Исследование влияния состава аппрета на стойкость к раздвигаемости подкладочных тканей

Текстильная и легкая промышленность являются одними из основных отраслей экономики, формирующих бюджет во многих странах. В Республике Беларусь действует ряд текстильных предприятий по производству тканей различного назначения. Одним из основных предприятий, выпускающих ткани в Витебской области, является ОАО «Витебский комбинат шелковых тканей» (ВКШТ). Наибольший удельный вес в общем объеме выпуска продукции занимают подкладочные ткани (более 50 % от общего объема производства). Они выпускаются на данном предприятии из вискозных нитей и пряжи различной линейной плотности.

Основными технологическими свойствами подкладочных тканей являются сопротивление резанию, скольжение, осыпаемость, прорубаемость, жесткость, раздвигаемость нитей, а также способность тканей к формованию в процессе влажно-тепловой обработки и загрязняемость. Из них нормированию подлежат лишь осыпаемость и раздвигаемость.

Стойкость к раздвигаемости подкладочных тканей, выпускаемых ОАО «ВКШТ» и являющихся объектом настоящих исследований, по данным предприятия, не всегда соответствует норме - 1,2 даН [1]. Значения этого показателя нестабильны и могут как превышать нормируемое значение, так и быть ниже него. Существенным недостатком выпускаемых тканей также является отсутствие мягкого грифа и наполненности структуры.

Основными факторами, влияющими на стойкость тканей к раздвигаемости, являются строение ткани и заключительная отделка. Улучшить стойкость тканей к раздвигаемости можно, применяя при отделке специальные аппреты. На ОАО «ВКШТ» аппретирование проводится с использованием поливинилацетатной эмульсии (ПВА) концентрации 6 г/л.

Предприятием была поставлена задача изменения состава аппрета путем введения поливинилового спирта (ПВС). Так как ПВС обладает клеящей способностью, то добавление его к ПВА должно способствовать увеличению стойкости ткани к раздвигаемости. Исследования по подбору концентрации ПВС в аппрете явились предметом настоящей работы.

Объект исследования - вискозная подкладочная ткань артикула 8С5/1615-97, выпускаемая ОАО «ВКШТ» в соответствии с требованиями ГОСТ 20272-96 [1].

Характеристика подкладочной ткани указанного артикула представлена в таблице 1.

Таблица 1 –Структурные и физико-механические показатели ткани

Наименование показателя	Единицы измерения	Величина
		Суровой	Готовой
1	2	3	4
1 Ширина	см	154 ± 1,5	150 ± 2,0
2 Поверхностная плотность	г/м2	98 ± 5	не менее 94
3 Число нитей на 10 см по основе по утку		450 ± 9 271 ± 8	458 ± 9 283 ± 8

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4
4 Разрывная нагрузка полоски ткани размером 50х200 мм, не менее по основе по утку	даН	37 18	20 16
5 Наименование сырья, линейная плотность по основе по утку	текс	нить вискозная 13,3 текс центрифугального или непрерывного способа получения
6 Содержание сырья	%	Вискоза – 100%

В процессе работы изучалось влияние состава аппрета и концентрации входящих в него веществ на стойкость подкладочных тканей к раздвигаемости.

Стойкость ткани к раздвигаемости определяется величиной усилия, необходимого для сдвигания нитей одной системы относительно нитей другой. Обычно измеряют сдвигаемость нитей основы вдоль нитей утка.

Стойкость к раздвигаемости шелковых тканей определяют по ГОСТ 22730-77 на приборе РТ-2М [2].

В процессе работы были проведены лабораторные исследования, суть которых заключалась в определении стойкости к раздвигаемости образцов ткани, обработанных растворами ПВА с различной концентрацией ПВС (таблица 2).

Таблица 2 – Концентрации используемых аппретов

№ раствора	Концентрация веществ, г/л
	ПВА	ПВС
1	6	1,5
2	6	2,0
3	6	2,5
4	6	3,0
5	6	3,5

Исследования проводили при усилии отжима в 250 Н и 500 Н. Полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Влияние концентрации ПВС на стойкость подкладочной ткани к раздвигаемости

Содержание в аппрете ПВС, г/л	Содержание в аппрете ПВА, г/л	Стойкость к раздвигаемости, даН
		усилие отжима 25 кг	усилие отжима 50 кг
1,5	6	1,078	1,152
2,0		1,895	2,140
2,5		2,156	2,009
3,0		1,911	1,911
3,5		1,617	1,568

Исследования показали, что при содержании в 1 литре аппрета 6 г ПВА и 1,5 г ПВС стойкость ткани к раздвигаемости очень низкая (1,078 и 1,152 даН при усилии отжима 250 Н и 500 Н), что не соответствует требованиям стандартов на подкладочную ткань.

При увеличении концентрации ПВС до 2,0 и 2,5 г/л (при разном усилии отжима) стойкость к раздвигаемости повышается (рисунок 1) и является максимальной в исследуемом диапазоне концентраций. Это связано с тем, что при добавлении в состав аппрета ПВС увеличивается число гидроксильных групп, которые улучшают адгезию аппрета к вискозной ткани.

норма m=50кг m=25кг концентрация ПВС, г/л

Рисунок 1 – Зависимость стойкости ткани к раздвигаемости от концентрации ПВС

Включение в состав аппрета ПВС концентрацией свыше 2.5 г/л снижает стойкость ткани к раздвигаемости. Это обусловлено возникновением водородных связей между молекулами ПВА и ПВС, что в свою очередь приводит к уменьшению адгезии аппрета к ткани. На рисунке 2 представлен механизм образования водородных связей при взаимодействии молекул ПВА и ПВС.

…– СН 2 – СН – СН 2 – СН – СН 2 – СН –… |                                                              |                                                                 |

О	О	О	ПВА
| С – СН 3	| С – СН 3	| С – СН 3
| |	| |	| |
О	О	О	водородная связь
Н	Н	Н
| О	| О	| О	ПВС

|                                                           |                                                                 |

… – СН 2 – СН – СН 2 – СН – СН 2 – СН – СН 2 –…

Рисунок 2 – Механизм образования водородных связей

Применив для обработки данных, полученных эмпирическим путем, методы математической статистики, установлена параболическая зависимость (у = а 1 х² + а 2 х + а 0 ) стойкости ткани к раздвигаемости от концентрации поливинилового спирта в аппрете.

При разном усилии отжима уравнения регрессии имеют следующий вид:

250 Н: у = - 0,779 х2+ 4,116 х - 3,297

500 Н: у = - 0,751 х2 + 3,876 х - 2,865

Доверительные интервалы для оценок коэффициентов регрессии равны: s{а 1 } = 0,1; s{а 2 } = 0,05; s{а 0 } = 0,2. При этом относительная ошибка аппроксимации составляет не более 5% [3].

Используя полученные уравнения, расчетным путем можно определить оптимальную концентрацию ПВС (таблица 4). По расчетным данным она составляет 2,6 г/л.

Таблица 4 – Результаты расчетов стойкости ткани к раздвигаемости при различных концентрациях ПВС.

Концентрация ПВС, г/л	Стойкость к раздвигаемости, даН расчетная
	25кг	50г
1,5	1,124	1,259
2,0	1,819	1,883
2,4	2,094	2,112
2,5	2,124	2,131
2,6	2,139	2,136
2,7	2,137	2,125
3,0	2,040	2,004
3,5	1,566	1,501

Таким образом, в ходе исследований выявлено влияние концентрации ПВС, входящего в состав аппрета, на раздвигаемость вискозной подкладочной ткани и установлено ее оптимальное значение.