CC BY
11
УДК 677.017
О. В. ОСТАПЧУК1, Г. С. САР1БЕКОВ2, О. Л. ТКАЧУК3
1Приватне акцiонерне товариство "Едельвжа" , м. Луцьк 2Херсонський нацюнальний технiчний унiверситет 3Луцький нацiональний техшчний унiверситет
ДОСЛ1ДЖЕННЯ Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПЛАТТЯНО-
КОСТЮМНИХ ТКАНИН
В cmammi розглянуто тканини cypoei та готовi платтяно-костюмного асортименту з бавовняно'1] змшаног (з разним вмiстом полiефiрних та бавовняних волокон) та полiефiрноi пряжi. Проведено до^дження з визначення показнитв, що характеризують гтетчт та експлуатацiйнi властивостi тканин. В результатi проведених випробувань встановлено, що зi збшьшенням вмiсту бавовняно'1' складово'1' в тканин зростае показник гiгроскопiчностi та знижуються показники розривального навантаження та стгйкостг до стирання. Введення в структуру тканини бавовняного волокна на два порядки знижуе величину питомого поверхневого електичного опору в порiвняннi з полiефiрною тканиною, причому зi збшьшенням вмкту бавовняного волокна вiд 33 до 67 % в тканин величина електричного опору змiнюеться незначно. Питомий вмкт складниюв сировинного складу незначно впливае на капшярнкть оздоблених до^джуваних тканин.
Ключов1 слова: пол1еф1р, бавовна, статична електрика, г1гроскотчтсть, катляртсть.
O. V. OSTAPCHUK1, G. S. SARIBEKOV2, O. L. TKACHUK3
1Private Joint Stock Company "Edelvika", c. Lutsk 2Kherson National Technical University 3Lutsk National Technical University
STUDY OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF SUITING FABRICS
Annotation
This article presents investigation of grey and finishing suiting fabrics made of cotton, blended (polyester and cotton) and polyester yarns.
The study to determine parameters characterize fabric hygienic and operating properties.
In response to testing it was established, that increasing cotton component in fabric enriches hygroscopic properties and reduces tensile strength index and wear resistance properties. Introduction of cotton fiber to fabric structure reduces index of surface resistivity hundred times in comparison to polyester fabric. However, if cotton fiber composes only 33-67% surface resistivity changes fractionally. Density of fabric components affects slightly wicking properties of finished cloth studied.
Keywords: polyester, cotton, surface resistivity, hygroscopic property, wicking property.
Вступ. Тканини для виробництва одягу повинн вщповщати ряду вимог, головними серед яких е ппешчшсть та зносостшшсть. Ппешчш властивосп визначають стушнь нешквдливосп тканин для оргашзму людини i р1вень комфортносп пвд час 1х експлуатацп. Ппешчш переваги або недолши тих або шших тканин перш за все залежать ввд фiзико-хiмiчних властивостей волокон.
До ппенчних властивостей тканин вщносяться таю показники як пгроскошчшсть, повггропроникшсть, електризовашсть та ш. Для визначення ппенчносп текстильних матерiалiв слщ дослвджувати також 1хш кашлярш властивосп, яш дозволяють отримати уявлення про процеси вологопереносу (здатшсть тканини вбирати краплинно-рiдку вологу), що впливають на пдодяговий мжроктмат та визначають комфортнiсть одягу.
Пгроскошчшсть - здатшсть тканини поглинати (адсорбувати) з навколишнього середовища вологу i ввддавати и. Цей показник залежить ввд виду волокна, структури тканини, виду оздоблення, температури i вологосл навколишнього середовища.
В даний час виготовляеться велика шльшсть синтетичних тканин. Вони мають ряд переваг: високу механiчну мiцнiсть; стiйкi до стирання, до ди хiмiчних i бiологiчних чинник1в; володiють антибактерiальними властивостями та ш. До недол1к1в сл1д вщнести низьку гiгроскопiчнiсть та висока електризовашсть.
Електризовашсть - показник електростатичних властивостей, який характеризуеться здатнiстю текстильного матерiалу накопичувати заряди статично! електрики. Насл1дком високо! електризацп пiд час експлуатацп текстильного виробу е його прилипания до тiла (особливо в сухому середовищ^, що знижуе естетичшсть виробу та викликае неприемнi ввдчуття. Крiм того, вироби, як1 легко електризуються, швидко забруднюються, спричиняють неприемш електричнi удари, потрiскуваиия i
навиъ юкршня. Мехашзм електростатичного впливу на людину ще до шнця не з'ясований. Вiдомо, що, з одного боку, позитивне електричне поле на поверхш шк1ри людини викликае ряд патологiчних реакцiй з боку нервово!, серцево-судинно! та iнших систем оргашзму; з iншого боку, поле статично! електрики негативно! полярносп чинить сприятливу дiю на органiзм.
Електростатичш властивостi текстилъних матерiалiв прийнято оцшювати за питомим поверхневим електричним опором, який виражаетъся в омах. Вважають, що гранично допустимою величиною питомого електричного опору, при якому не виникае незручностей при експлуатацп одягу з текстилъних матерiалiв, е 1010-1012 Ом.
Експлуатацiйними називаються властивостi, вщ яких залежить термiн служби тканин. До них вщносяться мiцнiстъ тканини на розрив, подовження пiд час розриву, стшшсть до стирання та ш. Бавовнянi тканини характеризуються вщносно низьким розривальним навантаженням при розтягуванш, вкладення ж полiефiрних волокон значно покращуе механiчну мiцнiстъ тканини.
Постановка завдання. Метою дано! роботи е дослщження впливу волокнистого складу текстильних матерiалiв на !х гiгiенiчнi та експлуатацшш властивостi.
Об'екти та методи дослщження. Дослiдження проводилися на декоративних та платтяно-костюмних тканинах виробництва ПРАТ «Едельвжа» (м. Луцьк), як виготовляються iз натурально! (бавовна), змшано! (з рiзним вiдсотком бавовняних i полiефiрних волокон) та синтетично! (полiефiр) пряж1. Технологiчний режим оздоблення дослщжуваних тканин (ТПК-168, ТПК-192, ТПК-190, ТПК-162) включав наступнi технологiчнi процеси: вщварювання на основi !дкого натрiю; ввдбшювання iз застосуванням перекису водню i оптичних вiдбiлювачiв на роликовому апарал перiодично! дi! - джигерi ^рми "MCS" (Iталiя)), а також заключне оздоблення на сушилъно-ширилънiй машинi фiрми "Stantex" (Нiмеччина).
Тканини з полiефiрно! пряж! (ТДК-64) оздоблюються наступним чином: ввдварювання на основi кальциновано! соди та ПАР, вiдбiлювання за допомогою оптичного вiдбiлювача та заключного оздоблення на сушильно-ширильнш машинi.
Характеристика дослщжуваних тканин представленi в табл. 1.
Таблиця 1
Характеристика дослщжуваних платтяно-костюмних тканин_
Тканина Тканина Тканина Тканина Тканина
декоративна, платтяно- платтяно- платтяно- платтяно-
Показник арт.ТДК-64 костюмна, костюмна, костюмна, костюмна,
«Майя» арт.ТПК-162 арт.ТПК-190 арт.ТПК-192 арт.ТПК-168
«Колорит» «Ошкс» «1нд1го» «Любава»
Питомий вмют складник1в 100 67/33 52/48 33/67 100
волокнистого складу, % ПЕ ПЕ/Бавовна ПЕ/Бавовна ПЕ/бавовна Бавовна
Лшшна щ1льшсть пряж1,
текс
по основ1 20х2 20х2 29х2 20х2 20х2
по утоку 20х2 20х2 29х2 20х2 20х2
Крутка, сукань на 1 м 575 680 430 667 656
Вид переплетення полотняне полотняне полотняне полотняне полотняне
Поверхнева щ1льшсть, г/м2 165 149 156 156 131
Яшсть тканин ощнювали за показниками, як1 характеризують ппешчш та експлуатацшш властивосп тканин: питомий поверхневий електричний onip (Ом), пгроскошчшсть (%), кашляршсть (мм), розривальне навантаження (Н), число цикл1в стирання (цикли).
Визначення питомого поверхневого електричного опору здшснювали в1дпов1дно до ГОСТ 19616-74 «Ткани и трикотажные полотна. Метод определения удельного поверхностного электрического сопротивления» на прилад1 марки ИЭСТП-1. Дослщження проводили в стандартних ктматичних умовах (ф=65±2%, t=20±2°C). Пгроскошчшсть та кашляршсть визначали за ДСТУ ГОСТ 3816:2009 (ИСО 811-81) «Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств. (ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81), IDT)». Пгроскошчшсть визначали при вологосп 98±1% впродовж 4 годин. Кашляршсь вим1рювали на прилад1 PU-4. Розривальне навантаження визначали за ГОСТ 3813-72 «Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении» на розривальнш машиш РМ-250М. Число циктв стирання (цикли) проводили зпдно з ГОСТ 18976-73 «Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию» на двоголовковому прилад1 для випробування на стшшсть до стирання ДИТ-М.
Результати дослвджень. В табл. 2 представлено результата вим1рювання ф1зичних властивостей дослвджуваних тканин.
Таблиця 2
Фiзичнi властивосп дослвджуваних платтяно-костюмних тканин_
Питомий поверхневий Гiгроскопiчнiсть, Кашляршсть,
№ Артикул електричний отр, Ом % мм
п/п сурова готова сурова готова сурова готова
тканина тканина тканина тканина тканина тканина
1 ТДК-64 2,54010 4,3^1012 1,4 2,1 82 151
2 ТПК-162 9,1 • 108 5,6^109 7,8 9,3 9 154
3 ТПК190 5,9408 2,4^109 9,9 11,0 1,4 160
4 ТПК-192 2,4-108 1,1109 11,9 12,1 0 158
5 ТПК-168 8,4107 9,0^108 19,7 20,6 0 163
Аналiз результата показав, що полiефiрна тканина (ТДК-64) характеризуеться найбiльшим показником питомого поверхневого електричного опору i становить для готово! тканини 4,3-Ш12 Ом, бавовняна тканина (ТПК-168) вiдповiдно 9,0408 Ом. Високий питомий електричний поверхневий отр е основною причиною електризацi! тканини. Встановлено, що додавання бавовняного волокна до полiефiрного сприяе зменшенню показника питомого поверхневого електричного опору на два порядки, причому зi збшьшенням вмiсту бавовняного волокна вiд 33 до 67 % в тканиш величина електричного опору змiнюеться незначно.
Накопичення статично! електрики залежить вщ iнтенсивностi виникнення зарядiв та умов спкання. Iнтенсивнiсть виникнення зарядiв визначаеться фiзико-хiмiчними властивостями текстильних матерiалiв, процес стiкання - в основному електричними властивостями. Чим менший питомий поверхневий електричний ошр i чим бшьша провiднiсть, тим менша електризованiсть волокна. Зниження показника питомого поверхневого електричного опору в текстильних матерiалах з сумiшi полiефiрного волокна з бавовняним (ТПК-162, ТПК-190, ТПК-192) досягаеться завдяки тому, що целюлоза здатна добре сорбувати вологу, утворюючи на поверхш волокна електропровiдний шар. Зменшення негативного впливу пов'язаного з електростатичними зарядами також може бути пов'язане iз тим, що бавовняне та полiефiрне волокна мають протилежнi за значенням потенцiали, як1 компенсують один одного.
Порiвнюючи показники питомого поверхневого електричного опору сурових та оздоблених тканин можна вщмггити незначне зростання для уах приведених зразк1в, оскiльки накопичення статично! електрики ввдбуваеться в результата тертя мiж рiзними поверхнями (тканини та робочими органами машини).
Найкращу здатнiсть вбирати вологу з навколишнього середовища мае готова бавовняна тканина (ТПК-168), про що сввдчить показник пгроскошчносп, який складае 20,6 %. Для полiефiрно! тканини (ТДК-64) цей показник значно нижчий - 2,1 %, оскшьки адсорбцiя на полiефiрному волокнi вiдсутня. Тканини з високою пгроскошчшстю являеться регулятором тепла мiж тiлом людини i навколишнiм середовищем. Процес адсорбцп та конденсацi!' парiв води супроводжуеться видiленням велико! кшькосп тепла, яке компенсуе зниження температури навколишнього середовища. При цьому видшення тепла вiдбуваеться не миттево, а протягом певного часу, що забезпечуе комфорт пвд час експлуатацi! виробiв iз вмiстом саме натуральних, а не синтетичних волокон [1]. Зi збiльшенням вмiсту бавовняного волокна в тканиш, показник пгроскошчносп знижуеться, ця залежнiсть спостерiгаеться як в готових, так i у сурових тканинах (ТПК-162, ТПК-190, ТПК-192).
Як видно з табл. 2 показники пгроскошчносп сурових тканин лише на 0,7-1,5 % нижчi в порiвняннi з готовими, це можна пояснити ввдсутшстю операцп шлiхтування та парафшування пряжь Таким чином, гiгроскопiчнiсть залежить не лише ввд виду волокна але i вiд структури тканини та виду обробки.
Порiвнюючи показники питомого поверхневого електричного опору та пгроскошчносп, робимо висновок, що зi зменшенням пгроскопчносп питомий поверхневий електричний опiр зростае.
Кашлярш процеси в текстильних матерiалах можливi завдяки !х пористiй структурi i характеризуються сумарним ефектом кашлярного проникнення в нитки та кашлярш промiжки мгж ними.
Важливими факторами, яш впливають на показники кашлярносп, е природа та структура пряж1, з яко! виготовлена тканина, а саме !! лiнiйна щiльнiсть, крутка та хiмiчний склад, також поверхнева щшьшсть тканини та вид переплетення [2]. З табл. 1 видно, що для даного дослщження вибрано тканини з однаковою лшшною щiльнiстю пряж1 як в основ^ так i в утоку - 20х2 текс, крiм зразка ТПК-190 - 29х2 текс, показник крутки знаходиться для вах зразк1в в межах 620±50 сукань на метр, вс зразки мають полотняне переплетення та поверхнева щшьшсть становить в середньому 150 г/м2. Це дае нам змогу проаналiзувати вплив саме волокнистого складу на показник кашлярносп дослщжуваних тканин.
Низьш показники кашлярносп, тобто ввдсутшсть змочуваностi, спостергiаемо на суровш бавовнянiй (ТПК-168) та змшанш (ТПК-192) тканинах, оск1льки присутнi на бавовняному волокнi супутнi природнi домшки, заважають проникненню вологи всередину волокна. Найб№ший показник
кaпiляpнoстi сеpед сypoвиx ткaнин спoстеpiгaeмo нa ткaнинi вигoтoвленiй зi 100 % пoлiефipнoï пpяжi. Це мoжнa пoяснити тим, щo вoлoкнa пoлiефipy, як i бaвoвнянi вoлoкнa мэють пopистy стpyктypy. Iснye пpaктикa зниження кpистaлiчнoстi пoлiефipy шляxoм змiни дого стpyктypи тa xiмiчнoгo склaдy [3]. Kpiм тoгo мoжливo вiдстaнь м1ж ниткaми лежить в межax paдiyсy мaкpoкaпiляpiв, щo спpияe збiльшенню ви^ти кaпiляpнoгo шдняття [2]. Пoкaзник кaпiляpнoстi гoтoвoï пoлiефipнoï ткaнини (TДK-64) зтачш бiльший в пopiвняннi з сypoвoю i стaнoвить 151 мм, oскiльки пiд чaс oздoблення з тганини вивoдяться зaмaслювaчi тa aвiвaжнi pечoвини, як1 неoбxiднo нaнoсити нa ^яжу пвд чaс ïï вигoтoвлення, з метою зниження нaкoпичення стaтичнoï елекфики нa пoвеpxнi вoлoкнa.
В ^o^ri пiдгoтoвки целюлoзнoгo вoлoкнистoгo мaтеpiaлy змшюеться йoгo стpyктypa, пoвеpxня звiльняeться ввд дoмiшoк, зoкpемa вiдкpивaються пopи, з'являються мiкpoтpiщини, знижyeться внyтpiшня нaпpyгa, яга викликae неpiвнoмipнiсть влaстивoстей, зaбезпечyючи пpoникнення вoлoги всеpединy вoлoкнa. Цим шяснюеться пiдвищення пoкaзникa кaпiляpнoстi для гoтoвoï бaвoвнянoï ткaнини (TПK-1бS) - 163 мм. Як видш з тaбл. 2 кaпiляpнiсть ткaнин, вигoтoвлениx зi змiшaнoï пpяжi, змiнюeться незнaчнo i знaxoдяться нa oднoмy piвнi.
В тaбл. 3 пpиведенi pезyльтaти шгазнишв, щo вiдoбpaжaють дiю стиpaючиx тa poзpивaльниx нaвaнтaжень, a тaкoж ïx змiнy пiсля oздoблення ткaнини.
Taблиця 3
MexaHÍ4HÍ влаcтивоcтi доcлiджуваних платтяно-костюмних тканин_
№ п/п Poзpивaльне нaвaнтaження, H Числo цикл1в стиpaння, цикли
Apтикyл сypoвa тганита гoтoвa ткaнинa сypoвa гoтoвa
oснoвa УТОК oснoвa уток ткaнинa ткaнинa
1 ^K-64 1590 1100 11б8 1222 5299 59S0
2 TПK-1б2 944 930 94S 9б5 4024 40SS
3 TПK-190 S40 S91 S52 S9S 32S5 3б50
4 TПK-192 494 50б 502 529 211б 2914
5 TOK-16S 392 39б 401 3S5 134S 1S09
Tкaнинa, виpoбленa iз пoлiефipниx вoлoкoн (TДK-64) xapaктеpизyeться нaйбiльшoю стiйкiстю дo витиpaння тa до poзpивaльнoгo нaвaнтaження, бaвoвнянa ткaнинa (TПK-168) - нaйменшoю. Пoкaзники змiшaниx тганин свiдчaть пpo пpямoпpoпopцiйнy зaлежнiсть величини poзpивaльнoгo нaвaнтaження тa числa циктв стиpaння вiд вмiстy y ткaнинax пoлiефipниx вoлoкoн - зi зб№шенням кiлькoстi пoлiефipнoгo вoлoкнa y тганиш збiльшyeться ïï знoсoстiйкiсть. У всix зpaзкax змiшaниx ткaнин ( THK-162, TПK-190, TПK-192) пiсля oздoблення спoстеpiгaeться незнaчне (нa 1-3 %) пвдвищення пoкaзникa poзpивaльнoгo нaвaнтaження в пopiвняннi з сypoвoю ткaнинoю, як ш oснoвi, тaк i ш yтoкy. Пiсля oздoблення пoлiефipнoï' тганини пoкaзник poзpивaльнoгo нaвaнтaження зpiс та 11 %. П1двищення poзpивaльнoгo нaвaнтaження e pезyльтaтoм зсiдaння ткaнини в pезyльтaтi пoпеpеднix oбpoбoк.
Bmciiobkm. TaR^ чинoм, пpoведенi дoслiдження з визтачення пoкaзникiв, щo xapaктеpизyють гiгieнiчнi влaстивoстi тa мiцнiсть нa poзpивaння тa стиpaння ткaнин з бaвoвнянoгo, пoлiефipнoгo вoлoкoн тa ïx сyмiшей. Aнaлiзyючи oтpимaнi pезyльтaти, встaнoвленo, щo тганини, як1 склaдaються лише з нaтypaльниx вoлoкoн, мэють нaйменшy стiйкiсть дo теpтя i нaйкpaщi гiгieнiчнi пoкaзники - нaйменший пoкaзник питoмoгo пoвеpxневoгo електpичнoгo oпopy, висoкy гiгpoскoпiчнiсть i кaпiляpнiсть. Tкaнини, y склaдi якж лише пoлiефipнi вoлoкнa, нaвпaки, xapaктеpизyються висoкoю мiцнiстю нa poзpивaння тa стиpaння, висoкoю кaпiляpнiстю i гipшими гiгieнiчними пoкaзникaми.
Pезyльтaти пpoведенoгo дoслiдження свiдчaть пpo дoцiльнiсть збaлaнсoвaнoгo пoeднaння гiгieнiчниx тa експлyaтaцiйниx влaстивoстей текстильниx мaтеpiaлiв, щo дoсягaeться шляxoм зaстoсyвaння ткянин зi змiшaним вoлoкнистим склaдoм.
Лiтература
1. Бaлaшoвa T. Д. Отделга шелтовьи ткaней: [yчебник для сpедн. спец. yчеб. зaведений] I T. Д. Бaлaшoвa, H.E. Бyлyшевa, И.В. Пoпикoв. - М. : Легпpoмбытиздaт, 1986. - 376 с.
2. Бpaслaвский В.А. Kaпилляpные ^o^^bi в текстильныx мaтеpиaлax / В.А. Бpaслaвський - М. : Легпpoмбытиздaт, 1987. - 112 с.
3. Kpичевский Г. E. Химическaя теxнoлoгия текстильныx мaтеpиaлoв / Г.E. Kpичевский, М.В. Kopчaгин, А.В. Cенaxoв - М. : Легпpoмбытиздaт, 1985. - б40 с.
