Разработка трикотажных материалов мембранного типа

Автор: Ковалев Валерий Наумович, Лобацкая Екатерина Михайловна

Журнал: Вестник Витебского государственного технологического университета @vestnik-vstu

Рубрика: Технология и оборудование легкой промышленности и машиностроения

Статья в выпуске: 2 (19), 2010 года.

Бесплатный доступ

В работе проведено исследование восьми вариантов трикотажных материалов мембранного типа, выработанных из полипропиленовых и полиэфирных комплексных нитей и хлопкополиэфирной пряжи. Оценка качества полотен проведена по показателям: поверхностная плотность, толщина, прочность, растяжимость, воздухо- и водопроницаемость, водопоглощаемость и намокаемость. По результатам ранговой комплексной оценки качества определен оптимальный вариант. Выбранный вариант полотна предложен для изготовления фильтров. Изготовленные фильтры переданы для проведения испытаний.

Свойства материалов, трикотажный материал, исследование материалов, оценка качества полотен, комплексные нити, трикотаж, полиэфирные нити, оценка качества, трикотажные переплетения, полипропиленовые нити, материалы мембранного типа, мембранные полотна, фильтры, хлопкополиэфирные пряжи, качество материалов, ранговая оценка

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/142184668

IDR: 142184668

Текст научной статьи Разработка трикотажных материалов мембранного типа

В настоящее время трикотажные изделия применяются практически во всех областях жизнедеятельности человека: в одежде и обуви, мебельно-декоративных материалах, технике, медицине, строительстве, авто-, самолето- и судостроении, геотекстиле и многих других. Благодаря использованию разнообразных структур и сырья получают полотна с заранее заданными свойствами. Одним из перспективных направлений является создание трикотажных полотен мембранного типа, которые могут быть использованы для фильтров, упаковочных материалов, теплоизоляционных оболочек, прокладок и пр. Такие же материалы применяются в современной рабочей и защитной одежде для МЧС, пожарных, рабочих химических предприятий, спортивной одежде и др.

Трикотажные полотна мембранного типа должны обладать определенными свойствами, а именно: пропускать влагу в одном направлении; быть проницаемыми для воздуха; в одежде отводить влагу от тела человека; сохранять тепловой баланс; по возможности быть формоустойчивыми.

Обеспечение этих требований может быть осуществлено путем рационального подбора вида сырья, структуры, режимов вязания и отделки трикотажа. Физикомеханические свойства трикотажа во многом зависят от свойств сырья, из которого он изготовлен. К волокнам и нитям, из которых вырабатываются трикотажные полотна, предъявляются следующие требования:

─ волокна для наружного слоя должны быть гигроскопичными, устойчивыми к внешним воздействиям и обладать высокой прочностью в мокром состоянии;

─ волокна для внутреннего слоя должны обладать минимальной гигроскопичностью и низкой смачиваемостью водой.

В трикотажном производстве могут быть использованы все виды пряжи и нитей. Среди химических наибольшее преимущество получили полиэфирные (ПЭ) и полипропиленовые (ПП) волокна, отличающиеся доступной дешевизной и многими положительными свойствами [1]. При проведении исследований для формирования наружного слоя была выбрана хлопкополиэфирная пряжа ( Т = 18,5 текс), для внутреннего – полипропиленовая ( Т = 19,4 текс) и полиэфирная пряжа ( Т = 12 текс).

На основе анализа существующих структур, способов получения многослойных трикотажных полотен [2] и проведения предварительных исследований были выбраны следующие структуры:

А ─ многослойный кулирный трикотаж с прессовым соединением основными нитями;

В ─ многослойный кулирный трикотаж с прессовым соединением основными нитями и прокладыванием уточных нитей;

С ─ многослойный кулирный трикотаж с прессовым соединением дополнительными нитями;

Д ─ многослойный кулирный трикотаж с прессовым соединением дополнительными нитями и прокладыванием уточных нитей.

Наработка опытных образцов проводилась на двухфонтурной машине «ОДЗИ» 16-го класса. Всего было выработано восемь вариантов полотен, характеристика которых представлена в таблице 1.

Таблица 1 ─ Характеристика экспериментальных полотен

Вариант	Структура	Сырьевой состав по системам	Линейная плотность, текс	Переплетение
1	2	3	4	5
1	А	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Фанг
		ПП	19,4 х 2	Кулирная гладь
		ПП	19,4 х 2	Фанг
2	В	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		Хлопок+ПЭ ПП	18,5 х 2 19,4 х 2	Фанг Уток
		ПП	19,4 х 2	Кулирная гладь
		ПП	19,4 х 2 19,4 х 2	Фанг Уток

Окончание таблицы 1

1	2	3	4	5
3	А	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Фанг
		ПЭ	12 х 3	Кулирная гладь
		ПЭ	12 х 3	Фанг
4	В	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		Хлопок+ПЭ ПЭ	18,5 х 2 12 х 3	Фанг Уток
		ПЭ	12 х 3	Кулирная гладь
		ПЭ ПЭ	12 х 3 12 х 3	Фанг Уток
5	С	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		ПЭ	12 х 3	Кулирная гладь
		ПЭ	12 х 3	Связующая
6	Д	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		ПЭ ПЭ	12 х 3 12 х 3	Кулирная гладь Уток
		ПЭ	12 х 3	Связующая
7	С	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		ПП	19,4 х 2	Кулирная гладь
		ПП	19,4 х 2	Связующая
8	Д	Хлопок+ПЭ	18,5 х 2	Кулирная гладь
		ПП ПП	19,4 х 2 19,4 х 2	Кулирная гладь Уток
		ПП	19,4 х 2	Связующая

Оценку качества полотен проводили по показателям: поверхностная плотность, толщина, разрывное усилие и удлинение, воздухопроницаемость и намокаемость. Полотна исследовались в суровом виде и после отделки, включающей операции: отваривание, промывку, сушку и стабилизацию. В таблице 2 приведены значения основных показателей физико-механических свойств готовых полотен.

Таблица 2 ─ Основные показатели свойств полотен после отделки

№ п/п	Наименование показателя	Вариант
№ п/п	Наименование показателя	1	2	3	4	5	6	7	8
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Поверхностная плотность, г/м²	381	358	344	369	393	487	428	470
2	Толщина, мм	1,57	1,71	1,61	1,66	1,95	2,14	1,94	2,08
3	Разрывное усилие, Н: по длине по ширине	294 470	343 559	559 461	617 598	735 451	774 598	715 598	676 755
4	Разрывное удлинение, %: по длине по ширине	26 14	32 35	21 13	58 44	67 29	29 63	47 36	73 73
5	Прочность при продавливании шариком, Н	706	627	676	676	774	990	804	1019

Окончание таблицы 2

Увеличение площади поверхности полотна, %

470

400

650

513

430

447

490

Усадка, %: по длине по ширине

14 9

7,5

13 8

Специфические свойства мембранных полотен оценивались по показателям воздухопроницаемости (прибор ВПТМ-2), водопроницаемости, водопоглащаемости и намокаемости (дождевальная установка FF-10). Исследования производили с лицевой и изнаночной стороны. Установлено, что в процессе отделки в основном произошло уменьшение исследуемых показателей, процент изменения ( П изм ) рассчитывался по формуле:

З - З

П изм = ^cJV^L • 100%’

Зс где Зс – значение показателя для суровых полотен;

З г – значение показателя для готовых полотен.

Для оценки изменения показателей при испытании с лицевой и изнаночной сторон определен коэффициент изменения ( К изм ), который рассчитывается по формуле:

З л

К изм ~

Зи где Зл – значение показателя, определенное с лицевой стороны;

З и – значение показателя, определенное с изнаночной стороны.

Значения показателей специфических свойств приведены в таблице 3.

Таблица 3 ─ Специфические показатели свойств полотен

№ п/п	Наименование показателя	Вариант
№ п/п	Наименование показателя	1	2	3	4	5	6	7	8
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Воздухопроницаемость, дм³/м²с
	лицо суровое	920	750	940	1040	1120	500	509	420
1	готовое	720	600	570	530	820	440	470	390
1	П изм	-22	-20	-39	-49	-27	-12	-7	-7
	изнанка суровое	1010	862	980	1000	950	522	537	522
	готовое	960	870	892	830	950	540	528	492
	П изм	-5	+1	-9	-17	0	+3	+2	-6
	Коэффициент
	изменения
	суровое	0,91	0,87	0,96	1,04	1,18	0,96	0,95	0,80
	готовое	0,75	0,69	0,64	0,64	0,86	0,82	0,89	0,79

Окончание таблицы 3

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Водопроницаемость, дм³/м²с лицо суровое	0,17	0,14	0,03	0,18	0,19	0,14	0,19	0,06
	готовое	0,09	0,09	0,07	0,07	0,04	0,04	0,1	0,13
	П изм	-47	-36	-46	-61	-79	-71	-47	-19
2	изнанка суровое	0,11	0,11	0,14	0,19	0,18	0,19	0,15	0,13
2	готовое	0,05	0,08	0,14	0,11	0,09	0,09	0,08	0,11
	П изм	-55	-27	0	-42	-50	-53	-47	-15
	Коэффициент изменения суровое	1,55	1,27	0,93	0,95	1,06	0,74	1,27	1,23
	готовое	1,8	1,12	0,5	1,57	0,44	0,44	1,25	1,18
	Водопоглощаемость, % лицо суровое	104	98	99	100	92	93	86	73
	готовое	92	78	73	76	73	68	69	51
	П изм	-12	-20	-26	-24	-21	-27	-31	-30
3	изнанка суровое	99	58	101	104	99	97	91	72
3	готовое	69	45	78	85	81	79	54	43
	П изм	-30	-22	-23	-18	-18	-19	-41	-40
	Коэффициент изменения суровое	1,05	1,69	0,98	0,96	0,93	0,96	0,94	1,01
	готовое	1,33	1,73	0,93	0,89	0,90	0,86	1,28	1,19
	Намокаемость, г/м² лицо суровое	316	217	293	301	337	383	345	321
	готовое	297	293	252	276	293	300	274	230
	П изм	-6	+35	-14	-8	-12	-22	-20	-28
	изнанка суровое	302	282	299	313	359	395	364	317
4	готовое	287	284	270	308	324	350	317	195
	П изм	-5	+1	-10	-2	-9	-11	-13	-38
	Коэффициент изменения суровое	1,05	0,77	0,98	0,96	0,94	0,97	0,95	1,01
	готовое	1,03	1,03	0,93	0,9	0,90	0,86	0,86	1,18

Как видно из таблицы, изменения свойств полотен после отделки составили:

─ по воздухопроницаемости при испытании с лицевой стороны до 50%, с изнаночной – до 17%; абсолютные значения показателя больше при испытании с лицевой стороны ( К изм = 0,64÷0,89 – для готовых полотен);

─ воздухопроницаемость при отделке значительно уменьшилась (до 80%), коэффициент изменения показывает, что изменения по воздухопроницаемости неоднозначны; аналогичные выводы можно сделать по показателям водопроницаемости и намокаемости.

По показателям качества была проведена также ранговая комплексная оценка качества, которая показала, что и по специфическим параметрам лучшим вариантом является образец № 8, выработанный из хлопкополиэфирной пряжи ( Т = 18,5 текс х 2) и полипропиленовой пряжи ( Т = 19,4 текс х 2) структурой Д (многослойный кулирный трикотаж с прессовым соединением дополнительными нитями и проложенными уточными нитями). Этот вариант был предложен для изготовления фильтров, используемых при фильтровании сыпучих материалов. Изготовленные фильтры переданы для испытаний.

Результаты проведенных исследований показывают, что при оценке качества трикотажных материалов мембранного типа необходимо учитывать такие специфические показатели, как воздухо- и водопроницаемость, водопоглощаемость, намокаемость и изменения этих свойств после отделки.

Эти показатели непосредственно оценивают пригодность материалов к использованию по назначению. В дальнейших исследованиях планируется расширить ассортимент мембранных полотен за счет использования нитей новых структур, а также провести маркетинговые исследования с целью изучения спроса потребителей.

Список литературы Разработка трикотажных материалов мембранного типа

Паращенко, В. Н. Текстильные химические волокна: учебное пособие/В. Н. Паращенко, Н. И. Гришко. -Минск: БГЭУ, 2003. -С. 99.
Поспелов, Е. П. Двухслойный трикотаж/Е. П. Поспелов. -Москва: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -С. 208.

Статья научная