Проектирование костюмных тканей с использованием котонизированного льна

В настоящее время льняные костюмные полотна представляют большой интерес для потребителей: льняная ткань самобытна, обладает хорошими гигиеническими свойствами и остается незаменимой при пошиве женских и детских летних костюмов. Поэтому ассортимент льняных тканей постоянно расширяется, вырабатывают их с различными отделками, добавляют химические волокна для улучшения свойств тканей (несминаемости, усадки).

Особое значение для текстильной промышленности имеет перспективное направление в использовании короткого льняного волокна и отходов трепания для производства хлопкообразного волокна - котонина для получения смесовых пряж и тканей. Производство пряжи из котонизированного льноволокна в смеси с хлопком дает возможность сократить потребность в хлопке на 30 ÷ 50 %. Котонизация льноволокна позволяет вырабатывать из неконкурентоспособного белорусского льна высококачественную пряжу, имеющую неограниченный спрос на белорусском, постсоветском, азиатском, американском и европейском рынках.

Одним из факторов, оказывающих существенное влияние на уровень конкурентоспособности продукции легкой промышленности, является ее качество. По таким параметрам, как дизайн, эргономичность наша продукция уступает импортным аналогам, поэтому в настоящее время актуальной остается задача по обновлению ассортимента льносодержащих костюмных тканей на базе новых структур, включая новые виды переплетений.

Целью настоящей работы является создание ассортимента костюмных тканей улучшенного художественно-колористического оформления и качества.

Поставленная задача решалась, во-первых, за счет использования в основе и утке ткани двухкомпонентной пряжи, содержащей 50 % хлопка и 50 % котонизированного льна, полученной в условиях РУПТП «Оршанский льнокомбинат», во–вторых, за счет разработки нового вида переплетений. Мотивом узора для переплетений является полоса, которая не теряет своей актуальности, тем более для костюмных тканей. На рисунке 1 представлено одно из разработанных переплетений. Оно состоит из нескольких полос, каждая из которых выполнена своим видом переплетений. Для придания ткани эффектной поверхности размещение переплетений в полосках предусматривает чередование гладких и рельефных участков различной ширины. Фактурность рисунка достигается использованием обратносдвинутых по основе сарж, элементов полотняного переплетения и его производного - уточного репса, а также наличием в полосках уточноворсовых переплетений с равномерным расположением мест закрепления длинных уточных настилов. На рисунке 1 представлено переплетение ткани в продольную полоску.

Предложенное переплетение относится к крупноузорчатым, поскольку в раппорте переплетения по основе - 107 нитей. Это число связано с конкретной заправкой ткацкого станка СТБ-2-175 с жаккардовой машиной Z-344. Схема заправки жаккардовой машины -рядовая трехчастная, в каждой части 1070 нитей, разработанные рисунки переплетения повторяются 30 раз по ширине заправки станка, 10 раз - в каждой части. В таблице 1 представлены основные параметры заправочного расчета костюмной ткани.

Рисунок 1 – Переплетение ткани в продольную полоску

Таблица 1 – Заправочный расчёт костюмных тканей

Наименование показателя	Значения
Ширина готовой ткани, см	150
Плотность ткани, нит./10 см:
основа	276
уток	188
Ширина заправки по берду, см	170,8
Количество зубьев:
фон	1428
кромка	24
всего	1452
Количество нитей:
фон	4284
кромка	48
всего	4332
Линейная плотность, текс:
основа	50
уток	50

Несмотря на то, что в рисунке переплетения ткани имеются нити основы, на которых располагаются только длинные настилы, и нити основы с короткими перекрытиями, провисания нитей основы на станке не наблюдалось, обрывность была в пределах нормы. Это обстоятельство объясняется равномерным распределением по рисунку переплетения нитей с длинными настилами и короткими перекрытиями. В условиях РУПТП «Оршанский льнокомбинат» была наработана опытная партия ткани в количестве 300 п. метров. Испытания физико-механических свойств проводились на поверенном оборудовании, результаты которых представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Физико-механические испытания готовых тканей

Наименование показателей	СТБ 1139-99	Разработанная ткань
Вид отделки		Беление+крашение
Ширина, см		149,7
Число нитей на 10 см: основа уток		293 179
Разрывная нагрузка, Н: основа уток	не менее 196 196	493 305
Поверхностная плотность, г/м2		237
Стойкость ткани к истиранию, тыс. цикл.	не менее 3,0	11
Раздвигаемость нитей в ткани, Н по основе по утку	не менее 14,7 14,7	24,1 47,2
Воздухопроницаемость, дм3/м2с	не менее 60	179
Усадка ткани, %: основа уток		-1,8 -2,5
Пиллинг, количество пиллей	не более 6	отсутствует

Из таблицы 2 видно, что разработанная костюмная ткань по своим физикомеханическим свойствам соответствует СТБ 1139 – 99, а по некоторым из них: разрывная нагрузка по основе в 2,6 раза, по утку – в 1,5 раза; воздухопроницаемость в 2,85 раза превосходит аналогичные показатели.

Особые требования предъявляют швейные предприятия к таким показателям костюмных тканей, как раздвигаемость нитей и пиллинг. В разработанных тканях раздвигаемость нитей по основе в 1,6 раза, по утку – в 3,2 раза выше показателей, заложенных в СТБ 1139 – 99, пиллинг в костюмных тканях отсутствует.

Исследованиям в области строения тканей, полученных с использованием пряжи, в состав которой входит котонизированный лен, уделяется недостаточное внимание, поэтому в работе изучены основные параметры строения костюмных тканей. Экспериментальные исследования параметров строения готовых костюмных тканей проводились по методу срезов, сущность которого состоит в обработке фотографий срезов тканей. Для приготовления срезов образцы тканей, размер которых зависит от размеров раппортов переплетения по основе и утку, плотности нитей в ткани и линейной плотности нитей, пропитываются бесцветным клеем БФ-6. В нашем случае размер образцов составлял: по основе – 45 мм, по утку – 20 мм. Образцы высушивали в свободном состоянии в течение суток, после чего они срезались острой бритвой. Затем срезы помещали в специальный зажим, на одной из граней которого размещали поверенную линейку с ценой деления 1 мм. Чтобы получить изображение расположения нитей в ткани, зажим со срезом фотографировали цифровым фотоаппаратом с одинаковым во всех опытах расстоянием между фокусом прибора и срезом. Полученные изображения обрабатывали с помощью ЭВМ в графическом редакторе CorelDRAW 12.0. По фотографиям срезов произведены замеры: диаметров нитей основы и утка по горизонтали do.r, dy.r и вертикали do.B, dy.e,, высот волн изгибов обеих систем нитей ho, hy, фактических расстояний между центрами нитей основы lоф и утка lуф в местах пересечения их нитями утка и основы в ткани. Поскольку нити основы и утка на участках ткани с длинными настилами и короткими перекрытиями деформируются по-разному, в работе производились замеры горизонтальных и вертикальных размеров поперечных сечений нитей, на вышеуказанных участках отдельно. Доверительный объём испытаний для определения значений каждого параметра рассчитан по предварительным опытам. В каждом опыте определялись средние значения параметров строения ткани по десяти замерам. Количество опытов равно 10, то есть количество замеров по каждому параметру равно 100.

Поскольку количество нитей с длинными настилами и короткими перекрытиями различно, в рисунке переплетения подсчитывалось процентное содержание каждого вида нитей в раппорте переплетений по основе и утку. Исходя из этого рассчитывались средние значения диаметров.

В качестве примера приведена формула для расчета среднего диаметра нитей основы по горизонтали d ср.о.г. :

d = d -n.+d a • ср.ог       о.г.к.     1       о.г.дл     2

Где d , d    – диаметры нитей основы в коротких перекрытиях и в длинных настилах в рисунке переплетения, соответственно;

n 1 , n 2 – доли нитей основы в раппорте переплетения по основе с короткими перекрытиями и длинными настилами, соответственно.

Для определения коэффициентов деформации нитей основы и утка по горизонтали и вертикали необходимо знать диаметры нитей основы и утка до ткачества, имеющие круглое сечение, определяемые по формуле Ашенхерста (2):

d on = d уп = 0,1 • С • V 0,1 • Т                                  (2)

, где d , d – диаметр нитей основы и утка до ткачества, соответственно, мм;

С – коэффициент, характеризующий сырьевой состав нити;

Т – линейная плотность нити, текс.

Коэффициент С , который зависит от состава волокнистого материала, структуры нити и способа ее получения, в нашем случае подсчитывается с учетом процентного содержания хлопка и котонизированного льна.

С использованием диаметра нитей на паковке и фактических размеров их в ткани рассчитаны коэффициенты смятия   для нитей основы и утка на участках нитей с короткими перекрытиями и длинными настилами по горизонтали, вертикали и как средние по формулам:

т o.ср.г = т o.г.к П1 + То.г.дл • n2 , (3) т o .ср .в = т o.в.к • П1 + То.в .дл • «2 , (4) т у.ср.г = т у.г.к • n 1 +т у .г .дл • П*2 , (5) т у.ср.в = т у.в.к • n'1 +Т у .в .дл • П*2 , (6) где n’i, n’2 - доли нитей утка в раппорте переплетения по утку с короткими перекрытиями и длинными настилами, соответственно.

В таблице 3 представлены диаметры и коэффициенты смятия нитей в ткани.

Таблица 3 – Диаметры и коэффициенты смятия нитей в ткани

Наименование показателя	Участки с короткими перекрытиями	Участки с длинными настилами	Средние значения
dor , мм	0,214	0,281	0,267
d oe , мм	0,214	0,271	0,259
τ о.г	0,77	1,01	0,96
τ о.в	0,77	0,98	0,94
dyr , мм	0,218	0,284	0,265
dye , мм	0,214	0,271	0,231
τ у.г	0,79	1,01	0,96
τ у.в	0,77	0,98	0,83

Из таблицы 3 видно, что нити основы и утка на участках ткани с короткими перекрытиями деформируются в большей степени, чем на участках с длинными настилами, на что указывает величина коэффициента смятия нитей в ткани. Кроме того, нити основы в ткани, независимо от характера перекрытий, сохраняют форму поперечного сечения, близкую к кругу, в то время как нити утка приобретают форму поперечного сечения, близкую к эллипсу. Сумма коэффициентов смятия в исследуемых тканях не равна двум, на что, очевидно, оказало влияние присутствие в пряже котонизированного льна.

Значения высот волн изгиба, замеренных по фотографиям, указывают на то, что ткань находится в порядке фазы строения, близкой к пятому: h o = 0,251 (мм), h y = 0,245 (мм).

Известно, что одним из основных параметров строения тканей, влияющих на расход сырья, и определяющих поверхностную плотность ткани, является уработка основных и уточных нитей, уработка определялась по методу замера нитей, вынутых из ткани, и ее средние значения равны: по основе а о = 2,8 %, по утку а у = 7,5 % [1].

С использованием значений параметров строения тканей, найденных экспериментально, были рассчитаны геометрические плотности по основе l о и по утку l у , максимальные плотности по основа Р о(max) и Р у(max) , коэффициенты наполнения ткани волокнистым материалом: по основе КНО, равен 0,998, по утку КНУ, – 0,604.

На основании данных, полученных в работе, была спроектирована костюмная ткань по заданной поверхностной плотности 235 г/м2, расчетное значение поверхностной плотности составило 244 г/м2 т. е. ошибка находится в пределах четырех процентов.

Кроме переплетения, показанного на рисунке 1, костюмные ткани вырабатывались другими переплетениями в продольную полоску различной ширины. На рисунке 2 представлены образцы разработанных костюмных тканей различных видов переплетений (а – в).

Разработанные костюмные ткани были переданы на швейные предприятия концерна «Беллегпром»: ОАО «Жлобинская швейная фабрика», ЗАО «Вяснянка» (г. Могилев), ОАО «Барановичская швейная фабрика», от которых даны положительные отзывы. От ОАО «Славянка» (г. Бобруйск) получена заявка на изготовление 2 тыс. п. метров костюмной ткани.

а                                 б                                 в

Рисунок 2 – Образцы разработанных костюмных тканей (а – в)

Таким образом, для проектирования ткани из котонизированной пряжи по заданной поверхностной плотности рекомендуется использовать следующие коэффициенты: т ср.ог, = 0,96, т ср.ов, = 0,94, т ср.уг, = 0,96, τ ср .ув, = 0,83, КНО = 0,998, по утку КНУ = 0,604. В рабо ^р т ^. е ^, получена костюмная ткань с использованием в основе и утке двухкомпонентной пряжи линейной плотности 50 текс, содержащей 50 % хлопка и 50 % котонизированного льна. Для художественного оформления данной ткани разработаны комбинированные переплетения в продольную полоску, что позволило расширить ассортимент полульняных костюмных тканей.