CC BY
35
УДК 675.1
Оценка влияния химической чистки на изменение свойств кож, стабилизированных полимерной композицией
Е.В. Баранова, В.И. Стельмашенко, Л.Н. Лисиенкова,
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», филиал ГОУВПО Южно-Уральского государственного университета, г. Златоуст
Развитие легкой промышленности в настоящее время тесно связано с производством кожи, обуви и изделий из кожи. Несмотря на сокращение сырьевой базы кожевенной промышленности, в течение последних шести лет наблюдается рост производства кож [1]. Увеличение производительности стало возможным за счет сокращения экспорта и увеличения импорта кожевенного сырья.
Благодаря высоким потребительским показателям качества кожи: экологичности, эстетичности, функциональности, эргономичности и др., спрос на изделия из кожи носит стабильно устойчивый характер. О масштабах использования кожи для изготовления одежды можно судить по данным о мировом потреблении. В настоящее время на каждого жителя Земли приходится 1,5 изделия из кожи, 10 лет назад —лишь 0,5 [2].
Это способствует расширению ассортимента одежды из кожи, которую используют не только для традиционных видов верхней одежды: куртки, плащи, пальто, но и для жакетов, пиджаков, юбок, брюк, платьев с более сложными силуэтными и модельно-конструкторскими решениями.
Одежда из кожи является дорогостоящей частью гардероба, и эксплуатационный срок ее службы составляет обычно несколько сезонов. Качество одежды во время эксплуатации во многом определяется сохранностью внешнего вида и формы после эксплуатационных воздействий.
В течение продолжительного срока эксплуатации изделия могут неоднократно подвергаться воздействию химической чистки, после проведения которой потребители часто предъявляют жалобы, связанные с потерей формы, внешнего вида и изменением линейных размеров, вплоть до несоответствия их размерам тела человека, многие из приобретенных дефектов неустранимы [3].
Указанные явления во время проведения химчистки могут возникать по различным причинам, одной из которых является способ формообразования и формо-закрепления, используемый на стадии изготовления данного изделия.
В настоящее время при изготовлении швейных изделий широкое распространение получили метод придания формы за счет введения конструктивных элементов и метод фиксации полученной формы в результате дублирования термоклеевыми прокладоч-
ными материалами.
Данный способ формозакрепления изделий из кожи, широко используемый в стране и за рубежом, имеет существенные недостатки: различие свойств соединяемых материалов не обеспечивает единого надежного пакета изделия и приводит к потере формоустойчи-вости при эксплуатации. Это объясняется различным строением материалов: волокнисто-сетчатым (у кожи) и сетчато-плоским (в тканях); а также недостаточной адгезионной прочностью соединения материалов, что приводит к расслаиванию. Этот способ материало- и трудоемок.
Кроме того, в изделиях, продублированных по традиционной технологии, при проведении химчистки в результате обработки растворителями у многих клеяще-вяжущих веществ частично или временно пропадает адгезия, что ведет к сдвигу склеенных элементов относительно друг друга и, в конце концов, к затвердеванию клея и фиксации структуры в положении, резко отличающемся от первоначального, а это, в свою очередь, приводит к потере формы и внешнего вида, восстановление которых часто невозможно.
При этом основа прокладочного материала в результате химчистки часто теряет прочность, структура ее разрыхляется, отслаивается от кожи, и уже не способна выполнять свою функциональную роль в виде упругого элемента пакета материалов. Повторное дублирование данным прокладочным материалом становится невозможным.
Наиболее перспективным способом фиксации формы представляется прямая стабилизация, т.к. этот способ за счет образования дополнительных взаимодействий элементов структуры материала при введении химических реагентов в жидком состоянии обеспечивает следующие возможности:
— регулирования глубины проникновения полимерной композиции в структуру кожи;
— многозонального нанесения с учетом топографических участков;
— совмещения процессов формообразования и формозакрепления;
— фиксирования сложных пространственных форм.
Несмотря на преимущества способа прямой стабилизации, он не нашел широкого применения при изготовлении одежды из кожи из-за недостаточной его
изученности.
Для расширения возможностей его использования необходимо провести дополнительные исследования, в частности, решить вопрос о выборе состава полимерной композиции, которая должна обладать следующими свойствами:
— быть физиологически и технологически безвредной,
— обладать определенной вязкостью,
— обеспечивать материалу необходимую жесткость и формоустойчивость,
— не размягчаться при дальнейших влажно-тепловых обработках,
— обеспечивать стойкое к растворителям, применяемым в химчистке, покрытие.
При этом подбор компонентов полимерной композиции осуществляется в таком количественном и качественном соотношении, чтобы каждая из составных частей участвовала в формировании необходимых свойств.
С учетом вышесказанного был разработан способ повышения формоустойчивости кожаных изделий и состав для его осуществления. Способ включает следующие операции:
— нанесение на бахтармяную сторону кожи водной полимерной композиции на основе поливинилацетата,
— придание формы детали,
— сушку и фиксирование ее охлаждением.
Новизна способа подтверждена патентом
№ 2266863 от 27 декабря 2005 г. [4]
Для достижения качественного результата важно оценить изменение свойств систем материалов, полученных с применением разработанного способа в результате химической чистки, что позволит исключить возникновение непредвиденных дефектов в результате эксплуатации и оценить сохранность формы в результате эксплуатационных воздействий.
Для проведения химической чистки были выбраны системы материалов, стабилизированные полимерной композицией оптимального состава (концентрация поливинилацетата 25%, количество пластификатора 3%, площадь нанесения 40%), позволяющего добиться высоких показателей упругости при определенных значениях жесткости, что обеспечивает высокую формоустойчивость изделий, изготовленных с применением данного способа.
Химчистка образцов проводилась на машине типа КХ-023 с применением перхлорэтилена и жирующих веществ [2].
Одна из особенностей чистки изделий из кожи — низкая загрузка машины, составляющая 50% от номинальной, потому что при одинаковом весе текстильных и кожаных изделий, последние впитывают в себя большее количество растворителя. Вместе с изделиями из кожи в барабан помещают шерстяные вещи, необходимые для равномерного распределения жирующего препарата на изделиях и исключения заломов при отжиме и сушке.
Химчистка осуществлялась двухванным методом,
при котором первую мойку проводили перхлорэтиле-ном из рабочего бака при жидкостном модуле 6 в течение 3—4 мин. Загрязненный перхлорэтилен сливали в дистиллятор и проводили отжим в течение 1,5 мин, чтобы исключить связывание загрязнителя с жирующей эмульсией и повторное оседание на поверхности кожи. Одежда из кожи после чистки в растворителе сохраняет уровень жиров, равный 2% от веса. Для большинства изделий этот уровень совершенно недостаточен, исключение составляют редкие виды кож с большим уровнем естественных жиров.
Перед второй мойкой изделия в течение 5 мин. прогревали воздухом при температуре 500С.
Для того чтобы исключить пересушивание кожи и ее разрушение, вторую мойку в течение 10 мин. проводили перхлорэтиленом, содержащим жирующие препараты. Отжим проводили в течение 2 мин. Перед сушкой машину останавливали и в барабан помещали 20 поролоновых губок для исключения заломов и складок.
Сушку проводили при температуре 50—55оС в течение 50—60 мин., проветривание — 30 мин. Конец сушки устанавливали визуально по состоянию швов. Общая продолжительность — около 80 мин.
После проведения химчистки оценивалось изменение показателей жесткости и упруго-пластических свойств, позволяющих спрогнозировать стабильность формы, а также внешнего вида образцов после проведения химической чистки, проведенной с применением вышеописанного способа.
Перед проведением испытаний пробы выдерживали не менее 12 час. в нормальных условиях (температура 20 ± 30С и относительная влажность 65 ± 5 % по психрометру) в соответствии с ГОСТ 938.14—70 «Кожа. Метод кондиционирования пробы». В этих же условиях проводились испытания.
Жесткость определялась по ГОСТ 8977—74 «Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения жесткости и упругости». Результаты исследований представлены на рис. 1.
Анализируя полученный данные, можно сделать вывод, что проведение пятикратной химической чистки вызывает увеличение жесткости в пределах 18% в продольном и 24% в поперечном направлениях, что связано с «вымыванием» жирующих веществ в результате воздействия растворителя в ходе химчистки, которое неспособно полностью восполнить даже применение жирующих веществ.
Возможно, увеличение жесткости также связано с повышением адгезии между структурными элементами кожи и полимерной композиции под воздействием ПХЭ.
Оценка упруго-пластических свойств проводилась на автоматической компьютерной установке «RELAX», позволяющей оценивать упруго-пластические свойства систем материалов при пространственном деформировании [5]. Результаты испытаний образцов после стабилизации, а также после одно- и пятикратной химчистки представлены на рис. 2.
Жесткость, сН
10 8 6 4 2 0
1
4 № образца
■ продольное направление □ поперечное направление
Рис. 1. Изменение жестости образцов кож, стабилизированных полимерной композицией концентрацией 25%, количество пластификатора 3%, площадь нанесения 40% после воздействия химчистки: 1 — исходный; 2 — одна химчистка; 3 — три химчистки; 4 — пять
химчисток.
Модуль упругости, МПа
Пластичность, %
№ образца
30 2520 15 10 5 0
№ образца
Рис. 2. Изменение упруго-пластических свойств образцов кож, стабилизированных полимерной композицией концентрацией 25%, количество пластификатора 3%, площадь нанесения 40%, после воздействия химчистки: 1 — исходный; 2 — одна химчистка; 3 — пять химчисток
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что проведение пятикратной химической чистки приводит к значительному повышению модуля упругости в пределах 27% и к снижению пластичности до 6%. Следовательно, проведение химической чистки образцов, стабилизированных полимерной композицией не оказывает неблагоприятного воздействия на показатели формоустойчивости, что позволяет прогнозировать ее стабильность во время эксплуатации.
При оценке внешнего вида систем материалов, стабилизированных полимерной композицией, не наблюдалось значительных изменений, образцы имели ровную гладкую поверхность без заломов и морщин, миграция клея на внешнюю поверхность кожи отсутствовала.
Проведение химической чистки оказывает влияние
и на изменение механических свойств.
Из анализа данных, приведенных на рис. 3, видно, что после проведения одной химчистки предел прочности у образцов, стабилизированных полимерной композицией изменяется незначительно по сравнению с аналогичными образцами до химчистки.
После пяти химчисток предел прочности увеличивается на 8,1% в продольном и на 10,8% в поперечном направлениях по сравнению с образцами до химчистки, что можно объяснить некоторым уплотнением и ориентацией структуры кожи в результате воздействий растворителей в ходе химчистки.
Таким образом, жесткость и упругость систем материалов, изготовленных с применением способа прямой стабилизации под воздействием пятикратной химической чистки повышается на 25% при незначительном
Предел прочности, МПа
(ИИ
12 3'
□ в продольном направлении
□ в поперечном направлении
№ образца
Рис. 3. Изменение предела прочности образцов кож, стабилизированных полимерной композицией
концентрацией 25%, количество пластификатора 3%, площадь нанесения 40%, после воздействия химчистки: 1 — исходный; 2 — одна химчистка; 3 — три химчистки; 4 — пять химчисток.
повышении предела прочности. Полученные данные стем материалов, стабилизированных с помощью раз-
свидетельствуют о высокой формоустойчивости си- работанного способа.
Литература
1. Жуков Ю.В. Итоги работы легкой промышленности // Кожевенно-обувная промышленность.— 2006. — № 6. — С. 6—2.
2. Федорова А.Ф. Технология химической чистки. — М., 2005. — 559 с.
3. Натуральная кожа и замша. Изготовление изделий и обработка их на предприятиях химчистки // Современная химчистка и прачечная. — 2003. — № 4. — С. 12—18.
4. Баранова Е.В., Стельмашенко В.И., Лисиенкова Л.Н. Способ формования объемных и криволинейных деталей изделий: патент РФ № 2266863. — Опубл. 27 декабря 2005 г. Бюл. № 36.
5. Бурмистров А.Г., Кочеров А.В. Компьютерный комплекс «RELAX» для оценки качества материалов // Кожевенно-обувная промышленность. —1998. — № 1. — С. 17—19.
УДК 677.025
Исследование влияния обработки новыми составами замасливающих композиций на реологические свойства хлопкосиблоновой пряжи
И.И. Пономарева
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
В связи с необходимостью прогнозировать поведение пряжи при использовании для различных назначений представляет интерес исследование связи между нагрузкой и деформацией пряжи. Поведение реальных текстильных материалов зависит от истории проведенных над ними действий. Кроме того, при определении физических свойств нити большую роль играет время. Свойства пряжи, описывающие связь во времени между механическим напряжением и относительной
деформацией, носят название реологических свойств. С помощью реологических свойств можно исследовать релаксацию напряжения продуктов, а также текучесть, или изменение деформации нагруженной нити во времени.
При исследовании реологических свойств использовался метод математического моделирования, основанный на применении механической аналогии свойств реальных текстильных продуктов. В качестве
