Исследование физико-механических, гигиенических и эксплуатационных свойств льняных декоративных композиционных материалов

Научно-технический прогресс в настоящее время практически немыслим без развития производства композиционных материалов, использование которых постоянно расширяется в различных отраслях народного хозяйства. Области применения композиционных текстильных материалов безграничны. Композиционный текстильный материал определенного целевого назначения в своей основе должен иметь «собственную идею» и выполнять возложенные на него функции [1].

На кафедре «ПНХВ» совместно с кафедрой «Химия» и ОАО «Витебский комбинат шелковых тканей» разработана технология получения текстильных композиционных материалов способом пропитывания тканого полотна аппретирующей композицией на плюсовках методом погружения полотна в ванну с последующим отжимом, сушкой и термофиксацией.

В результате проведенных ранее исследований разработаны рисунки ткацких переплетений для наработки текстильных композиционных материалов декоративного назначения, разработана технология производства тканей, а также установлены оптимальные технологические режимы заключительной отделки тканей из натуральных пряж и химических нитей с целью придания им специальных свойств в зависимости от их назначения. В условиях ОАО «ВКШТ» осуществлена наработка опытной партии тканых материалов с различными видами заключительной отделки, позволяющими создавать многофункциональные текстильные материалы, которые одновременно удовлетворяют множеству требований [1].

Целью данных исследований является оценка возможности использования новых видов текстильных композиционных материалов для производства обувных, галантерейных, декоративно-отделочных и мебельных изделий.

Свойства текстильных композиционных материалов зависят от сырьевого состава, структуры переплетения и свойств вырабатываемой ткани. В качестве сырья использовалась льняная пряжа 86 текс х 2 для утка и 110 текс для основы. Основные физико-механические показатели тканей для получения текстильных композиционных материалов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные физико-механические показатели тканей

Наименование показателя	Значение показателя
Линейная плотность нитей, текс: – основы	110
– утка	164
– кромки	110
Переплетение: – вариант 1	просвечивающее
– вариант 2	мелкоузорчатое
– вариант 3	комбинированное
Число нитей: – основы	1392
– кромки	24
– всего	1416
Плотность ткани, нит/10см: – по основе	86
– по утку	132
Поверхностная плотность, г/м2	238
Разрывная нагрузка, Н: – по основе	734
– по утку	425
Разрывное удлинение, мм: – по основе	10,8
– по утку	12,4

С целью расширения ассортимента и возможности использования текстильных композиционных материалов для производства салфеток-подставок (сетов), декоративных гобеленов и панно на образцы суровой ткани в производственных условиях РУПТП «Оршанский льнокомбинат» был нанесен печатный рисунок.

Полученные образцы тканого полотна были подвергнуты заключительной отделке специально разработанными аппретирующими композициями с целью получения многофункциональных композиционных материалов.

В зависимости от назначения (обувные, галантерейные, декоративноотделочные, мебельные) полученное тканое полотно подвергалось аппретированию разработанной полимерной композицией определенного состава. Аппретирование осуществляется способом пропитывания тканого полотна полимерной композицией на плюсовках методом погружения полотна в ванну с последующим отжимом, сушкой и термофиксацией на сушильно-ширильностабилизационной машине «Текстима 6595».

В качестве основных компонентов аппретирующего состава для получения специальных эффектов выбраны препараты фирмы «Клариант»:

– Appretan № 9616 жидкий – модификатор грифа, обеспечивающий перманентный эффект;

• –    Nuva FHN – придание текстильным материалам водо-, маслогрязеотталкивающих свойств;

• –    Пекофлам DPN-1 – антипирен;

• –    Диласофт TF – улучшает антистатические свойства.

Однако независимо от целевого назначения разрабатываемого текстильного композиционного материала, одним из основных его свойств является жесткость. Для материалов указанного назначения жесткость является важнейшим эксплуатационным и технологическим свойством.

Жесткость разработанным текстильным композиционным материалам придается в процессе заключительной отделки тканей способом пропитывания аппретом, основным компонентом которого является Appretan № 9616 жидкий. В зависимости от назначения готового материала требования к жесткости различны. Поэтому возникла необходимость исследовать зависимость жесткости от состава аппрета. Результаты исследований для композиционных материалов из льняных тканей представлены на рисунке 1.

Концентрация, г/л

Рисунок 1 – Зависимость жесткости материала от концентрации аппретирующего состава

Как видно, с увеличением концентрации Appretan № 9616 жесткость аппретированных тканей увеличивается. Оптимальная концентрация Appretan № 9616 выбирается в зависимости от назначения композиционного текстильного материала и предъявляемых к нему требований.

В результате опытной проработки полученных текстильных композиционных материалов в различного рода готовые изделия были установлены и рекомендованы оптимальные составы аппретирующих композиций, представленные в таблице 2.

Таблица 2 – Оптимальные составы аппретирующих композиций

Назначение материала	Состав и концентрация раствора	Значение коэффициента жесткости, г
Для получения обуви	Appretan №9616 – 400 г/ л Nuva – 50 г/л	56,68
Для получения сумок	Appretan №9616 – 350 г/ л Nuva – 50 г/л	34,58
Для получения декоративных элементов при отделке мебели	Appretan №9616 – 250 г/ л Пекофлам DPN-1 – 40 г/л	33,8
Для получения жалюзи	Appretan №9616 – 200 г/ л Пекофлам DPN-1 – 40 г/л	26,26
Для получения обоев	Appretan №9616 – 100 г/ л Пекофлам DPN-1 – 40 г/л	15,72

Дополнительный компонент аппретирующего состава выбирается с учетом целевого назначения готового изделия и необходимых для данного назначения потребительских свойств: Nuva FHN – придание текстильным материалам водо-, масло-, грязеотталкивающих свойств, Пекофлам DPN-1 – придание огне- и термостойких свойств.

Известно, что с увеличением количества аппретирующего препарата, наносимого на ткань, вследствие фиксации структуры волокон и повышении ее жесткости происходит заметное ухудшение некоторых механических свойств, в частности, несминаемости. Следовательно, были проведены исследования зависимости показателя несминаемости от количества Appretan № 9616 жидкий в растворе для заключительной отделки, так как несминаемость, наряду с жесткостью, является одним из важнейших показателей качества текстильных композиционных материалов, используемых для производства изделий декоративного назначения.

Графические зависимости коэффициента несминаемости ткани в зависимости от концентрации раствора Appretan № 9616 представлены на рисунках 2 и 3.

Концентрация, г/л

Рисунок 2 – График зависимости несминаемости льняной ткани по основе от

Концентрация, г/л

Рисунок 3 – График зависимости несминаемости льняной ткани по утку от концентрации раствора Appretan № 9616

На основании проведенных исследований и построенных графиков зависимости можно сделать вывод, что для тканей из льняной пряжи показатель несминаемости практически не зависит от концентрации аппрета, придающего жесткость текстильным материалам.

В зависимости от вида и назначения изделий, в которые проводилась опытноэкспериментальная переработка разработанных новых композиционных текстильных материалов, перечень показателей, определяющих их качество, различен. Однако существует ряд показателей, особенно важных именно для текстильных композиционных материалов бытового и декоративного назначения. В процессе носки и при изготовлении материал для верха обуви испытывает действие внешних сил (изгиб, растяжение, сжатие). Кроме того, материал должен длительное время сохранять хороший внешний вид и иметь удовлетворительные гигиенические показатели. При опытной проработке текстильных композиционных материалов для верха обуви и опытной носке было установлено, что основными показателями, определяющими качество, являются: разрывная нагрузка, разрывное удлинение, жесткость, пылеемкость, устойчивость к истиранию, устойчивость к поту, мокрым обработкам и стиркам, намокаемость.

Для изготовления сумок различных фасонов, кошельков, мужских и женских шляп, жалюзи установлены основные показатели качества, которыми должны обладать композиционные текстильные материалы галантерейного назначения: поверхностная плотность, жесткость и каркасность, несминаемость, пылеемкость, устойчивость к мокрым обработкам и стирке.

В результате опытной проработки текстильных композиционных материалов в качестве настенных текстильных покрытий и для декоративной отделки мебели установлены следующие определяющие качества показатели: поверхностная плотность, разрывная нагрузка, жесткость, усадка, адгезионные свойства, электризуемость, устойчивость к истиранию, огнетермостойкость, выделение токсичных веществ.

С учетом вышеперечисленных требований к качеству декоративно-отделочных и мебельных материалов были определены основные физико-механические, гигиенические и эксплуатационные свойства, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Основные физико-механические, гигиенические и эксплуатационные свойства композиционных текстильных материалов обувного, галантерейного, декоративно-отделочного и мебельного назначения

Наименование показателя	Значение показателя
1	2
Разрывная нагрузка, Н:
– по основе	734
– по утку	425
Разрывное удлинение, мм:
– по основе	10,8
– по утку	12,4
Жесткость, г:
– для обуви	56,68
– для сумок	34,58
– для отделки мебели	33,8
– для жалюзи	26,26
– для обоев	15,72
Удельное поверхностное	1,7•1010
электрическое сопротивление, Ом

Окончание таблицы 3

1	2
Пылеемкость, г/м2•с	3,5
Стойкость к истиранию, циклов	1000
Несминаемость, %: – по основе – по утку	28 26
Усадка, % – по основе – по утку	8,5 26,0
Гигроскопичность,%	15,8
Устойчивость к поту, балл	5/5
Устойчивость к стирке, балл	5/5
Устойчивость к дистиллированной воде	5
Массовая доля аппретов в ткани, %	5,2
Устойчивость к сухому трению	5

Разработка многофункциональных композиционных текстильных материалов с особенными свойствами позволяет удовлетворять бытовые потребности человека изо дня в день. Именно поэтому особенно важно знать, какими специфическими свойствами должен обладать такой материал определенного назначения. Таким образом, в результате проведенных исследований установлена возможность использования новых видов композиционных текстильных материалов для производства обуви, галантерейных изделий, головных уборов, настенных текстильных покрытий, жалюзи, декоративной отделки элементов мебели.