Исследования физико-механических свойств тканей со специальными видами заключительной отделки

В.В. Базеко, Н.Н. Ясинская, А.Г. Коган

Текстильные обои ведут свое происхождение от тканевых и гобеленовых стеновых обивок. Как и их благородные предки, текстильные обои экологически безупречны и, следовательно, дороги. Это тканевая основа (шелк, лен, джут, вискоза), дублированная с изнанки бумагой, флизелином или имеющая на оборотной стороне пленку, представляющую собой слой полимерного покрытия. Такие обои можно чистить пылесосом, они хорошо поглощают звук, являются хорошими теплоизоляторами, не выгорают. Их поверхность представляет собой различные текстильные фактуры, матовые или блестящие, чаще однотонные либо с традиционными полосками.

На кафедре ПНХВ Витебского государственного технологического университета разработаны текстильные обои различных видов: полученных способом аэродинамического напыления различного вида волокон на основу (бумагу или флизелин), непосредственным наклеиванием тканого полотна на основу, а также способом нанесения нитей различной окраски, длины и состава на основу с помощью специальных щеток в хаотичном порядке.

Установлено, что текстильные обои на базе натуральных волокон льна, джута, хлопка обеспечивают высокий уровень медико-биологических характеристик воздушной среды: постоянство влажностно-температурного режима, снижение статического электричества, экологическую чистоту, светостойкость, способность отталкивать воду и грязь при специальных видах заключительной отделки [1].

С целью сокращения технологического процесса и создания новых видов текстильных материалов в настоящее время на кафедре ведется разработка нового вида текстильных настенных покрытий с улучшенными физикомеханическими и потребительскими свойствами за счет полного исключения бумажной основы и использования в качестве тканого материала экологически чистых льняных тканей. Отсутствие бумажной основы и замена ее специальной отделкой требует особого изучения следующих свойств: жесткость структуры, грязе- водо- и маслоотталкивание, антистатические свойства. Для улучшения эксплуатационных свойств, придания текстильным обоям ряда важных физикомеханических и физико-химических свойств, технологичности и легкости при наклеивании, клее- и водонепроницаемости в процессе оклеивания интерьера, на изнаночную сторону полотна наносится экологически чистое полимерное покрытие.

Процесс получения текстильных обоев представлен на рис. 1 и состоит из следующих этапов:

Рисунок 1 - Процесс получения текстильных обоев

Технология получения разрабатывается с учетом существующего на предприятиях оборудования и с использованием отечественного сырья.

Основные исследования по разработке данного вида материалов включают: выбор технологических конструкций текстильных обоев и их составляющих (сырье и основа); разработку рецептур и концентраций композиционных проклеивающих составов для покрытий с заданными свойствами; изучение изменения потребительских свойств материалов при варьировании рецептуры и технологии проклеивания специальными составами; изготовление и испытание опытных образцов обоев в соответствии с разработанными методиками; разработку необходимой документации на выпуск опытно-производственной партии текстильных обоев на основе льносодержащих тканей; проведение испытаний различных вариантов текстильных обоев по ряду физико-механических, гигиенических, санитарно-химических, микробиологических, технологических и эксплуатационных качеств.

Разрабатываемые текстильные обои представляют собой многослойный материал, лицевой стороной которого являются льносодержащие ткани определенного волокнистого состава, структуры и поверхностной плотности, изнаночной стороной – экологически чистое полимерное покрытие [2].

С целью определения оптимального состава полимерной композиции проведен эксперимент по следующим этапам:

• -    подбор оптимальных концентраций для придания жесткости текстильному полотну при помощи препарата Appretan (фирма Clariant);

• -    подбор оптимальных концентраций для придания текстильным полотнам маслоотталкивающих, грязеотталкивающих и водоотталкивающих свойств для улучшения их потребительских свойств при помощи препарата Nuva (фирма Clariant);

• -    выбор оптимального соотношения используемых химических препаратов Appretan N, Nuva HPU:

• а)    На 50 мл полученного состава: 44 мл воды, 1,5 мл Nuva HPU, 5 мл Appretan N.

• б)    На 50 мл полученного состава: 25 мл воды, 15 мл Appretan N, 10 мл Nuva HPU.

• в)    На 50 мл полученного состава: 15 мл воды, 10 мл Nuva HPU, 25 мл Appretan N.

• -    выбор оптимальной температуры и длительности тепловой обработки экспериментальных образцов тканого полотна;

Сушка образцов производилась при следующих температурах – 100, 150 и 1700 С в течение 5-10 минут.

• -    исследование     физико-механических     показателей полученных

экспериментальных образцов.

Для проведения испытаний были отобраны образцы 100% льняной жаккардовой ткани: линейная плотность по основе и утку – 110 текс; плотность ткани по основе – 142 н/10см, по утку – 98 н/10см; поверхностная плотность – 270 г/м2.

В результате проведенных испытаний, образцы ткани были испытаны на жесткость при изгибе.

Относительный прогиб определен по формуле fo, = f,                                   (1)

где f - среднее арифметическое замеров прогиба проб по шкале;

l - длина свешивающейся части пробы.

.   (L- 2)

V                           .

Величину жёсткости ткани определили по формуле

42046 • m

E =              [мкН^см²],                 (3)

A где m – масса образца, г.

Коэффициент А определили по табличным данным в зависимости от f о [3].

Таким образом, были произведены расчеты и определена величина жесткости для каждого образца. Полученные данные представлены в таблице 1.

Также для данных образцов ткани были проведены испытания на способность материала отталкивать масло, воду и грязь.

Способность материала отталкивать воду была проверена методикой «Спрей-теста». Распылитель, необходимый для проведения данного теста на водоотталкивание, изображен на рис. 2.

Рисунок 2 – Распылитель для проведения «Спрей-теста»

Оценка способности материала отталкивать влагу, нанесенную при помощи струй воды, определяется по стандартным оценкам «Спрей-теста», представленным на рис. 3.

Рисунок 3 – Стандартные оценки «Спрей-тест» (струи воды)

Стойкость к влаге по данной методике оценивается в интервале от 0 до 100 баллов.

Полученные данные представлены в таблице 1.

Также было проведено испытание по определению степени маслоотталкивания ткани.

Уровень оценки: труднопроходимость (четкая обтекаемая капля), начало проходимости (закругленная капля и потемнение), «провал» (очевидное растекание и/или полное смачивание), «провал» (очевидное смачивание).

Полученные данные представлены в таблице 1.

Заключительным этапом проведения эксперимента было определение способности материала отталкивать сухую грязь.

Целью данного испытания является определение устойчивости к загрязнению ткани в процессе ее эксплуатации, к воздействию сухой грязи и/или ее микрочастиц.

Образцы размещаются на гладкой горизонтальной поверхности и сравниваются с оценочной таблицей устойчивости к грязи.

По результатам испытаний была определена степень жесткости материала, его способность отталкивать воду, масло и грязь. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты испытания ткани в зависимости от концентрации раствора и температуры сушки

Концентрация раствора, мл Температура сушки, 0 С Время сушки, мин Коэффициент жесткости, мкН•см2 Степень водооттал-кивания, баллов Степень масло-отталкивания Коэффициент степени загрязнения Н2О – 44 Nuva – 1,5 Appretan - 5 100 5 11625 50 D 4,0 150 23838 70 C 4,0 170 64383 80 B 4,0 Н2О – 25 Nuva – 10 Appretan - 15 100 5 49601 70 C 4,0 150 55035 70 C 4,0 170 108006 80 B 4,0 Н2О – 15 Nuva – 10 Appretan - 25 100 5 139628 90 B 4,0 150 206288 90 B 4,0 170 114050 100 A 5,0 эксклюзивным, поэтому может выпускаться по индивидуальному заказу в соответствии с пожеланиями потребителя.