Исследование устойчивости конструкции узла швейного изделия Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 677.017

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА

ШВЕЙНОГО ИЗДЕЛИЯ

В.Ю.Туханова, Т.П.Тихонова

Московский государственный университет технологий и управления

им. К.Г. Разумовского

В статье рассмотрено инженерное конфекционирование материалов для швейных изделий. Исследованы факторы, оказывающие влияние на устойчивость конструкции узла швейного изделия, взаимодействие показателей свойств компонентов пакета материалов. Также экспериментально исследованы конфекционный и технологический способы укрепления конструкции узла; выявлены проблемные зоны узла во время эксплуатации. Проанализированы показатели разрывной нагрузки узла «карман» из материалов одинакового волокнистого состава одной ассортиментной группы. Предложена методика исследования конструкции узла швейного изделия, основанная на векторном приложении нагрузки. Представлены рекомендации по улучшению качества конструкции узла швейного изделия на этапе конфекционирования материалов. Сделан вывод, что использование новых текстильных материалов невозможно без научной методики конфекционирования.

Ключевые слова: инженерное конфекционирование, оценка материалов, разрывная нагрузка, конструкция узла, технология.

Широкое развитие текстильных материалов, в том числе с новыми потребительскими свойствами, а также жесткая конкуренция продукции швейных предприятий заставляет производителей искать не только новые дизайнерские решения ассортимента, но и использовать возможность замены материалов для решения задач визуального разнообразия выпускаемой продукции. При подборе материалов в пакет изделия существуют проблемы удовлетворения требований потребителя качественной конкурентоспособной одеждой. Расширение ассортимента и его визуальное разнообразие обеспечивают предприятию повышение уровня реализации продукции, а потребителю - удовлетворения его социальных потребностей [2]. Потребительских свойств материалов насчитывается более 20, такие как: усадка после ВТО и стирки, устойчивость окраски материалов, раздвигаемость нитей в ткани и в швах, пилингуемость, упругость, несми-наемость, прорубаемость, драпируемость, разрывная нагрузка, растяжимость, гигроскопичность, воздухопроницаемость, водоупорность, устойчивость окраски мате-

риалов, сопротивление к истиранию, теп-лозащитность и другие.

Различные авторы и исследовательские коллективы разрабатывали методы оценки тех или иных свойств. Большинство методов требуют специального дорогостоящего оборудования, каким не обладают предприятия, выпускающие швейные изделия. Швейные предприятия, в рамках имеющихся средств, могут провести тестирование материалов на оценку дефектов партии ткани по визуальным признакам; измерить усадку после ВТО и дублирования; проверить раздвигаемость нитей в швах и прорубаемость материала, предварительно стачав швы и проложив строчки; органолептически оценить способность сцепления основной ткани с термоклеевым прокладочным материалом - его адгезию. Очевидно, что данных показателей недостаточно для производства изделия, отвечающего всем требованиям потребителя. Для обеспечения качества выпускаемой продукции недостаточно испытаний одного показателя - важна информация о комплексе свойств, входящих в ком-

плект пакета материалов швейного изделия [4,5]. На предприятии, при замене одного материала другим, конфекцио-нер в первую очередь ориентируется на информацию о волокнистом составе материала, представленном в паспорте куска. Ткани одного назначения при их одинаковом волокнистом составе имеют разные потребительские свойства, что при производстве швейного изделия влечет за собой проблемы конфекцио-нирования материалов для одного и того же ассортимента

Методы оценки свойств материалов направлены на изучения свойств испытуемого материала. Специфика производства швейного изделия требует знаний о взаимодействии пакета материалов в различных узлах конструкции, особенно в изделиях, эксплуатируемых в экстремальных условиях. Узел швейного изделия является сложной системой, проведение испытаний которого намного сложнее испытаний отдельных материалов. Конструкция узла в данной работе рассматривается как его устройство, состоящее из деталей; материалов, входящих в его пакет, и способов соединения деталей. Прочность одежды в значительной степени зависит от ее покроя и формы, свойств материалов, входящих в пакет, качества изготовления и условий эксплуатации [1]. В рамках исследования был взят узел «накладной карман», как наиболее уязвимый узел в одежде различного назначения. Для выявления комплекса свойств, влияющих на устойчивость конструкции узла «карман», было отобрано 13 артикулов ткани курточной, пальтовой и костюмной групп. Были изготовлены образцы узлов накладных карманов на подкладке без применения термоклеевых материалов для основной ткани (однослойная одежда). Целью этого этапа было выявление проблемных зон узла во время эксплуатации. Была поставлена задача изучить его механические свойства на

разрыв. На примере конструкции узла «карман» были определены векторы нагрузки на узел швейного изделия во время эксплуатации (рис.1). Для исследования устойчивости конструкции узла карман был разделен на зоны, согласно приложенным нагрузкам (рис.2). Карман разделили на зоны: шов нижней части кармана, шов боковой части кармана, шов в области угла вверху кармана. Способ приложения нагрузки: вдоль линии основы ткани (шов нижней части кармана); вдоль линии утка ткани (шов боковой части кармана, шов в области угла вверху кармана); под углом 45° (шов в области угла вверху кармана). Методика исследования узла «карман» базируется на основе ГОСТ 28073-89 «Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах». В соответствии с ГОСТ узел швейного изделия делится на пробы, определяемые вектором нагрузок, параметры образцов 100х50 мм. Для изучения механических свойств узлов образцы подверглись растяжению в одноосном направлении с применением полуцикловых характеристик. Образцы карманов подвергли относительно быстрому растяжению, доведя до разрушения. Анализ значений разрывной нагрузки швов из материалов одинакового волокнистого состава одной ассортиментной группы при разной поверхностной плотности показал, что нет прямой закономерности в результатах прочностных характеристик. В образцах с большей поверхностной и толщиной наблюдались более низкие показатели разрывной нагрузки, чем в образцах с меньшей поверхностной плотностью и толщиной.

Рис.2. Векторное прилож

На основе результатов испытаний групп образцов узла «карман» сделано предположение, что не только толщина и поверхностная плотность материалов, входящих в пакет узла, оказывают влияние на разрывные характеристики материалов, но и другие факторы, такие как переплетение, пропитка, обработка ткани. Степень влияния данных факторов на устойчивость конструкции узла требует дальнейших исследований.

Прочностные характеристики конструкции узла «карман» закладываются на этапах: конфекционирования материалов, при выборе метода обработки кармана, выбора режимов ВТО и прессования. Устойчивость конструкции узла «карман» обеспечивается совокупностью операций: конфекционированием каждого компонента пакета узла, где каждый компонент пакета играет роль в дальнейшей эксплуатации. Создание пакетов материалов конструкции узла «карман» с заданными свойствами устойчивости имеет высокое эксплуатационное значение. Конфекционирование является результатом синтеза показателей свойств

нагрузки к узлу «карман»

потенциальных компонентов пакета материалов в системе «основной материал + термоклеевой прокладочный материал (ТПМ)+нитки + фурнитура». При выборе ТПМ решают две задачи: 1) выбирают текстильную основу ТПМ, т. е. устанавливают оптимальные сочетания показателей свойств основного материала и ТПМ; 2) выбирают клей, т.е. устанавливают оптимальные сочетания показателей свойств самого клея, топографии его нанесения на прокладочный материал и показателей свойств основного материала. Выбор текстильной основы ТПМ осуществляют по показателям и характеристикам, которые сопоставляют с аналогичными показателями основного материала: изменение линейных размеров после влажно-тепловых обработок; рельеф поверхности; поверхностная плотность; гриф; термостойкость; эластичность; цвет. К показателям строения тканей, влияющим на их адгезионные способности, относятся: плотность по основе и утку; переплетение; поверхностное заполнение (пористость); объемное заполнение; воздухопроницаемость [3].

После первого эксперимента возник вопрос об универсальности рекомендаций по обеспечению устойчивости конструкции узлов швейной продукции на стадии конфекционирования материалов в пакет изделия. Устойчивость конструкции швейного изделия зависит не только от свойств материалов, входящих в него, но и напрямую зависит от технологических методов обработки.

Во втором эксперименте, с соблюдением одинаковых технических условий, были применены два способа укрепления конструкции узла: технологический (горизонтальная закрепка, перпендикулярная шву настрачивания

кармана) и конфекционный (разные виды ТПМ и 3 вида раскроя ТПМ (по основе, по утку, под углом 45°)). В качестве термоклеевого прокладочного материала были выбраны 6 артикулов продукции компании «Hansel» (Германия). Образцы используемых прокладочных материалов представлены в таблице 1, образцы тканей представлены в таблице 2, программа испытаний в таблице 3.

Таблица 1

Термоклеевые прокладочные материалы

Артикул 1703X83 (ТПМ №1) 1706 В89 (ТПМ №2) 1101/2 В84 (ТПМ №3)

Вес 31 г/м2 50 г/м2 64 г/м2

Состав 100% полиэстер 100% полиэстер 75% вискоза, 25% полиэстер

Основа Полиэстер Полиэстер Полиэстер

Уток Текстурированный полиэстер Текстурированный полиэстер Вискоза

Переплетение Цепочка Цепочка Смещенная цепочка

Покрытие Неориентированная Мелкая плюс точка, Кополиамидная неориентиро-

микроточка, растр. 17, прим.52 точ- ванная точка, 52 точки/ см2

растр.21, прим. 76 точек/см2 ки на см2

Таблица 2

Образцы тканей __

Ассортиментная группа Внешний вид Волокнистый состав Поверхностная плотность, г/м2 Толщина, мм, при давлении 0,2 кПа

Курточная ткань (№2) ■ ' ЩШШШш 100% полиэстер 199,1 0,32

Курточная ткань (№3) 100% полиэстер 57,1 0,9

Костюмная ткань (№8) ШШ 43% шерсть; 53% полиэстер; 4% лайкра 241,4 0,72

Таблица 3

Программа испытаний узлов накладных карманов

Наименование заявленной продукции Образцы узлов накладных карманов (42 варианта, по 5 проб на каждый вариант)

Программа испытаний Определение разрывной нагрузки швов (узлов) кармана

Нормативная документация ГОСТ 28073-89 «Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах»

Климатические условия при проведении испытаний ГОСТ 10681-75, температура воздуха 20±2°С; относительная влажность воздуха 65±2%

Технические условия Образцы выполнены на швейной машине MITSUBI-SHILS2-1280, иглой SCHMETZ №90, нитками Еиго-пА 50/2 100% ПЭ, с частотой строчки 3-3,5 стежка на 1 см. Нитки Еигоп А 50/2 100% ПЭ (11,81х 2 Текс; разрывная нагрузка 900сН).

Испытания проводились с использованием разрывной машины РТ-250М-2 №70.Технологический способ укрепления конструкции узла «карман» в виде горизонтальной закрепки в углах кармана показал существенное преимущество по

сравнению с закрепкой параллельно шву настрачивания кармана. Графики функций экспоненциального распределения разрывной нагрузки образцов представлены на рис. 3, 4, 5.

Ткань J4s2. Технологический вид укрепления. Нагрузка под

углом 45°

nJ

■JL

£ X

т

£

а.

S

700 600 500 400 300 200 100 о

590

4 бб^^Гио, Ие0-24^ R21 °'9091

41

---- у = 50,948e°-J4t4jt

202 R: = 0,8429

52 76 84 88 9S

Номер образца

—— горизонтальная закрепка

---закрепка параллельно шву

^^—Экспоненциальна* (горизонтальная закрепка) ——Экспоненциальная (закрепка параллельно шву)

Рис.3. Ткань №2, графики функций экспоненциального распределения разрывной нагрузки при технологическом виде укрепления

Ткань №3. Териологический вид укрепления. Нагрузка пол

углом 45°

300 ^ 250

1С

& 200

«л

= 150

I юо

о.

£ 50

о

240 244 248 254 260

— - -—1" ' ■ 1 у ^ 234,57е^х Я2 - 0,991 1

120

74 82 90

46 -- 'у = А1,734е° 13> — 0,9 ] 19

3 4

Номер образца

—■—Горизонтальная закрепка

---Закрепка параллельно шву

Экспоненциальная (Горизонтальная закрепка) -Экспоненциальная (Закрепка параллельно шву)

Рис.4. Ткань №3, графики функций экспоненциального распределения

разрывной нагрузки при технологическом виде укрепления Ткань №8. Технологический вид укрепления. Нагрузка

пол углом 45°

2 3

А.

5

350 300 250 200 150 100 50 0

0

266

268

284

288 290

у = 259,2 бе002 45х а2 = 0,8922 1 92

у - 69,79с0 21"* а2 = 0,8018

Номер образца

—1—Горизонтальная закрепка ---Закрепка параллельно шву

■ ■ - Экспоненциальная (Горизонтальная закрепка) -Экспоненциальная (Закрепка параллельно шву)

Рис.5. Ткань №8, графики функций экспоненциального распределения разрывной нагрузки при технологическом виде укрепления

Ткань №2, ТПМ №1, приложение нагрузки по основе

1400

£ 1200 т

т 1000

К Ш

■О

ш

800

600

400

200

..II

I раскрой ТПМ по основе

835

895

900

1125

1170

I раскрой ТПМ по утку

880

1030

1090

1120

1130

I раскрой ТПМ под углом 45°

500

685

700

720

815

0

1

2

3

4

5

Рис. 6. Ткань №2, ТПМ №1

Ткань №3, ТПМ №2, приложение нагрузки по основе х

480 л

* 470

м

£ 460

¡5 450

к 440

£ 430 ш

з 420

« 410 л

а 400 390

раскрой ТПМ по основе

434

472

442

440

418

раскрой ТПМ по утку

430

422

444

466

458

раскрой ТПМ под углом 45°

424

460

440

418

426

1

2

3

4

5

Рис. 7. Ткань №3, ТПМ №2

Ткань №8, ТПМ №1, приложение нагрузки по основе

го *

м >

а |_

го

X

к го

X

со

ъ

а

м го

300 250 200 150 100 50

I раскрой ТПМ по основе

196

220

262

224

222

I раскрой ТПМ по утку

218

216

204

200

204

I раскрой ТПМ под углом 45°

168

192

244

134

172

Рис.8. Ткань №8, ТПМ №1

Рис.9. Ткань №8, ТПМ №3

0

1

2

3

4

5

С помощью способа векторного приложения нагрузки удалось определить, что влияние на прочность узла оказывает комплекс факторов: физико-механические свойства основного материала, ниток, прорубаемость ткани иглой (диаметр иглы), вид ТПМ, раскрой ТПМ, режимы ВТО и дублирования. В эксперименте использовались 3 вида ТПМ разной поверхностной плотности и типа

клеевого покрытия, а также 3 вида раскроя ТПМ.

Из полученных результатов прослеживается закономерность: при раскрое ТПМ по утку при приложении нагрузки к узлу по основе и под углом 45° -наиболее высокие показатели разрывной нагрузки; при раскрое под углом 45° -самые низкие показатели. Сделан вывод, что прочность системы «основной материал + ТПМ» существенно зависит от

раскроя ТПМ. Диаграммы распределения разрывной нагрузки образцов узлов накладных карманов в зависимости от рас-Полученные данные можно использовать для прогнозирования устойчивости кон-струкции во время эксплуатации, но это лишь один из показателей качества. Для проведе-ния комплексной оценки различных узлов швейного изделия требуются материальные ресурсы и специальное оборудование, что для предприятия является материалозатратным. Для повышения качества конструкции узла швейного изделия на этапе конфекцио-нирования материалов предлагается передача тестирования узлов швейных изделий и пакетов материалов независимой специализированной лабораториина условиях аутсорсинга. Постоянное обновление ассортимента швейных изделий и появление новых видов текстильных материалов требуют разработки научно-обоснованной методики инженерного конфекционирования материалов. Использование новых текстильных материалов невозможно без научной методики конфекционирования, теоретического исследования процесса конфекциониро-

кроя ТПМ представлены на рисунках 6, 7, 8, 9.

вания при новых формах производства одежды в условиях аутсорсинга.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зинковская Е.В. Разработка технологии проектирования конструкций пакета одежды с заданным свойствам упругости: дисс.... канд. техн. наук: 05.19.04. М.,РосЗИТЛП 2003. 151с.

2. Зинковская Е.В., Тихонова Т.П. Механические свойства прикладных материалов с термоклеевым покрытием, выпускаемых в ЗАО ПО "ИСКОЖ" // Швейная промышленность. 2002. №3. С. 40-42.

3. Кузьмичев В.Е., Герасимова Н. А. Теория и практика процессов склеивания деталей одежды: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 256 с.

4. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В Материалы для одежды и конфекционирование. М.: Акаде-мия, 2010. 320 с.

5.Туханова В.Ю., Тихонова Т.П. Определение факторов, влияющих на процесс конфекцио-нирования материалов // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2015. №4. С. 204-209.

Рукопись поступила в редакцию 26.09.2016

RESEARCH OF STABILITY OF THE DESIGN OF HOST OF SEWING PRODUCT

V. Tukhanova, T. Tikhonova

In article it is considered engineering confectioning of materials for sewing products. The factors, influencing stability of a design of host of sewing product, interaction of indicators of properties of components of a package of materials are investigated. Also are experimentally investigated confection and technological ways of strengthening of a design of host; problem zones of host are revealed during operation. Indicators of breaking load of host "pocket" from materials of identical fibrous structure of one assortment groups are analyzed. The technique of research of a design of host of sewing product, based on the vector appendix of loading is offered. Recommendations about improvement of quality of a design of host of sewing product at a stage of confectioning of materials are presented. The conclusion, that use of new textile materials is impossible without a scientific technique of confectioning is drawn.

Keywords: engineering confectioning, the estimation of materials, breaking load , the design of host, technology.