Проектирование костюмной ткани с эффектом продольной полосы

Уточно-ворсовые переплетения: вельвет-корд, вельвет-рубчик - создают на поверхности ткани эффектные продольные ворсовые полосы различной ширины [1]. В Республике Беларусь производить материалы такой структуры не представляется возможным из-за отсутствия специального отделочного оборудования. Все уточно-ворсовые ткани вырабатываются с плотностью по утку, в два – три раза превышающей плотность по основе. Использование вышеуказанных переплетений в ассортименте тканей без разрезания ворсового утка с плотностью по утку меньшей, чем в уточно-ворсовых тканях, нецелесообразно, поскольку ткань при наличии большого числа длинных уточных перекрытий имеет неустойчивую структуру.

Впервые поставлена задача по созданию костюмных тканей в продольную полоску, разработанных с использованием льняных пряж на базе уточно-ворсовых переплетений. На рисунке 1,а показан рисунок переплетения проектируемой костюмной ткани. В строении ткани – одна система нитей утка, выполняющая двоякую функцию: образование грунта ткани и длинных уточных настилов, - и одна система основных нитей. В разработанном переплетении, в отличие от грунта классических уточно-ворсовых тканей, в качестве переплетения грунтового утка предложено два вида переплетений: репс основный 2/2 (нити утка 1, 2, 4, 8, 9, 10 12, 16) и полотняное переплетение (нити утка 6, 14), причем нити утка первого переплетения 8, 9, 10 и 12 по характеру расположения перекрытий являются зеркальным отображением нитей утка 4, 2, 1 и 16, соответственно. Раппорт переплетения грунта представлен на рисунке 1,б.

Рисунок 1 – Рисунки переплетений ткани: а) переплетение костюмной ткани с одноосновным закреплением настилочного утка; б) переплетение грунта костюмной ткани; в) переплетение костюмной ткани с трёхосновным закреплением настилочного утка

При выполнении функции настилочного утка (нити утка 3, 5, 7, 11, 13, 15) (рисунок 1,а) используется переплетение с длинными уточными настилами, закреплёнными по полотну на первых двух основных нитях (закрепление настила одноосновное).

Закрепление настилочного утка может осуществляться и другим количеством основных нитей, от чего зависит, при прочих равных условиях, ширина безнастилочной полоски, такие переплетения имитируют вельвет-корд. В работе созданы переплетения с закреплением настилочного утка четырьмя и шестью нитями основы. В переплетении на рисунке 1,в четыре нити основы участвуют в закреплении настилочных утков (а, б, в, г), закрепление каждой настилочной уточины – трёхосновное. Так как переплетение ткани (рисунок 1,а) сочетает в себе два вида переплетений, существенным образом отличающихся между собой по количеству нитей в перекрытиях, особый интерес представляет изучение строения ткани на различных её участках с целью расчёта коэффициентов наполнения ткани волокнистым материалом по основе и утку. Данные коэффициенты являются комплексными параметрами строения ткани, поскольку учитывают сырьевой состав, порядок фазы строения, деформацию, фактическое расположение нитей основы и утка в ткани, они широко используются в распространённых методиках проектирования бытовых тканей по заданным свойствам (например, по поверхностной плотности).

С использованием спроектированных рисунков переплетений на РУПТП «Оршанский льнокомбинат» на станке СТБ-2-175 с жаккардовой машиной Z-344 выработаны образцы полульняных костюмных тканей, в основе которых – хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 25 тексх2, в утке – льняная очёсковая пряжа линейной плотности 86 текс, плотность по основе 205 нит./10 см, по утку – 206 нит./10 см.

Изучение параметров строения ткани производилось по методу срезов [1]. Доверительный объём испытаний для определения значений каждого параметра рассчитан по предварительным опытам. Анализ точности оценки среднего значения каждого параметра позволил установить достаточный объём измерений, который равен 10 [2]. На рисунке 2 представлены фотографии срезов ткани по направлению нитей основы и утка для участков, характеризующихся различным количеством нитей в перекрытиях. По фотографиям видно, что нити обеих систем сохраняют в ткани форму поперечного сечения, близкую к кругу. Уток, при выполнении роли настилочного, располагается в ткани практически прямолинейно, в роли грунтового – значительно изогнут. Это говорит о том, что ткань на площади раппорта переплетения может иметь в различных местах различные значения параметров строения. Нити одной системы в местах их пересечения нитями другой системы располагаются по образующей волны изгиба противоположной системы нитей, а в длинных настилах (рисунок 2, б) – на некотором расстоянии друг от друга. Это расстояние зависит от коэффициента наполнения ткани волокнистым материалом.

По фотографиям срезов произведены замеры диаметров нитей основы и утка (d o , d y ), высот волн изгибов обеих систем нитей (h o , h y ), фактических расстояний между центрами нитей основы (l оф ) и утка (l уф ) в местах пересечения их нитями утка и основы, соответственно. По средним значениям замеров определены коэффициенты смятия нитей основы и утка ( т о , т у ), коэффициенты, характеризующие порядок фазы строения ткани (К ho , K hy ) для каждого участка ткани, уработки нитей основы и утка.

а                                       б

в                                                      г

Рисунок 2 - Срезы ткани: а), б) вдоль нитей утка; в), г) вдоль нитей основы

Геометрические плотности в местах пересечения нитей l o , l y , коэффициенты наполнения ткани волокнистым материалом по основе и по утку (К НО , К НУ ) рассчитаны по формулам, предложенным для проектирования однослойных тканей на кафедре ткачества МГТУ им. А. Н. Косыгина [1]. Результаты расчёта, а также фактические данные замеров представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что нити основы в ткани имеют больший коэффициент смятия по сравнению с нитями утка, это объясняется, во-первых, условиями выработки ткани на станке, во-вторых, сырьевым составом основы и утка. На участках ткани с короткими перекрытиями нити основы сминаются в 1,14 раза больше, чем на участках с длинными настилами.

Высота волны изгиба нитей основы больше, чем нитей утка: на участках с короткими перекрытиями ткань находится в VI порядке фазы строения, на участках с длинными настилами – в промежуточном порядке фазы строения между V и VI.

Таблица 1 – Основные параметры строения ткани

Параметры	Фактические				Расчётные
	Нити основы		Нити утка		Нити основы		Нити утка
	а	б	в	г	а	б	в	г
d oп , d yп , мм	-				0,279		0,360
d o , d y , мм	0,220	0,250	0,330	0,350	-	-	-	-
d p , мм	-	-	-	-	0,275		0,300
Т о , Т у	-	-	-	-	0,789	0,896	0,917	0,972
h o , h y , мм	0,340	0,350	0,240	0,270	-	-	-	-
K ho	-	-	-	-	1,24	1,18	-	-
K hy	-	-	-	-	0,87	0,90	-	-
l о , l у , мм	-	-	-	-	0,433	0,485	0,497	0,536
l оф , l уф , мм	0,510	0,530	0,600	0,650	0,488	0,721	0,553	0,587
М	-	-	-	-	1,05	0,74	1,08	1,11
К но, К ну	-	-	-	-	0,887	0,673	0,895	0,913
a o , a y , %	-	-	-	-	10,3	8,0	9,5	4,2
a oср , a yср , %					8,8		7,5
a' oср , a' уср , %	8,3		7,4		-		-
a" oср , a" уср , %	9,2		7,7
Поверхностная плотность, г/м2	300				296

Из таблицы 1 видно, что для ткани данного строения сумма коэффициентов, определяющих высоты волн изгиба нитей основы и утка K ho и K hy не равна двум. Это объясняется тем, что короткие перекрытия стягивают длинные, и на этих участках нарушается однослойное строение ткани.

Коэффициент наполнения ткани волокнистым материалом по основе на участках с короткими перекрытиями в 1,32 раза превышает аналогичный коэффициент на длинных настилах, а по утку коэффициенты наполнения незначительно отличаются друг от друга.

Одним из основных параметров, расчёт которого производится при проектировании ткани по заданной поверхностной плотности, является уработка основных и уточных нитей, значение которой зависит от точности определения фактических расстояний между нитями.

Фактические расстояния между центрами нитей одной системы в местах пересечения их нитями противоположной системы, найденные по фотографиям срезов, значительно отличаются от теоретических. Поэтому в формулу для расчёта l оф и l уф предложено ввести коэффициент М, после чего она примет вид:

,             l o ( у ) • ^M o ( у )

^ф ( уф)       г^

K HO (НУ)

.

Значения коэффициентов для различных участков ткани даны в таблице 1, они введены в соответствующие формулы для расчёта уработки основных и уточных

нитей на этих участках ткани, по значениям которых высчитывалась средняя уработка основы и утка. Общий вид формул для расчёта уработки основных и

уточных нитей:

а _o = 100 •

t o ⁽ K d • ^Т o ^{+ Т} y ) • ⁽ У(⁴ - K hy ) • ^МО ⁺ K ho • K ² HY — M о • У⁴ - K ² hy ) t o ^{( K}d • ^Т о ^{+ Т} у У У^{(4 -} K ¹ hy ) • ^Мо^{2 + K}ho • K ² HY ^{+ 2} У ^Ry - t o ) • ^Т у _

а_у = 100 •

t y ⁽ K d ■ ^Т o ^{+ Т} у ) • ⁽ V ⁽⁴ - K ¹ h 0) • М У ⁺ K hy ■ K ² HO ^- М у ■ У^{4 -} K ² ho ) t y ^{( K}d ' ^Т o ^{+ Т} y ) • V ⁽⁴ - ^{K 2} ho ) ^ ^Му ^{+ K}hy ' ^{K 2} HO ^{+ 2} ^ ^{( R}o - t y ) • ^Kd ' ^Т o

где t о , t у – число пересечений основой нитей утка и утком нитей основы в пределах раппорта переплетения, соответственно;

К d – коэффициент соотношения диаметров основных и уточных нитей;

М о , М у – коэффициенты, учитывающие фактическое расстояние между нитями основы и утка в местах их пересечения нитями утка и основы, соответственно.

Средние значения уработок, найденные по формулам (a oср , a уср ) и полученные путём замеров по фотографиям (a" oср , a" уср ) и по методу распрямления нитей, вынутых из ткани (а' _оср , а' _уср ), отличаются друг от друга на 0,1 ^4,0 %.

С использованием найденных в работе значений основных параметров строения спроектирована полульняная костюмная ткань в продольную полоску по заданной поверхностной плотности. Отклонение расчётной поверхностной плотности готовой ткани от заданной составило 1,5 %, что вполне допустимо в практике проектирования.