелка (ГОСТ 22665 -- 83), их структура и показатели физико-механических и химических свойств представлены в стандарте на эту продукцию.

Нормированная влажность ниток 9%, устойчивость окраски должна соответствовать 3 -- 5 баллам.

На бобинах условной массы 500 г допускается не более 15 обрывов (несвязанных концов). В мотках условной массы 100 г может быть не более 7 узлов.

В шелковых нитках не допускаются следующие пороки внешнего вида: смешивание нитей разных линейных плотностей; нарушение числа сложений; сукрутины; нескрученные участки ниток; загрязненные участки ниток; штопорность; масляные пятна; шишки (шишки на одиночных нитях шелка-сырца не учитываются); непрокрас ниток; узлы при перемотке (на катушках и патронах).

На льняные однокруточные, однокруточные льняные с химическими волокнами и многокруточные льняные нитки, предназначенные для изготовления продукции технического и бытового назначения, распространяется ГОСТ 14961--91.

Однокруточные нитки изготовляют из льняной пряжи сухого, полумокрого и мокрого способов прядения, из льняной пряжи с химическими волокнами мокрого способа прядения по ГОСТ 10078--85 и нормативному документу. Нитки должны иметь крутку в направлении, обратном направлению крутки одиночной пряжи.

Многокруточные нитки изготовляют с направлением крутки ZSZ скручиванием однокруточных льняных ниток, выработанных из пряжи lvoKporo способа прядения группы ВЛ.

3. Определение устойчивости окраски материалов к различным видам воздействий. Шкалы серых и синих эталонов окраски

Ткани по устойчивости окраски должны соответствовать нормам, установленным ГОСТ 28000-88 (шерстяные), ГОСТ 29298 -- 92, ГОСТ 21790-93, ГОСТ 29223-91, ГОСТ 11518-88 (хлопчатобумажные), ГОСТ 10138-93 (льняные), ГОСТ 7779-75 и ГОСТ 20272-96 (шелковые).

По устойчивости окраски вырабатываемые ткани подразделяются на несколько видов. Так, шелковые, хлопчатобумажные и шерстяные ткани выпускаются обычной (ОК), прочной (ПК) и особо прочной (ОПК) устойчивости окраски; льняные ткани -- прочной (ПК) и особо прочной (ОПК) устойчивости окраски.

Устойчивость тканей к различным физико-химическим воздействиям проверяют при лабораторных испытаниях, проводимых согласно ГОСТ 9733.0 --83 --ГОСТ 9733.27 -- 83, и оценивают в баллах путем сравнения испытываемых проб с эталонами. В качестве эталонов служат шкалы синих и серых эталонных окрасок. Один образец каждой шкалы имеет первоначальную окраску, а другие образцы -- окраски, отличающиеся в определенной степени от первоначальной с оценкой в баллах. При этом, чем устойчивее окраска, тем выше балл.

Шкала синих эталонных окрасок предназначена для определения степени изменения первоначальной окраски ткани от воздействия света, погоды и позволяет оценить устойчивость окраски 1--8 баллами (8 баллов -- высшая степень устойчивости окраски).

Первая шкала серых эталонных окрасок служит для определения степени изменения первоначальной окраски ткани от других физико-химических воздействий и дает возможность оценивать устойчивость окраски 1 -- 5 баллами (5 баллов -- высшая степень устойчивости окраски). По второй шкале серых эталонных окрасок оценивают степень окрашивания белого материала при тех же воздействиях 1--5 баллами.

Для тканей, имеющих особо прочную окраску, установлены более высокие нормативы (т.е. более высокие баллы), чем для тканей, имеющих прочную или обычную окраску. Так, шерстяные ткани, окрашенные в темные тона, должны иметь показатель устойчивости обычной окраски к свету 5 баллов, прочной -- 6 и особо прочной -- 7 баллов.

Стандартные показатели устойчивости окраски гладкокрашеных, пестротканых или печатных (кроме шерстяных) тканей к различным видам физико-химических воздействий указываются в баллах и являются гарантийными. Устойчивость окраски хлопчатобумажных, льняных и шелковых тканей ниже нормы, указанной в стандарте, не допускается. Для шерстяных тканей II сорта допускается отклонение в группе обычной устойчивости окраски от нормы на 1 балл по одному или двум различным видам воздействий при условии, что показатели устойчивости окраски по этим видам воздействий составляют не менее 3 баллов.

Литература

1.Б.А. Бузов, Н. Д. Алыменкова - Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности. 2004г.

2.Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качества. Гущина К.Г. 1984г.

Размещено на Allbest.ru