Разработка заправочных характеристик и исследование свойств эластомерного трикотажного полотна

Установление заправочных характеристик и исследование свойств эластомерного трикотажного полотна – один из важных аспектов разработки технологии производства кроеного медицинского компрессионного рукава, предназначенного для профилактики и лечения послеоперационных отеков верхней конечности больных раком молочной железы.

Анализ литературных источников, медико-технических требований к компрессионному рукаву и поисковые исследования, проведенные в УО «ВГТУ» совместно с УО «ВГМУ» [1,2,3], позволили произвести обоснованный выбор сырьевого состава, переплетения полотна и установить его заправочные характеристики.

Полотно для компрессионного медицинского изделия должно быть достаточно прочным и износостойким, эластичным, гигиеничным, не оказывать вредного, в том числе и аллергического воздействия на кожу пациента. Обеспечение требуемого комплекса свойств полотна предусматривает рациональный выбор его сырьевого состава, переплетения, заправочных характеристик, технологии и оборудования для вязания, крашения и отделки. Полотно предлагается вырабатывать из сочетания хлопчатобумажной пряжи и эластомерных нитей спандекс кулирными платированными переплетениями на базе глади или ластика. Хлопчатобумажная пряжа является основным видом сырья и формирует грунт полотна, обеспечивая его прочностные и гигиенические показатели. Эластомерная нить спандекс ввязывается в структуру грунта для обеспечения эластичности полотна и изделий из него. Весьма значимым фактором, определяющим свойства трикотажа, является вид переплетения. Для изготовления эластомерных полотен и компрессионных изделий в литературных источниках рекомендуется применять кулирные или основовязаные уточные, футерованные и платированные переплетения [4]. Кулирный трикотаж применяется чаще. На рисунках 1, 2, 3 представлены графические схемы и продольные разрезы трикотажа наиболее распространенных структур: уточного на базе ластика 1+1, футерованного и платированного на базе глади. Эластомерная нить в структуру ластика 1+1 может быть проложена как поперечная уточная (рисунок 1). Уточная нить образует только протяжки, ориентированные вдоль петельного ряда, и защемлена между петельными палочками лицевых и изнаночных петель. При этом эластомерная нить контактирует с грунтовой только в точках а и б .

1 – нить грунта; 2 – уточная нить

Рисунок 1

Трикотаж такой структуры обладает высокой эластичностью, обеспечиваемой, главным образом, за счет эластомерной уточной нити. Недостатком его является слабое закрепление эластомерной уточной нити в структуре полотна.

В структуре футерованного трикотажа на базе глади (рисунок 2) эластомерная футерная нить образует поочередно то наброски а к игольным дугам в петель грунта, то протяжки б, пересекающие петельные палочки г петель грунта с изнаночной стороны. Футерная нить по сравнению с уточной более изогнута. Наброски а и протяжки б футерной нити располагаются с изнаночной стороны. В местах перехода из наброска в протяжку в точках о футерная нить огибает протяжку петли грунта с лицевой стороны, что и обеспечивает более прочное закрепление ее в петельной структуре трикотажа по сравнению с уточной.

1 – нить грунта; 2 – футерная нить

Рисунок 2

Особенностью структуры и процесса вязания эластомерных платированных полотен является совместное провязывание в петлю обеих нитей: хлопчатобумажной пряжи грунта и эластомерной покровной нити. В структуре платированной глади (рисунок 3) каждая петля образована из двух нитей: грунтовой и покровной. Эластомерная покровная нить выходит на лицевую сторону петли, а хлопчатобумажная грунтовая – на изнаночную сторону. При этом обе нити провязаны в петлю, благодаря чему обеспечивается наиболее прочное закрепление дополнительной, покровной, нити в структуре грунта по сравнению со структурами уточного и футерованного трикотажа. Контакт между петлями обеспечивается не только в точках о , но и по контуру петли.

1 – нить грунта; 2 – покровная нить

Рисунок 3

Прочность закрепления эластомерной нити в структуре полотна особенно важна для кроеных изделий. Недостаточное закрепление эластомерной нити может привести к выскальзыванию ее из петельной структуры на срезах деталей кроя и в швах изделия при его растяжении и эксплуатации. В результате нарушения структуры полотна вблизи шва ухудшается качество изделия, изменяются его компрессионные свойства. Такое явление наиболее вероятно в полотнах уточных переплетений, при ввязывании эластомерной нити по типу поперечной уточной. Менее вероятно в полотнах футерованных переплетений и почти исключено в структурах гладкого платированного трикотажа. Поэтому в настоящей работе принято решение использовать платированные переплетения на базе глади и ластика для вязания эластомерных полотен. В структуру кулирной глади эластомерная нить ввязывается во все петли каждого петельного ряда, а в структуру ластика – только в петли одной стороны.

Важными технологическими параметрами, определяющими надежность процесса вязания и свойства готового полотна, являются его заправочные характеристики: линейная плотность применяемого сырья, длина нити в петле, число петельных рядов и петельных столбиков на 100 мм. Для вязания эластомерного полотна на базе платированной кулирной глади выбрана хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 16,5 текс и эластомерная нить спандекс 8 текс. Заправочная длина нити в петле для хлопчатобумажной пряжи принята равной 4 мм и определена с учетом рекомендуемого линейного модуля петли для полотен бельевого назначения. По рекомендациям проф. Шалова И.И. [5] линейный модуль петли для бельевых полотен равен 21-28 и выбирается из данного диапазона в зависимости от сырьевого состава и вида переплетения. Вязание полотна выполнялось на кругловязальной одноцилиндровой машине «Реланит 3.2» 28 класса на ОАО «Свитанок» г. Жодино. В ходе предварительного эксперимента установлены оптимальные параметры подачи нити спандекс. Длина нити спандекс в петле принята равной 1,3 мм. Число петельных столбиков на 100 мм – 175, петельных рядов – 250. Поверхностная плотность сурового полотна 260 г/м2. Крашение и отделка полотна выполнены в соответствии с технологическим режимом предприятия, разработанным для бельевых полотен из хлопчатобумажной пряжи в сочетании с эластомерными нитями.

Для готового полотна выполнены исследования его физико-механических свойств и определены следующие показатели: поверхностная плотность, число петельных рядов и петельных столбиков на 100 мм, толщина, прочность, растяжимость при нагрузках меньше разрывных, изменение линейных размеров после мокрых обработок, остаточная деформация. В исследованиях использованы типовые методики с некоторыми дополнениями, позволяющими получить более полную информацию о свойствах полотна. Фактическая поверхностная плотность, число петельных рядов и петельных столбиков на 100 мм определены не только для готового полотна, но и для полотна после ручной и машинной стирки. Определение изменения линейных размеров полотна после мокрых обработок выполнено для двух видов стирки: ручная и машинная. Прочность полотна оценивалась при испытаниях по двум методикам: продавливание шариком и одноосное растяжение полоски полотна до разрыва. Исследования растяжимости полотен выполнены по двум методикам: по методике определения разрывных характеристик при одноосном растяжении полоски полотна с записью кривой растяжимости и по методике определения растяжимости полотна при нагрузках меньше разрывных для полоски полотна, сшитой в кольцо при нагрузке 600 сН. Необратимая деформация полотна определялась по методике растяжения полоски полотна, сшитой в кольцо при нагрузке 600 сН.

Основные результаты исследований свойств эластомерного полотна представлены в таблице.

Таблица – Показатели свойств эластомерного полотна

Анализ полученных результатов показывает, что полотно имеет стабильную структуру. Поверхностная плотность, число петельных рядов и столбиков на 100 мм почти не меняются после ручной и машинной стирки. Показатели изменения линейных размеров после мокрых обработок ниже 2%, следовательно, полотно относится к безусадочным. Прочность вдоль петельных столбиков при разрыве полоской выше нормативного показателя для трикотажных полотен (норма – не менее 8000 сН). Остаточные деформации не превышают 5%. Полотно обладает хорошей растяжимостью и эластичностью, о чем косвенно говорят высокие показатели разрывного удлинения, увеличения поверхности при продавливании шариком и небольшие значения остаточной деформации. Таким образом, по комплексу показателей полотно соответствует общим требованиям к трикотажу для компрессионных изделий. Соответствие его по специфическим показателям, характеризующим полотно с точки зрения обеспечения компрессионного действия, требует дополнительных исследований.

Методика проектирования компрессионных изделий основана на применении теории расчета упругих оболочек и предусматривает учет растяжимости и жесткости полотна [4]. Для получения более полной информации о поведении полотна при растяжении целесообразно провести дополнительные исследования его растяжимости по разным методикам: одноосном растяжении полоской, полоской, сшитой в кольцо, двухосном растяжении при различных значениях нагрузки.