CC BY
40
А. Н. СИЛАЕНКОВ 3. Е. НАГОРНАЯ Р. X. САЛО
Омский государственный технический университет
Омский государственный институт сервиса
УДК 675.6
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕХА МОРСКИХ ЖИВОТНЫХ С ЦЕЛЬЮ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ
НА ОСНОВАНИИ ДАННЫХ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ В ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКАХ, ВЫЯВЛЕНЫ ОСОБЕННОСТИ МИКРОСКОПИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ КОЖЕВОЙ ТКАНИ И ВОЛОСЯНОГО ПОКРОВА МОРСКИХ ЖИВОТНЫХ. ПРОВЕДЕННЫЕ В ИССЛЕДОВАНИИ ОПЫТНЫЕ ПРОМЕРЫ ДЛИН ОСТЕВЫХ ВОЛОС ПОЗВОЛИЛИ ОПРЕДЕЛИТЬ РАЗМЕТЫ И ГРАНИЦЫ ТОПОГРАФИЧЕСКИХУЧАСТКОВ. ПРОВОДИТСЯ РАЗРАБОТКА НЕРАЗРУ-ШАЮЩЕЙ МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ МЕХОВОГО ПОЛУФАБРИКАТА, С ТЕМ, ЧТОБЫ ПО ЭТОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ПРОГНОЗИРОВАТЬ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА МЕХА.
Мех морских животных является сегодня одним из самых популярных. Использование его в меховой промышленности существенно возросло за последнее время. Несколько лет назад в ассортименте изделий из меха морского котика и тюленей преобладали головные уборы, сейчас актуальны мужские и женские пальто и полупальто. Резко возрос спрос на воротники, так как этот вид меха очень хорошо вписывается в качестве отделок для пальто и курток из кожи и текстильных материалов. Отделочные элементы из меха тюленя присутствуют и в аксессуарах: сумках, ремнях, перчатках.
Короткий прямой волос с серебристым блеском, природный рисунок, естественная окраска от светло-серых до зеленовато-бурых тонов - эти качества чрезвычайно привлекают художников-модельеров. Для потребителей этот мех удобный и очень эффектный, пластичный и фор-моустойчивый. Мех морских животных обладает высокой износостойкостью и хорошими теплозащитными свойствами.
И вместе с тем мех морских животных специфичен и требует особого подхода к технологическим процессам выделки, проектирования и изготовления изделий. Износостойкость меха существенным образом зависит от методов обработки изделий. Это связано с тем, что остевые волосы тюленей жесткие и ломкие, так как не имеют сердцевинного слоя. Поэтому методы изготовления, пригодные для меха норки, совершенно неприемлемы для меха морского зверя.
Волосяной покров морских животных отличается относительной топографической однородностью по сравнению с наземными животными. Разница в высоте остевых и пуховых волос, густоте волосяного покрова практически незаметна. Окраска животных имеет индивидуальную, видовую и половозрастную изменчивость. Топографическая изменчивость выражена очень слабо [5].
По данным исследований Соколова В.Е. [6], у морских котиков (самцов) до £ лет длины остевых волос различаются незначительно (3-5 мм), лишь на череве средняя длина ости заметно меньше, чем на других частях тела. У самцов 5 лет и старше развивается грива и поэтому средняя длина остевых волос загривка и спины резко отличается от длины ости на других анатомических участках. Средняя длина пуховых волос морских котиков сходна у различных возрастных групп и в разных участках тела, за исключением брюшной области, где пух короче на 30 %. Поэтому шкурки морских котиков старше 5 лет обычно используют в щипаном виде.
Авторами проведены исследования с целью определения характеристик волосяного покрова морских животных. Были исследованы шкурка морского котика выделан-
ная, нестроганая и шкурка тюленя выделанная, строганая, окрашенная. По всей площади шкурок наносили сетку из квадратов 2x2 см через 1 см. Из каждого квадрата выщипывали остевые волосы вместе с луковицей и измеряли с помощью линейки. Полученные измерения согласуются сданными Соколова В.Е. [6]. Остевые волосы на загривке шкурки морского котика самые длинные (1,9-2,32 см), что соответствует 5-летнему возрасту животного. Самые короткие (0,74-0,9 см) в области, примыкающей к ластам. Визуально границы участков с разной высотой остевого волоса незаметны. Для получения топографии с учетом длины волоса применялось условное закрашивание квадратов с одинаковой длиной остевого волоса. И на этой схеме границы просматривались отчетливо. Среди топографических участков можно выделить следующие: хребет, спина, огузок, загривок, бок тела, грудь, черево, область ласт.
Волосяной покров тюленей более равномерный по длине и менее густой, чем у морского котика. Промеры остевых волос выделанной шкурки тюленя не позволили четко определить границы топографических участков. На шкурках тюленей так же можно выделить зоны с большей длиной остевых волос. Но в отличие от шкур морского котика размещаются они в несколько других топографических участках, например, на груди и череве. Наибольшая густота волос тюленей отмечена [7] в области загривка и огузка, наименьшая - на боках тела и череве.
Микроскопическое строение кожевой ткани шкур морских животных имеет ряд характерных особенностей:
- вся дерма пронизана жировыми железами и общее количество жира отрицательно сказывается на качестве волосяного покрова и готового полуфабриката в целом;
- сильное развитие в дерме эластиновых волокон также отрицательно влияет на физико-механические свойства кожевой ткани.
В дерме кожевой ткани морского котика в области сосочкового слоя сильно развитая эластиновая сеть образует густые сплетения вокруг волосяных сумок, благодаря чему волосы прочно закрепляются в кожном покрове. По всей остальной части дермы эластиновые волокна очень многочисленны и в основном проходят вдоль пучков коллагеновых волокон. Эластиновое волокно, пцчходя к кол-лагеновому, разветвляется на мелкие волоконца, которые густо оплетают коллагеновый пучок в форме сеточки [6].
Кожный покров тюленей несколько отличается от кожного покрова морских котиков, в частности, сеть эластиновых волокон развита слабее [7],
Из ранее проведенных исследований известно, что эластиновые волокна обусловливают при жизни животного эластичность тканевых структур. Совершенно иные
свойства они приобретают в Обезвоженном состоянии. Из элементов, обладающих высокой эластичностью, они превращаются в прочные, нерастяжимые волокна. Образуется своеобразный «каркас», лишающий шкурку пластичности, мягкости и придающий ей жесткость [8].
Кроме того, по сравнению с коллагеном, эластин более устойчив к действию кислот и щелочей. Это создает дополнительные трудности при выделке шкур морских животных.
Специфической особенностью шкур морских животных является большая толщина кожевой ткани, которая обуславливает достаточно большую массу изделия.
Толщина кожевой ткани по топографическим участкам неоднородна. В литературных источниках [7] имеются сведения о толщине кожи в разных анатомических участках каспийского тюленя. Наибольшей толщины кожа достигает в области груди (5,31 мм) и черева (6,09 мм), наименьшая толщина на загривке (3,00 мм) и огузке (4,17 мм). На боковых частях тела толщина кожи занимает промежуточные значения.
Для улучшения физико-механических свойств выделанных шкур, таких как мягкость и пластичность, в технологическом процессе их подвергают строганию, удаляя большую часть сетчатого слоя и, вместе с тем, излишнюю толщину дермы.
Ограничением утонения является глубина залегания волосяных луковиц, нарушение которой влияет на прочность закрепления волоса с кожевой тканью. При их нарушении появляется дефект - теклость волоса. Проведенные исследования показали, что глубина залегания волосяных луковиц тюленей составляет лишь 20-30 % толщины дермы [4], поэтому строгание до допустимого предела не оказывает влияния на прочность связи волоса с кожевой тканью. Тонкая кожевая ткань характеризуется лучшими пластическими свойствами, но при этом уменьшается тепловое сопротивление и одежда из такого меха становится менее теплой.
При проектировании изделий важно учитывать свойства данного вида меха. В настоящее время наблюдается традиционный подход без учета его специфических свойств. В результате полученные изделия не всегда удовлетворяют предъявляемым требованиям. Недостаточные прибавки на свободное облегание, зауженная конструкция плечевого пояса снижают срок эксплуатации изделий из шкур с тонкой или жесткой кожевой тканью. Поскольку толщина оказывает существенное влияние на массу шкур, необходимо учитывать ее на различных участках конструкции изделий, в противном случае может нарушиться равновесность изделия. Нерационально подобранный пакет материалов приводит к тому, что в изделии снижаются теплозащитные свойства или, наоборот, неоправданно увеличивается масса изделия.
Все вышесказанное свидетельствует о том, что исследования авторов направлены на получение статистического материала о свойствах кожевой ткани и волосяного покрова морских животных для разработки научно обоснованных методов проектирования одежды из данного вида меха.
Известно, что теплозащитные свойства меха обусловлены малой воздухопроницаемостью кожевой ткани меха и воздушной прослойкой, образуемой его волосяным покровом.
Одной из основных характеристик теплозащитных свойств является теплопроводность. Чем больше абсолютное значение коэффициента теплопроводности меха, тем меньше его теплоизоляционные свойства. Теплопроводность меха определяют с помощью плоского бикалориметра А.Ф. Бегунковой (ПБ-Р) и прибора В-2 [3], основанных на регулярном режиме [3]. Величина коэффициента теплопроводности для одного и того же вида меха не является величиной постоянной, а изменяется в зависимости от влажности, температуры, направления
теплового потока. Поэтому прибор В-2 снабжен специ-альным приспособлением, создающим различные ветро-вые условия.
Более важной величиной для оценки теплозащитных свойств различных материалов считают не коэффициент теплопроводности X, а обратную ему величину - тепловое сопротивление Рм
Ям=6/Х
где - тепловое сопротивление, м2 • °С / Вт
5 - толщина слоя, м
X - коэффициент теплопроводности, Вт / м ■ °С [2].
Теплозащитная способность в этом случае находится же в прямой зависимости от величины теплового сопротивления. Чем оно больше, тем выше теплозащитные свойства меха. Тепловое сопротивление сложного слоя, каковым является меховая одежда, равно сумме сопротивлений, составляющих его простых слоев.
Существует метод определения теплового сопротивления [1], который основан на измерении времени остывания пластины бикалориметра в заданных перепадах температур меноду поверхностью пластины, изолированной образцом, и окружающим воздухом при регулярном тепловом режиме. При этом, образцы испытывают в воздушном потоке со скоростями 1 и 5 м/с при направлении на образец со стороны волосяного покрова под углом 45°.
Работы по усовершенствованию методик определения теплозащитных характеристик различных материалов и, в частности, меха продолжаются. Но, тем не менее, приборы и методы обладают общими недостатками, это:
- громоздкость испытательных стендов и приборов;
- сложность расчетов;
- необходимость специально подготовленных образцов;
- длительность испытаний.
Среди факторов, оказывающих влияние на тепловое сопротивление материалов, толщина является доминирующей. С увеличением толщины пропорционально возрастает и их тепловое сопротивление. Толщина меха складывается из толщины кожевой ткани и толщины инертного воздуха, заключенного в волосяном покрове. По классификации Б. Ф. Церевитинова [9] мех морских животных относится к группам средневолосых (морской котик) и низковолосых (тюлень) по длине волоса и редковолосых (тюлень) по густоте. Поэтому толщина инертного воздуха, заключенного в волосяном покрове не оказывает заметного влияния на теплозащитные свойства меха морских животных. Это касается в первую очередь меха тюленей. Основным фактором, оказывающим влияние на тепловое сопротивление, является толщина кожевой ткани.
На сегодняшний день в текстильной и меховой промышленности для определения толщины материалов используется толщиномер Мейснера. С помощью этого прибора определяют толщину образцов по ширине не более 8-10 см. Поэтому для измерения толщины различных участков шкурки морских животных требуется ее разрушение. Второй недостаток этого прибора - величина измерения зависит от приложенного усилия давления, что создает погрешность. Авторами предполагается измерять толщину кожевой ткани шкурок морского зверя ультразвуковым толщиномером.
В настоящих исследованиях поставлена задача - по известным характеристикам (толщине кожевой ткани) прогнозировать теплоизоляционные свойства меха и, используя методы автоматизированного проектирования, осуществлять назначение шкурок в целом и их частей на определенные участки конструкции изделия. А также при необходимости в автоматическом режиме определять пакет материалов одежды из меха, обеспечивающий защиту от холода в определенной климатической зоне.
Литература
1.Г0СТ 13925-68. Метод определения суммарного теплового сопротивления.
2. Колесников П. А. Основы проектирования теплозащитной одежды. - М.: «Легкая индустрия», 1971.
3. Колесников П. А. Теплозащитные свойства одежды. - М.: «Легкая индустрия», 1965. - 348 с.
4. Кулясова В. Е., Мегелкин А. И., Русакова Н.Т. Строение шкур дальневосточных тюленей. Кожевенно-обув-ная промышленность. - 1982. - № 5.
5. Млекопитающие Советского Союза. В 3 т. / В. Г Геп-нер, Н. П. Наумов. - М.: «Высшая школа», 1961. - Т. 2. Ч. 3. Ластоногие и зубатые киты. Под ред. В. Г. Гепнера. 1976.
6. Соколов В. Е. Кожный покров млекопитающих. - М.: «Наука», 1973. - 720 с.
7. Соколов В. Е., Сумина Е. Б. Гистоструктура кожного покрова каспийского тюленя. / В сб.: Морфология, физиология и акустика морских млекопитающих / Под ред. Соколова В.Е. - М.: «Наука»,1974.
С. Ф. ХРАПСКИЙ О. Ю. ВЫШЕНСКАЯ
Омский государственный институт сервиса
УДК 675.014
Меховая одежда составляет существенную часть конечного продукта производства меховой промышленности, от качества которой зависит полнота удовлетворения потребностей потребителя. Опыт работы промышленности показывает, что качество изделий закладывается на стадии разработки проекта и обеспечивается при изготовлении. Таким образом, проектирование является наиболее ответственным этапом в жизненном цикле мехового изделия, определяющим не только его качество, но и экономическую эффективность производства.
Качество меховой одежды, выражающееся в высоких эксплуатационных и эстетических свойствах, в целом зависит от используемых материалов и от методов их начальной обработки, и его повышение в современных условиях невозможно без широкого проведения научных исследований, осуществляемых в направлении совершенствования процессов и методов автоматизированного проектирования. Известно, что наиболее перспективной основой совершенствования процесса проектирования во всех передовых отраслях производства является развитие методов автоматизированного проектирования с использованием компьютерной техники.
В настоящее время ОАО «НИИМП» совместно с МФТИ разрабатывается и адаптируется система «САПР-мех», содержащая следующие модули: «Построение базовой конструкции», «Конструктивное моделирование», «Технолог скорняжного производства», которые позволяют выполнять в автоматизированном режиме такие операции, как построение лекал мехового изделия на типовую и персонифицированную фигуру с привлечением к работе баз данных о типовых размерных признаках и рекомендуемых прибавках; моделирование различных силуэтных особенностей; заполнение контуров лекал контурами шкурок; измерение площади лекал и вывод чертежей на плоттер в любом масштабе. Но данная САПР охватывает далеко не все стадии проектирования и производства
8. Степанова Э.И., Зубин A.M. Особенности микроскопического строения кожного покрова морского котика и их влияние на процесс технологической обработки шкур. ВНИИМП. Научно-исслед. труды. Сборник 19,- М.: «Легкая инд-ия», 1972.
9. Церевитинов Б.Ф., Беседин А.Н. Товароведение пушномеховых товаров. - М.: «Экономика», 1977. - 150 с.
СИЛАЕНКОВ Александр Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры начертательной геометрии и компьютерной графики Омского государственного технического университета.
НАГОРНАЯ Зоя Егоровна, кандидат технических наук, доцент; заведующая кафедрой технологии швейных изделий Омского государственного института сервиса. САЛО Раиса Хантемировна, аспирант кафедры технологии швейных изделий Омского государственного института сервиса.
мехового изделия, требующие нахождения оптимального решения из множества возможных. Одним из таких «сложных» этапов является процесс начальной обработки изделия.
Начальная обработка - это комплекс технологических операций выполняемых с целью получения целой детали из частей, объемной формы деталей, закрепления формы и размеров краев деталей. При этом решаются вопросы повышения механической прочности в необходимых участках.
При более подробном изучении данного этапа производства было выявлено, что на выбор метода начальной обработки и используемых материалов оказывают непосредственное влияние такие факторы, как вид меха (вид основного материала изделия, в том числе материала-компаньона), свойства кожевой ткани исходных материалов, силуэт одежды, модельные и конструкторские решения деталей одежды, топография упрочнения издепия.
Топография упрочнения - это локальные шкурки или участки изделия, требующие повышения механической прочности с целью уменьшения остаточной деформации после растяжения и предотвращения разрыва при эксплуатации. Опытным путем установлено, что такими участками в изделии являются горловина, плечевой шов, пройма, борт, область карманов, а также низ спинки (область сидения).
Необходимо отметить, что особую сложность при выборе способа упрочнения вызывают изделия, изготавливаемые с использованием сложных методов раскроя. При обработке данной группы изделий необходимо учитывать не только свойства кожевой ткани исходного материала, но и силуэт, и конструкцию изделия, особенности его эксплуатации, наличие таких отделочных деталей, как воротник, карманы, манжеты, непритачные детали второго слоя, пояс и шлевки, декоративную объемную отделку, а также метод образования меховой поверхности.
К ВОПРОСУ ОБ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХОВЫХ ИЗДЕЛИЙ__
В СТАТЬЕ РАССМОТРЕНЫ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕХОВОГО ИЗДЕЛИЯ НА СТАДИИ ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, В ЧАСТНОСТИ НА ЭТАПЕ НАЧАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ. ПРОВЕДЕН АНАЛИЗ И ПРЕДЛОЖЕНА СИСТЕМАТИКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ. НА ОСНОВЕ ПРОВОДИМЫХ РАНЕЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБОСНОВАНА НЕОБХОДИМОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НАТУРАЛЬНОГО МЕХА, С ЭТОЙ ЦЕЛЬЮ ПРЕДЛОЖЕН ПАКЕТ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭТАПА НАЧАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ И ПОРЯДОК РАБОТЫ С НИМИ.
