Методы определения свойств материалов для швейной промышленности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Методы определения свойств материалов для швейной промышленности

Шпачкова Алена Владимировна

к.т.н., преподаватель кафедры ХКМТШИ

ФГБОУ «Московский Государственный университет дизайна и техно-

Андреева Елена Георгиевна

д.т.н., профессор кафедры ХКМТШИ

ФГБОУ «Московский Государственный университет дизайна и техно-

Чижова Наталья Викторовна

к.т.н., доцент кафедры ХКМТШИ

ФГБОУ «Московский Государственный университет дизайна и технологии»

e-mail: shpalena2008@yandex.ru

Проведён анализ различных методов определения свойств материалов для изготовления корсетно-бельевых изделий. Выделены для рассмотрения четыре наиболее значимых, с точки зрения авторов, параметров: электризуемость, усадка, тангенциальное сопротивление и устойчивость материала к микроорганизмам. Наиболее современной и информативной является разработанная в МИФИ методика измерения электризуемости материалов по величине напряженности электростатического поля на базе измерителя электростатического поля СТ-01. Стандартные методы определения усадки иммитируют условия эксплуатации. Сущность методов определения усадки и притяжки заключается в измерении линейных размеров в долевом и поперечном направлениях на пробах до и после мокрых обработок или химических чисток. Испытания проводят на различных приборах в зависимости от вида обработки. Метод определения устойчивости ткани к микробиологическому разрушению наиболее затратный по времени: пробы, на поверхность которых нанесена специальная смесь, выдерживаются при определенных условиях в течение 10 суток. После этого по измерению разрывной нагрузки оценивают устойчивость материала к повреждению микроорганизмами. В целом рассмотренные методы, кроме определения электризуемости, остро нуждаются в модернизации.

Ключевые слова: электризуемость, измеритель электростатического поля, усадка, силы трения и сцепления, тангенциальное сопротивление, устойчивость материала к микроорганизмам, микрофлора, текстильные материалы, корсетно-бельевые изделия, экспресс - метод, физико-гигиенические показатели, химическая чистка, раскрой и стачивание деталей.

Определение коэффициента тангенциального сопротивления материала.

У текстильных материалов силы трения и сцепления проявляются одновременно. Их характеристикой является коэффициент тангенциального сопротивления, который влияет на такие свойства текстильных материалов, как скольжение материала. При раскрое и стачивании деталей из материалов с небольшим коэффициентом тангенциального сопротивления легко происходит смещение деталей, что приводит к перекосу, деформации и стягиванию деталей и швов[1-3]. Наиболее распространенными методами определения тангенциального сопротивления являются метод наклонной плоскости и прибор ЦНИХБИ. При использовании первого метода пробу 4 материала (рис.1) размещают на подвижной плоскости и закрепляют зажимом 1. Ко второму концу пробы подвешивают груз массой 5 кг и закрепляют зажимом 5. Элементарной пробой 3 материала размером 50 * 150 мм обтягивают колодку размером 50 * 50 мм и массой 220 г. Колодку помещают на горизонтально расположенную плоскость. Вращая рукоятку, перемещают гайку по винту и посредством тяги изменяют угол наклона плоскости. В момент начала движения колодки по шкале определяют угол а наклона плоскости. Коэффициент тангенциального сопротивления материалов вычисляют по формуле

1 = 1да, (1)

где а - угол наклона плоскости, и при помощи таблицы Брадиса.

Рис. 1. Схема прибора для определения коэффициента тангенциального сопротивления материалов по методу наклонной плоскости: 1 - неподвижный зажим; 2 - колодка; 3 - малая проба; 4 - большая проба; 5 - подвижной зажим; 6 - подвижная плоскость; 7 -тяга; 8 - рукоятка; 9 - гайка; 10 - винт; 11 - шкала

О В

I»

£

55 т П Н

8

о ы

а

а

«

а б

Опыт проводят 15 раз, а результат подсчитывают как среднее арифметическое пяти последних измерений. Данные первых десяти измерений отбрасывают, так как из-за притирания поверхностей угол а меняется. Чем меньше 1да, тем меньше коэффициент трения, а значит и шероховатость поверхности ниже.

Следующий прибор ЦНИХБИ для определения тангенциального сопротивления работает по иному принципу (рис. 2).

ш-1

Рис. 2. Схема прибора ЦНИХБИ для определения тангенциального сопротивления материалов: 1 - горизонтальная плоскость; 2 -коробка; 3 - динамометр; 4 - тяга; 5 - электродвигатель

По горизонтальной плоскости, обтянутой испытываемым материалом, перемещается металлическая коробка размером 50 * 50 мм, также обтянутая материалом. Перемещение коробки передается от электродвигателя через тягу с динамометром, по шкале которого определяют силу тангенциального сопротивления [3]. Зная массу коробки с пробой, можно рассчитать коэффициент тангенциального сопротивления по формуле

1 = То/О, (2)

где То - сила тангенциального сопротивления; О -вес коробки, г.

За основу экспресс - метода можно взять принцип работы ещё одного прибора ЦНИХБИ. На горизонтальной плоскости закрепить испытуемую пробу, а вторую элементарную пробу того же материала размером 50 * 150 мм обтягивают колодку размером 50

* 50 мм и массой 120г. К колодке прикрепляют динамометр лабораторный. По шкале динамометра определяют силу тангенциального сопротивления.

Методы определения электризуемости материала.

Одним из важнейших физико-гигиенических показателей является электризуемость текстильных полотен, которая тесно связана с гигроскопическими свойствами тканей и сильно влияет на бактериальную обсемененность[4,5]. Электризуемость - способность материалов в определенных условиях накапливать статическое электричество. Сильная электризуемость доставляет серьезный дискомфорт, вызывая прилипание ткани к телу. Электризация текстильных полотен имеет поверхностный эффект и возникает в результате взаимодействия (трения) между несколькими поверхностями. При трении электризация повышается, так как возникают новые и разрушаются прежние контакты трущихся поверхностей. Электрические заряды могут возникать не только при трении, но и при растяжении и сжатии. Электризуемость, как физическая величина, определяется следующими показателями: напряженностью электрического поля, величиной заряда, поверхностной плотностью, полярностью заряда, удельным объемным сопротивлением, удельным поверхностным сопротивлением. В швейной промышленности [6] электризуемость можно регламентировать как с помощью удельного поверх-

ностного электрического сопротивления в Ом^м, так и напряженности электростатического поля в кВ/м.

Определение удельного поверхностного электрического сопротивления (ГОСТ 19616-74) проводят на приборе ИЭСТП-1 (рис.3) конструкции ВНИИПХВ.

Рис. 3. Схема прибора ИЭСТП-1 для определения удельного поверхностного электрического сопротивления: 1 - проба; 2 - токопро-водящая резина; 3 - рукоятка; 4 - электроды; 5 - датчик

Измерения проводят на элементарных пробах размером 90 * 180 мм в количестве: 10 - для тканей, 5 - для трикотажных полотен.

Прибор состоит из электродов и датчиков, между которыми помещают токопроводящую резину с расположенной на ней с двух сторон пробой испытываемого материала. Пробу размещают лицевой стороной к электродам. С помощью рукоятки создается небольшое давление верхнего электрода на пробу, равное 0,15 Па, которое регистрируется манометром. Токопроводящая резина соединена с экранной клеммой тераомметра. На электроды прибора от тераом-метра подается напряжение 100 В, показания сопротивления снимают через 1 мин.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление рБ, Ом^м, определяют по формуле

рБ = кРБ, (3)

где к - константа, определяемая геометрией электродов; Рб - среднее арифметическое результатов измерений поверхностного сопротивления проб, Ом*м.

Для определения электризуемости материала используют также установку Меркуловой А. И. (рис. 4). На столе закреплена проба материала 3, по которой скользит подвижной зажим с закрепленной на нем пробой контактирующего материала. Подвижной зажим получает возвратно-поступательное движение от электродвигателя. Напряженность электрического поля, возникающего у поверхности материала, измеряют с помощью датчика прибора ИВЗ-1.

В лаборатории нормирования и гигиенической экспертизы Научного Центра Здоровья Детей РАМН совместно со специалистами Московского Инженерно-Физического Института была разработана методика измерения электризуемости материалов по величине напряженности электростатического поля (МУК 4.1/4.3.1485-03) на базе измерителя электростатического поля СТ-01 (рис. 5). Методика распространяется как на ткани, так и трикотажные полотна [7].

Прибор СТ-1 имеет небольшие размеры и вес, легко помещается в предназначенный для него контейнер и может быть без труда перенесен в любое место для проведения измерений.

Рис. 4. Установка Меркуловой А. И.

Рис. 5. Измеритель напряженности электростатического поля СТ-01

Для осуществления измерений необходимы следующие компоненты:

• плоский металлический электрод толщиной не менее 1 мм и размером 400 * 400 мм для размещения на его поверхности образцов,

• измерительная проводящая пластина диаметром 200 мм с закрепленными ограничительными стойками-изоляторами длиной 100 мм,

• валик диаметром 40 мм с длиной рабочей части не менее 400 мм, рабочая часть которого обернута слоем 100% полиамидной ткани.

Проведенные исследования показали, что разработанная методика легка и доступна в исполнении, не требует жестких условий измерений и, может быть, использована в качестве экспресс - метода в швейной промышленности.

Метод определения устойчивости материала к микроорганизмам.

Повреждение материалов микроорганизмами происходит во время их длительного хранения и транспортирования при повышенной влажности воздуха (выше 75-95%) и благоприятной температуре или в

процессе эксплуатации в мокром состоянии. В этих условиях в структуре материала развиваются различные микроорганизмы, жизнедеятельность которых приводит не только к ухудшению физико-механических свойств, но и к потере внешнего вида, цвета, блеска, к эрозии [8].

Лабораторный метод определения устойчивости ткани к микробиологическому разрушению (ГОСТ 9.060-75) заключается в том, что пробы, на поверхность которых нанесена специальная смесь, содержащая комплекс активной почвенной микрофлоры, выдерживаются при определенных условиях в течение 10 суток. После этого по измерению разрывной нагрузки оценивают устойчивость материала к повреждению микроорганизмами.

Методы определения усадки материала. Усадка текстильных материалов проявляется в изменении их линейных размеров после воздействия влаги и теплоты. Различают усадку линейную по длине Уд и ширине Уш, поверхностную Уб и объемную Уу. Усадку выражают в процентах от первоначальных размеров проб материала и вычисляют по формулам: Уд = 100(1_д1 - 1_д2)/Цц1; (4)

Уш = 100(1_ш1 - 1_ш2)/1_ш1; (5)

Уб = 100(81 - 82)/81; (6)

Уу = 100(У1 - У2)/У1, (7)

где 1_д 1, Ьш1, 81, У1 - первоначальные линейные размеры соответственно по длине, ширине, площади и объему пробы материала; 1_д2, 1_ш2, 82, У2 - линейные размеры по длине, ширине, площади и объему пробы материала, после соответствующих воздействий.

Усадка текстильных материалов может происходить как в условиях швейного производства операции (глажения, прессования, формования, дублирования, отпаривания и т.д.), так и при эксплуатации изделий из этих материалов (стирка, химическая чистка, глажение, действие атмосферных осадков и т.д.) [9].

Стандартные методы имитируют условия эксплуатации. Сущность методов определения усадки и при-тяжки заключается в измерении линейных размеров в долевом и поперечном направлении (вдоль основы и утка у тканей) на пробах квадратной или прямоугольной формы до или после мокрых обработок или химических чисток.

Согласно ГОСТ 30157.0-95 и ГОСТ 30157.1-95 определение изменения размеров текстильных материалов после мокрых обработок должно проводиться при стирке (хлопчатобумажные, льняные, шелковые ткани, трикотажные полотна, вязально-прошивные нетканые полотна), замачивании (шерстяные, шелковые ворсовые, бортовые ткани, вязально-прошивные и иглопробивные нетканые полотна) и химической чистке (шелковые ткани). В ряде методов на заключительном этапе предусматриваются глажение и прессование материалов с учетом параметров влажно-тепловой обработки технологического процесса швейного производства. Размеры, количество проб и режима обработки устанавливаются стандартами в зависимости от вида материала и его волокнистого состава.

Испытания рекомендуется проводить на различных приборах в зависимости от вида обработки. Нормы изменения линейных размеров после мокрой обработки трикотажных полотен для бельевых изделий должны соответствовать ГОСТ 26289-84 (таблица 1).

О в

I» £

в

т

9

8

Таблица 1

Нормы усадки трикотажных полотен бельевого назначения после

Груп па Нормы усадки после мокрой обработки, %, не более

основовязаного по- кругловязаного

лотна полотна

Вид нити высшей первой высшей пер-

категории категории категории вой

качества качества качества кате-

гории

каче-

ства

по по по по по по по

длине ширине длине ширине длине ширине длине

I Синтетическая нить, 3 4 4 5 3 4 4

кроме текстуриро-

ваннои полиамидном

нити и сочетании ее

с другой синтетиче-

ском нитью

II Текстурированная полиамидная нить и сочетание их с другой синтетической нитью 6 8 6 8 6 10 8

III Все другие виды нитей и пряжи и их сочетания 8 10 10 12 8 10 10

В соответствии с ГОСТ 11207-65 по нормам изменения размеров после мокрой обработки ткани подразделяют на три группы (таблица 2).

Таблица 2

Классификация тканей по номам изменения размеров после мокрой

Изменение размеров, %, не более, для тканей

хлопчатобумажных, шерстяных и по- шелковых и полу-

Группа льняных и из лушерстяных шелковых

тканей химических волокон

по осно- по утку по осно- по утку по осно- по утку

ве ве ве

I -1,5 ±1,5 -1,5 -1,5 ±1,5 ±1,5

II -3,5 ±2 -3,5 -3,5 ±3,5 ±2

III -5 ±2 -5 -3,5 ±5 ±2

Экспрессным методом определения усадки материала является процесс воздействия пара (декатировка) на пробу при помощи утюга, температура которого устанавливаются стандартами в зависимости от вида материала и его волокнистого состава. Например, мини-утюг с подачей пара [10] производства PRYM - Gold Zack (Германия), вес которого составляет 500 г.

Литература

_ 1. Шпачкова А.В. Воздействие корсетных изделий ^ на изменение размерных признаков фигур женщин/ ^ Шпачкова А.В., Чижова Н.В., Андреева Е.Г.//Швейная Ы промышленность. 2012. № 1. С. 39-40 / 80.

2. Шпачкова А.В. Исследование классификации грудных желез/ Шпачкова А.В., Чижова Н.В., Андреева Е.Г.//Швейная промышленность. 2013. № 2. С. 45-46.

3. Шпачкова А.В. Исследование влияния композитных материалов на формообразование и гигиени-

_ ческие свойства корсетных изделий/ Шпачкова А.В., ^ Степанищева А.Н.//Естественные и технические нау-< ки. 2013. № 4 (66). С. 309-312.

М 4. Шпачкова А.В. Влияние композитных материа-О лов на формообразование и гигиенические свойства корсетных изделий// Шпачкова А.В., Степанищева А.Н., Чижова Н.В., Андреева Е.Г.// В сборнике: нови-

ната за напреднали наука - 2013г. 9-а международна научна практична конференция. "Новината за напреднали наука" София, 17-25 мая 2013 г.

5. Shpachkova A.V. Method of the external form assessment of bras/ Chizhova N.V., Shpachkova A.V., Andreeva E.G., Petrosova I.A.//B сборнике: European Science and Technology 2015. С. 58-66.

6. Шпачкова А.В. Исследование пакета материалов и технологии обработки для проектирования платья на основе корсета/ Шпачкова А.В., Чижова Н.В.// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 12-2. С. 258-266.

7. Шпачкова А.В. Проектирование алгоритма построения платья на основе корсета с учетом ввода коэффициента на толщину пакета материалов/ Шпачкова А.В., Андреева Е.Г., Чижова Н.В.// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 12-2. С. 266-272.

8. Шпачкова А.В. Исследование влияния осанки на корректировку базовой конструкции чертежа корсетного изделия/ Шпачкова А.В., Андреева Е.Г., Чижова Н.В.// Наука и современность. 2015. № 40. С. 133-138.

9. Шпачкова А.В. Объективные способы оценки внешней формы и качества посадки корсетно-бельевых изделий с помощью трехмерного сканирования/ Петросова И.А., Андреева Е.Г., Шпачкова А.В.// Швейная промышленность. 2013. № 6. С. 30-36.

10.Шпачкова А.В. Новый метод конструирования женских корсетных изделий/ Шпачкова А.В., Чижова

H.В., Андреева Е.Г.// Наука и современность. 2013. № 22. С. 135-141.

Methods of determining properties of materials for clothing industry Shpachkova A.V., Andreeva E.G., Chizhova N.V.

Moscow State University of Design and Technology The analysis of the various methods for determining the properties of materials for the manufacture of corsetry, lingerie products. Allocated for the consideration of the four most important, from the point of view of the authors, the parameters: electrified, shrinkage, tangential resistance and the resistance of the material to microorganisms. The most modern and informative is developed by MEPI method for measuring the electrified materials largest strength of the electrostatic field on the basis of the electrostatic field meter PT-01. Standard methods for determining the shrinkage simulates operating conditions. The essence of the methods for determining the shrinkage and the draw is to measure linear dimensions in the joint and transverse directions on the samples before and after treatment of wet or dry-cleaning. Tests carried out on different devices depending on the type of processing. Method for determining the resistance of tissues to microbial destruction of the most time-consuming: the sample is applied to the surface of which a special mixture, maintained under certain conditions for 10 days. Then by measuring the tensile load resistance evaluate material damage microorganisms. In general, the methods considered, except for the definition electrified, in dire need of modernization. Keywords: electrified, measuring the electrostatic field, shrinkage, strength, friction and adhesion, tangential resistance, the material resistance to microorganisms, microflora, textiles, corset-linen products, express - method of physical and hygienic characteristics, dry cleaning, cutting and stitching details .

References

I. Shpachkova AV The impact of the change corsetry dimensional shapes signs /A.V Shpachkova, EG Andreeva, NV Chizhov // Sewing promyshlennost. 2012, №1.-S.39-40 / 80.

2. Shpachkova AV Research Classification breast /A.V. Shpachkova, EG Andreeva, NV Chizhov // Sewing promyshlennost. 2013, №2. -S.45-46 / 80.

3. Shpachkova AV Investigation of the effect of composite materials in shaping and hygienic properties corsetry /A.V. Shpachkova, AN Stepanischeva // Natural and Technical nauki. 2013, №4 (66) .- S.309-312 / 425.

4. Shpachkova AV Influence of composite materials in the shaping and hygienic properties corsetry /A.V. Shpachkova, EG Andreeva, NV Chizhov, AN Stepanischeva / "Proceedings of the IX International scientific-practical conference" News Advanced Science 2013 ". -Sofiya "Byal GRAD-BG" Ltd. -2013, Volume 44 -C. 31-35/88.

Shpachkova A.V. Method of the external form assessment of bras/Chizhova N.V., Shpachkova A.V., Andreeva E.G., Petrosova I.A.//European Science and Technology 2015. C. 58-66. Shpachkova AV Study materials and processing technology package for the design of dresses based on the corset // Shpachkova AV Chizhov .// NV Actual problems of the humanities and natural sciences. 2015. № 12-2. Pp 258-266.

Shpachkova AV Design an algorithm for constructing a corset dress by taking into account the input factor on the thickness of the material / Shpachkova package AV Andreeva EG, Chizhov .// NV Actual problems of the humanities and natural sciences. 2015. № 12-2. Pp 266-272.

10.

Shpachkova AV Investigation of the effect of posture on the adjustment of the basic design drawing corsetry / Shpachkova AV Andreeva EG, Chizhov NV .// Science and modernity. 2015. № 40. S. 133138.

Shpachkova AV The objective ways to evaluate the quality of the external shape and fit of underwear, corsetry products using three-dimensional scanning / Petrosova IA, EG Andreeva, AV Shpachkova .// Clothing industry. 2013. № 6. C. 30-36.

Shpachkova AV A new method of designing women's corsetry / Shpachkova AV Chizhov NV, Andreeva EG .// Science and modernity. 2013. № 22. S. 135-141.

0 R U

£

R

n

9

8