Файл: Третьякова, Н. Я. Товароведу об оценке качества одежды.pdf

Формула, устанавливающая зависимость между ука­ занными величинами

у __ У н (1 + 0,01 hi) + (и2— И]) 1 + 0,01 и2

позволяет расчленить усадку ткани на составляющие ве­ личины и вскрыть истинные причины этого процесса. Пос­ ле соответствующих преобразований формул (6, 9, 10) была получена формула для расчета доли усадки ткани (ДУТ), происходящей вследствие увеличения избыточной длины нитей в ткани, т. е. их изгиба.

Доля усадки ткани, происходящей вследствие укоро­ чения нитей в ткани, определяется по формуле

Совпадение величин усадки ткани, рассчитанных по формулам (6 и 10), зависит от точйости измерения раз­ меров тканей и нитей. Наиболее правильные результаты получаются при измерении расправленной без натяжения ткани; нити осторожно вынимают из ткани и нераспрямленными проектируют на экран с последующим измере­ нием их длины с помощью курвиметра.

Указанные формулы и точные методы позволили вы­ явить основные причины усадки тканей и установить до­ лю каждого составляющего фактора в усадке суровых и готовых тканей.

Полная усадка тканей проявляется только после мно­ гократных стирок и происходит по следующим причинам:

вследствие исчезновения эластической деформации во­ локон, нитей и тканей, растянутых в предшествующих процессах Их выработки;

вследствие набухания волокон, вызывающего увеличе­ ние диаметра нитей, составляющих ткань, и изменение их изгиба в ткани; при этом наибольшее изменение из­ гиба наблюдается по. наиболее распрямленной системе нитей.

В процессах переработки волокно, пряжа, ткань и дру­ гие текбтильные материалы подвергаются различного ро­ да деформациям, резко изменяющим их первоначальное состояние.

4 5

Так, если к текстильному материалу приложить‘ на­ грузку, меньшую, чем разрывная, то он начинает дефор­ мироваться (растягиваться). При этом, как правило, в начальный период приложения нагрузки происходит зна­ чительная деформация. С течением времени деформация постепенно затухает и по достижении определенной вели­ чины, соответствующей заданной нагрузке, деформация прекращается, т. е. устанавливается равновесное состоя­ ние. После освобождения материала от действия нагрузки в нем нарушается равновесное состояние и наблюдается процесс обратной деформации и установления вновь рав­ новесного состояния.

Процессы, протекающие во времени и приводящие к установлению равновесного состояния, называются ре­ лаксационными.

Релаксационные явления в текстильных материалах наблюдаются при всех типах деформаций — растяжении, изгибе, сжатии. Эти явления в текстильных материалах оказывают большое влияние на их поведение как в про­ цессах изготовления из них швейных'изделий, так и при эксплуатации последних.

Релаксационный характер деформации объясняется наличием эластической деформации. Упругая и эласти­ ческая деформация являются обратимыми, пластиче­ ская— это необратимая часть полной деформации.

Чем больше доля упругой и эластической деформации в полной деформации, тем лучше изделие из этого мате­ риала сохраняет размеры и форму. Преобладание пла­ стической (остаточной) части полной деформации мате­ риала приводит к быстрому изменению размеров и фор­ мы швейного изделия в процессе его носки.

Особенности строения нитей, составляющих материа­ лы, а также структура (ткани, трикотажа, нетканого ма­ териала) оказывают существенное влияние на их дефор­ мационную способность. Сетчатое строение тканей, петельное строение трикотажа и нетканых материалов обусловливают образование многочисленных связей: внешних, зависящих от особенностей строения материала, и внутренних, обусловленных особенностями строения ни­ тей и волокон. При переплетении между нитями в ткани возникают силы трения и сцепления. В точках контакта уточных и основных нитей эти силы значительно возрас­ тают. Структура ткани представляет собой пространст­

46

венную решетку, форма и размеры которой в значитель­ ной степени определяют способность ткани деформиро­ ваться. В зависимости от вида переплетения и фазы строения изменяются изгиб и взаимное расположение ни­ тей основы и утка, а также углы их обхвата. Все эти внешние силы оказывают влияние на деформационную способность ткани. Наряду с внешними связями в ткани образуются внутренние связи, определяемые силами тре­ ния и сцепления между волокнами в пряже (нитях), а также межмолекулярными связями в волокнах.

При действии нагрузки, особенно в начальный период, деформационная способность ткани характеризуется сте­ пенью развития внешних связей и определяется главным образом теми изменениями, которые происходят в ее гру­ бой структуре. С развитием деформации вступают в дей­ ствие внутренние связи.

В трикотаже внешние силы определяются силами тре­ ния и сцепления, возникающими между нитями петель. Благодаря петельному строению трикотажа его внеш­ ние связи несколько слабее и подвижнее, чем в ткани. При приложении усилия к трикотажу изменяются форма и размеры петель, отдельные участки нити в петлях рас­ прямляются, другие — изгибаются.

И. И. Шалов1считает, что удлинение трикотажа, осо­ бенно в первый период растяжения, происходит главным образом из-за изменений в его грубой петельной структу­ ре. Только при нагрузках, близких к разрывным, начина­ ется удлинение нитей.

Деформационная способность нетканых материалов в силу специфики строения несколько отлична от тканей и трикотажа. Для прошивных материалов внешние связи определяются главным образом силами трения и сцепле­ ния волокон, образующих материал. Поэтому величины этих сил зависят от расположения волокон в материале (ориентированное или неориентированное), вида волокон, способа прошивки и т. и.

Для клеевых нетканых материалов внешние связи, кроме того, в значительной степени дополняются склеи­ ванием отдельных волокон связующим веществом. Де­ формационная способность нетканых клеевых материалов

1 См. Ш а л о в II. II. Усадка трикотажа, М., Гизлегпром, 1958.

47

зависит от силы склеивания и имеет много общего со свойствами полимеров.

Упругая деформация (мгновенно проявляющаяся) — часть полной деформации текстильных материалов — яв­ ляется следствием проявления энергии, вызванной упру­ гим (обратимым) изменением связей. Это результат не­ значительного изменения внешних связей и некоторой части' внутренних связей, определяемых силами трения и сцепления между волокнами.

Эластическая деформация — изменяющаяся во време­ ни часть полной деформации. Возникновение этой части обратимой деформации объясняется тем, что связи, про­ явившиеся в первый момент в образовании упругой де­ формации со временем действия статической нагрузки, продолжают накапливать энергию. Данный процесс, про­ текающий во времени, приводит к образованию эластиче­ ской деформации. Нарушение ранее действовавших свя­ зей, очевидно, вызывает образование новых связей, кото­ рые в первый момент проявления пополняют упругую деформацию, затем участвуют в образовании эластиче­ ской.

Пластическая деформация — часть полной, образую­ щаяся вследствие необратимого изменения (нарушения) внешних и внутренних связей. Под действием нагрузки в результате накапливания внутренней энергии связей про­ исходит их нарушение, сопровождающееся перегруппи­ ровкой элементов структуры материала: вначале вслед­ ствие смещения нитей н волокон и изменения структуры материала, а затем вследствие необратимой передвижки макромолекул и.их блоков в волокнах и нитях.

Особенности деформации текстильных материалов проявляются при их «отдыхе» после прекращения дейст­ вия груза.

Во влажном состоянии текстильные материалы рас­ тягиваются особенно легко, так как влага ослабляет меж­ молекулярные связи, в результате чего подвижность мо­ лекул, формирующих волокна, увеличивается. Поэтому неравновесность тканей, т. е. нарастание высокоэластических деформаций, увеличивается, особенно на всех пере­ ходах красильно-отделочного производства. Чем сильнее ткани пли формирующие их нити растянуты в процессе их переработки, тем выше неравновесность материала, тем энергичнее он релаксирует, освобождаясь от напряжен­

48

ного состояния, и, следовательно, тем больше его потен­ циальная способность к усадке. Обратный релаксацион­ ный процесс ускоряется под действием тепла и влаги, так как обусловливается тепловыми колебаниями, вызываю­ щими перемещение отдельных звеньев или цепей молекул. Влага и тепло способствуют более быстрому протеканию релаксационных процессов. При анализе причин усадки не следует отделять процесс релаксации от набухания, так как они тесно связаны и взаимно обусловливают друг друга.

При изучении причин усадки тканей важно было уста­ новить:

1)от чего происходит укорочение пряжи в ткани в процессе ее усадки?

2)от чего изменяется изгиб нитей в ткани?

3)какова доля этих факторов в усадке суровой и го­ товой ткани?

Прежде всего было исследовано влияние на величину усадки пряжи в ткани различных видов деформации, ко­ торые пряжа испытывает в процессе создания и отделки тканей.

Вприготовительных операциях к ткачеству наиболь­ шие деформации нити основы испытывают в процессе шлихтования, когда они вытягиваются во влажном состо­ янии. Исследование усадки ткани из нитей с разной сте­ пенью вытяжки при шлихтовании показало, что повы­ шение растяжения основной пряжи при шлихтовании увеличивает усадку суровой ткани в основном за счет укорочения в ней пряжи, но почти не отражается на ве­ личине усадки готовых тканей, изготовленных из пряжи с

разной степенью вытяжки. Это позволило сделать пред­ положение о различном механизме деформации волокон

ипряжи в суровой и готовой ткани.

Впроцессе создания суровой ткани напряжению под­ вергаются прежде всего нити и составляющие их волокна,

что обусловливает их большую усадку в суровой ткани. Поэтому в большинстве исследуемых суровых тканей в усадке вдоль основы преобладает доля, вызванная усад­ кой нитей (АУП= 0,6—0,7), которая для готовых тканей снижается до ДУП= 0,4—0,6. Это происходит потому, что при отделке напряжения, направленные вдоль ткани, прежде всего вызывают распрямление нитей основы, за­ тем изменение структуры пряжи и лишь после этого де-

4 9

формацию волокон. Это предопределяет величины обрат­ ного процесса усадки готовых тканей, зависящего меньше от усадки волокон, в определенной степени от изменения структуры нитей при растяжении и от их набухания ч больше от изменения изгиба нитей, что в свою очередь вызывает изменение структуры ткани и фаз ее строения. Все исследуемые ткани после усадки изменили фазу

Высказанные предположения подтверждаются дан­ ными об изменении усадки волокон пряжи и ткани по ос­ новным технологическим переходам.

Показатели табл. 8 свидетельствуют, что усадка исход­ ных волокон незначительная (0,4%), прядение ее сущест­ венно не изменяет, поэтому усадка пряжи (2%) и извле­ ченных из нее волокон (0,5%!) невелика.

Следовательно, основные причины усадки тканей за­ висят не от деформации исходного волокна и пряжи, т. е. напряжения в технологических процессах выработки во­ локна и переработки его в пряжу не имеют существенно­ го значения. Основная доля напряжения создается в тка­ честве п дополняется отделкой, где происходит резкое из­ менение структуры ткани (распрямление нитей основы), а также деформация пряжи.

Ткачество увеличивет усадку волокон в 6 раз (с 0,4 до 2,5%'), а отделка снимает их усадку. Однако волокна в

готовой ткани Неравновесны и их усадка в 3 раза больше усадки исходных волокон. Доля усадки волокон в общей усадке ткани вдоль основы мала и не превышает 0,1%’, что опровергает предположения ряда авторов, считавших основной причиной усадки тканей —усадку волокон.

Усадка пряжи по технологическим переходам изменя­ ется так же, как и усадка волокон, но доля усадки пря­ жи в общей усадке ткани более значительна. Так, исход­ ная пряжа имела усадку 2%', усадка пряжи в суровой ткани по основе равна 13,6%. При отделке часть имею­ щихся напряжений снимается и усадка пряжи в отварен­ ной ткани уменьшается до 4,1 %’- Дальнейшие операции отделки увеличивают деформацию пряжи, и ее усадка в готовой ткани возрастает до 5,7%’.

Суровая ткань имеет наибольшую величину усадки по

тканью в процессе ткачества, однако натяжение ткани з отделочных операциях препятствует полной релаксации напряжений суровой ткани за счет чрезмерного распрям­ ления и некоторого деформирования нитей основы, что создает дополнительную возможность к последующей усадке готовой ткани, отчего ее усадка возрастает.

В отделке ткань получает напряжения другого харак­ тера. Поэтому нельзя полностью отождествлять причины, вызывающие усадку суровых и готовых тканей. В усадке суровья преобладает доля, связанная с усадкой нитей, а в готовых тканях —доля, связанная с изменением изгиба нитей и вызывающая изменение их структуры (см. табл. 8). Этот фактор в наибольшей степени проявля­ ется под влиянием набухания волокон.

Набухание волокон, вызывающее увеличение диамет­ ра нитей и изменение формы их поперечного сечения, яв­ ляется не менее важной причиной усадки. Поперечник на­ бухших при смачивании волокон остается увеличенным и после их высыхания. Если до смачивания в большинстве случаев поперечное сечение нитей имеет эллиптическую форму, то в результате набухания оно становится круг­ лым. Это приводит к дополнительному изгибу нитей и уменьшению линейных размеров тканей, т. е. к их усад­ ке. Под действием влаги растянутые нити, освобождаясь от напряженного состояния, изгибаются. Вследствие на-, бухания нитей одной системы дополнительный изгиб по-

51