Разработка метода определения расхода полимерной композиции на поверхности абровой ткани для уменьшения раздвигаемости нитей

Целью исследования является разработка ресурсосберегающей технологии зак-

репления структуры текстильных материалов полимерной композиции для предотвращения раздвигаемости нитей в швах.

Образец ткани	t 1	t 2	h	V
1	0,322	1,333	0,45	0,193
2	0,344	1,538	0,45	0,238
3	0,512	1,05	0,38	0,204
4	1,25	1,538	0,5	0,961
5	1,176	1,333	0,5	0,783

Химические технологии широко используются в швейной промышленности для достижения различных технологических эффектов в готовых изделиях. Они используются для направленного изменения физико-механических свойств текстильных материалов, деталей и готовых швейных изделий, для стабилизации поверхности и геометрии ткани, для создания и закрепления объемных форм изделий [1].

В швейной промышленности при обработке изделий полимерная композиция используется в следующих целях: химический способ стабилизации геометрических параметров деталей швейных изделий и защита срезов от осыпания; автономная и совмещенная с процессом шитья обработка швейных ниток для снижения обрывности на высокоскоростных машинах; гидрофобизации мест ниточных соединений при изготовлении водозащитной одежды; технология применения клеевых прокладочных материалов без текстильного носителя; химические способы воздействия для повышения адгезионной активности поверхности ткани с различными видами заключительной отделки [1, 2].

Нанесение полимерной композиции на поверхность текстильных материалов позволит значительно улучшить физико-механические свойства материалов, увеличить прочностные характеристики ниточных соединений, срок эксплуатации изделия. Важным исходным параметром при нанесении полимерного покрытия является структура ткани, её поверхностная плотность. Плотность ткани формирует определенную толщину ткани [1].

V

Материалы и методы исследований

Толщина ткани – показатель, оказывающий большое влияние на её назначение и обработку в швейном производстве. Толщина ткани зависит от толщины пряжи и её крутки, переплетения нитей, плотности и характера отделки [3].

Чем толще пряжа, тем толще ткань при прочих равных условиях. С увеличением крутки пряжи диаметр её несколько уменьшается, но до известного предела, после чего происходит укорачивание пряжи и, следовательно, увеличение её поперечного сечения [4].

В зависимости от вида переплетения, которым выработана ткань, толщина её может быть различной. Наименьшая толщина характерна для тканей полотняного переплетения, большая - для тканей саржевых, сатиновых и мелкоузорчатых переплетений, наибольшая – для тканей сложных переплетений [3, 5].

Толщина ткани зависит от степени изгибания нитей основы и утка. Если основа и уток равномерно огибают друг друга, смещаясь в плоскости на один диаметр, то толщина ткани будет соответствовать диаметру одной уточной и одной основной нити.

Таким образом, толщина однослойных тканей может быть в пределах от двух до трех диаметров нитей, из которых выработана ткань.

Для определения массы полимерного покрытия, впитавшегося в поверхность ткани, необходимо рассчитать расход и массу уточной нити и нити основы для единичной структуры ткани. Для единичной структуры ткани общий объем полимерной композиции определяется из выражения.

= 1 1 • 1 2 • h , (1)

где, t 1 – шаг между нитями основы или ширина единичной структуры ткани, в мм; t 2 - шаг между уточными нитями или ширина еди-

ничной структуры ткани в поперечном направлении, в мм.; h– толщина материала, в мм.

На рис.1 представлена схема единичной структуры материала. Из расчетной схемы можно определить расходную длину уточной нити для единичной структуры ткани.

ly  lKB + lBC + lCD + lDM + lME + lET

l KB = l B = ⁽ r i + r X ? a ,

l KB    l CD    l DM   ^lET

Образец ткани	r 1	r 2	a tg 2	l КB
1	0,0481	0,133	0,0875	0,0158
2	0,0564	0,168	0,0875	0,0195
3	0,0680	0,121	0,0875	0,0165
4	0,123	0,118	1,0	0,241
5	0,101	0,103	1,0	0,204

Длину отрезка уточной нити l BC определяем следующим образом. Из рис. 1 видно, что l BC составляет с горизонтальной линией фон α/2, так его стороны взаимно перпендикулярны соответственно с l О3D и l О3С. Так учитывая l ВС =l DМ имеем:

a          a t 1 = 2lBC • cos ^ + 4(ri + r2 )sin ^

Из полученного (2) определим l BC:

При этом длины отдельных участков уточной нити будут:

l Bc = t ¹ _a - ²( r i + r 2 )• tg a , 2cos

б

Рис 1. Схема единичной структуры ткани, где: а - поперечное сечение по уточной нити; б - поперечное сечение по нити основы где, r1;r2– соответственно радиусы сечений нитей основы и утка, в мм.

Образец ткани	t 1	a сos 2	r 1 + r 2	a tg 2	l BС
1	0,322	0,9962	0,181	0,0875	0,130
2	0,344	0,9962	0,224	0,0875	0,133
3	0,512	0,9962	0,189	0,0875	0,223
6	1,25	0,7071	0,242	1,0	0,399
7	1,176	0,7071	0,204	1,0	0,423

При этом длина уточной нити в единичной структуре ткани будет:

l y = 4 ⁽ r i + r ) • tg a + t   - 4 ⁽ r i + r ) • tg a ,                          (6)

cos

Образец ткани	r 1 + r 2	a tg 2	t 1	a сos 2	l y
1	0,181	0,0875	0,322	0,9962	0,323
2	0,224	0,0875	0,344	0,9962	0,345
3	0,189	0,0875	0,512	0,9962	0,513
4	0,242	1,0	1,25	0,7071	1,767
5	0,204	1,0	1,176	0,7071	1,663

Согласно рис. 2, б, аналогичным образом можно рассчитать длину нити основы единичной структуры ткани:

lo = 4( ri + r2 )• tg в + -^2-p - 4( ri + r2 )• tg в ,                     (7)

cos

• где: α – угол обхвата уточной нитью окружности нити основы в град .;

• β – угол обхвата нити основы окружности уточной нити, в град .;

• t 1 - шаг единичной структуры ткани по длине уточной нити, в мм .;

• t 2 – шаг единичной структуры ткани по длине нити основы, в мм .

  Образец	r 1 + r 2	tg e	t 2	в cos 2	l О
  1	0,181	1,0	1,333	0,7071	1,885
  2	0,224	1,0	1,538	0,7071	2,175
  3	0,189	1,0	1,05	0,7071	1,484
  4	0,242	0,5774	1,538	0,866	1,775
  5	0,204	0,5774	1,333	0,866	1,539

Общий объем единичной секции ткани определяется из выражения согласно рис. 1

• V_E = ti • t^ • ( h + ^ h ) ,                           (8)

где, h - общая толщина нити основы и утка, в мм ; ∆ h - смещение нити основы и уточной нити в единичной структуре секции ткани, в мм .

Образец	t 1	t 2	h	d 1 +d 2	^ h	V Э
1	0,322	1,333	0,45	0,362	0,088	0,23
2	0,344	1,538	0,45	0,449	0,001	0,238
3	0,512	1,05	0,38	0,378	0,002	0,205
4	1,25	1,538	0,5	0,484	0,016	0,992
5	1,176	1,333	0,5	0,408	0,092	0,928

Известно, что при нанесении полимерного покрытия на поверхность ткани полимерный материал заполняет свободное пространство между нитями основы и утка. Кроме того, в зависимости от плотности нитей ткани полимерный материал проникает и между волокнами нитей. Часть

Vn = Ve где: VY, VО - соответственно объёмы уточной нити и нити основы единичной секции ткани, мм3; Vn - объем полимерного материала впитанного и проникшего в структуру волокон нитей, в мм3. По данным

полимерной композиции может быть впитана и в волокна нитей ткани. Для определения    ровноты    полимерного материала при его нанесении на единичную секцию ткани рассчитываем объем полимерного материала [3]:

- V y - V o +A V n                            (9)

экспериментальных исследований данный показатель доходит до (0,08 ÷0,11) V n .

С учетом (6) поперечного сечения нитей имеем:

V = tx ■ t2 [(r + r )■ 2 + Ah] - 2n(r + r )■ (cos a ■ r22

+ cos в ■ r2)-

К ■ r2 ■ t]

a cos 2

-

2 , n ■ r ■ t.

T+ cos

M l 2 _ ^a 2 _ ^в I r + r ) ■! r cos— + r cos— l-A V_n

Образец ткани	a сos 2	в cos 2	A h	V n
1	0,9962	0,7071	0,088	0,206
2	0,9962	0,7071	0,001	0,313
3	0,9962	0,7071	0,002	0,233
4	0,7071	0,866	0,016	0,873
5	0,7071	0,866	0,092	0,598

Между линейной и объёмной плотностью уточной нити и нити основы ткани, можно записать следующую зависимость:

P y =      ; P o = ^ ОЛЧ ,

n ■ r2        n ■ r

где:    ,   – объёмные плотности соответственно уточной нити и нити основы ткани;      ,

– линейные плотности уточной нити и нити основы. При этом масса уточной нити и нити основы в единичной структуре ткани определяются по формуле:

my = Рул ■ ly ; mo = Рол ■ lo ,                     (12)

№	ρ УЛ	r 2	ρ У	ρ ОЛ	r 1	ρ О	l Y	l O	m y	m o
1	50	0,133	909	8	0,048	1105	0,323	1,885	16,1	15,08
2	80	0,168	902	11	0,056	1117	0,345	2,175	27,6	23,9
3	42	0,1219	913	16	0,068	1102	0,513	1,484	21,5	23,7
4	40	0,118	914	43	0,123	905	1,767	1,775	70,6	76,3
5	30	0,103	900	29	0,101	905	1,663	1,539	49,8	44,6

Масса наносимого на ткань полимерного материала определяется из следующего выражения:

,

где: ρ п – удельная плотность полимера.

m n = V n P n

№ образца	V n	ρ n	m n
№1	0,206	1,08	0,243
№2	0,313		0,379
№3	0,233		0,251
№4	0,873		0,942
№5	0,598		0,645

По результатам расчетов массы полимерной композиции построим графики зависимости массы полимерной композиции, наносимой на поверхность материала абро-вой ткани типа адрас (рис. 2 и 3).

Как показывают данные графиков (рис.2 и 3) масса полимерной композиции, наносимой на ткань, зависит от ширины единичной структуры ткани, радиуса нитей основы и утка. Чем больше эти показатели, тем выше масса полимерной композиции.

Рис. 2. Зависимости массы полимерной композиции от ширины единичной структуры нитей основы ( t 1 ) и утка ( t 2 )

^0,1                     0,2                     0,3 r 1 +r 2 ,

Рис. 3. Зависимости массы полимерной композиции от радиусов нитей основы ( r 1 ) и утка ( r 2 )

Для хлопчатобумажных адрасов, где больше радиус нитей основы и утка, также больше длина единичной структуры тканей, масса полимерной композиции больше, чем у хлопко-шелковых адрасов [3]. Расчет массы полимерной композиции, наносимой на поверхность текстильного материала, позволит определять общий расход реагента для единицы изделия.

Заключение, выводы

Представлены результаты теоретических исследований при разработке метода расчета массы полимерной композиции, наносимой на поверхность стачиваемых материалов в области шва. Получена формула для объема полимерного материала, позво- ляющая рассчитать необходимую массу полимерной композиции, наносимой на поверхность швов стачиваемых материалов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРА

• 1.    Алимухамедова Б.Г., Ташпулатов С.Ш., Черунова И.В., Кадиров Т.Ж. Обеспечение прочностных свойств ниточных соединений в швейных изделиях: монография - Курск: изд-во ЗАО “Университетская книга”- 2020. - 96 с.

• 2.    Ташпулатов С.Ш., Черунова И.В., Андреева Е.Г., Алимухамедова Б.Г., Ганиева Г.А. Исследование и комплексная оценка эксплуатационных свойств ниточных соединений в системе "адрас + полимерный композит" / Известия Вузов. Технология текстильной

2018.- C.150-153.

• 3.    Ташпулатов С.Ш. Высокоэффективная ресурсосберегающая технология формообра зования и ВТО деталей одежды монография.-Ташкент: изд-во "Наука и технология" ("Фан ва технология").- 2018. – 101 с.

• 4.    Нутфуллаева Л.Н., Ташпулатов С.Ш., Черунова И.В. Использование полимерных композиций для повышения формоустойчивости деталей одежды Современные наукоемкие технологии, №2, 2016. – С. 24-26.

• 5.    Веселов В.В., Метелёва О.В. Роль химии в процессах изготовления швейных изделий // Российский химический журнал. – 2002. – XLVI, № 1. – С. 121–129.

• 6.    Устройство для нанесения полимерной композиции на стачиваемые детали швейных изделий / Ташпулатов С.Ш., Исроилова Б.Г., Бехбудов Ш.Х. [и др.] // Патент FAR №00885 от 07.02.2014 г.

• 7.    Исследование влияния химической обработки на ткани разреженных структур в рамках технологии     производства     одежды     /

  Б.Г.Алимухамедова, С.Ш.Ташпулатов, И.В.Черунова // В кн.: Техническое регулирование: базовая основа качества материалов, товаров и услуг [Электронный ресурс]: сб.науч.тр. / под ред. В.Т. Прохоров (пред.) [и др.]; Ин-т сферы обслуж. и предпринимательства (филиал) ДГТУ, 2017. – С. 411-416.

промышленности, Иваново, РФ. – №6 (378),