Проектирование устойчивой конструкции узла швейных изделий из курточных тканей Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 677.017

В. Ю. Туханова, Т. П. Тихонова, И. В. Федотова

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОЙ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ КУРТОЧНЫХ ТКАНЕЙ

Ключевые слова: инженерное конфекционирование материалов, устойчивость конструкции швейного изделия.

В статье рассмотрено инженерное конфекционирование материалов для швейных изделий из курточных тканей; экспериментально исследованы способы укрепления конструкции узла швейного изделия; представлены рекомендации по улучшению качества конструкции узла швейного изделия на этапе подбора материалов.

Keywords: packaging engineering, estimation techniques ofproperties of materials, strength of the structure of the unit, technology.

The article considers the engineering packaging materials for garments, experimentally investigated technological ways of strengthening of the construction site; presented recommendations for improving unit ofgarments on the stage of choosing materials.

Введение

Практика эксплуатации изделий из курточных тканей обозначила проблему их надежности в эксплуатации. Наиболее активно курточные ткани используются для туристических костюмов и снаряжений, специальной и форменной одежде, продукции для экстремальных видов спорта. Одним из главных требований к изделиям из курточных тканей являются их эргономичность и надежность в эксплуатации. Эти требования реализуются на стадии эскизного проекта процесса проектирования при изготовлении образца изделия. На этом этапе закладываются все качественные характеристики будущей модели.

Надежность изделия в эксплуатации обеспечивается устойчивостью его конструкции и узлов, его составляющих [1, 2]. Под устойчивостью конструкции швейного изделия понимается его способность сопротивляться внешним воздействиям при эксплуатации, сохранять стабильность формы и устройства. Эту задачу на стадии эскизного проекта решает инженерное конфекционирование материалов, при котором определяют физико-механические свойства материалов и их совместимость, осуществляют подбор всех комплектующих в пакет изделия или его отдельных узлов (в зависимости от цели решаемой задачи).

Целью работы является исследование деформационных характеристик узлов швейных изделий из тканей одной ассортиментной группы одинакового волокнистого состава, определение уязвимых зон узла швейного изделия при эксплуатации, и разработка рекомендаций для проектирования устойчивых конструкций узлов швейных изделий.

Экспериментальная часть

Длявыпуска швейных изделийиз курточной ткани высокого качества должны быть обеспечены показателис позиции инженерного

конфекционированияпакета материалов,

конструирования и технологии изготовления[4, 6].В данной работе обеспечение устойчивости

конструкции рассматривается на этапе подбора материалов.

С цельюразработки рекомендаций по проектированию устойчивых конструкций швейных изделий проведены исследования и испытания образцов тканей курточной группы. На этапе первого эксперимента отобраны 3 образца тканей курточной группы (табл.1). Все образцы были измерены по толщине. Описание представлено в таблице 2.

Анализ получаемых рекламаций на изделия из курточной ткани показал, что наиболее часто деформируется конструкция узла накладной карман, который принят для проведения исследования в данной работе. Были отшиты образцы накладных карманов, 5 образцов для каждого вида ткани. Образцы выполнены на швейной машине MITSUBISHI LS-1280, иглой SCHMETZ №90, нитками Euron А 50/2 100% РЕ, с частотой строчки 3-3,5 стежка на 1 см. Устройство узла «накладной карман» предусмотрено одинаковой конструкции для каждой ткани верха. Конструкция узла в данной работе рассматривается как его устройство, состоящее из деталей; материалов, входящих в его пакет, и способов соединения деталей [3]. Программа и условия испытания проводились в соответствии с ГОСТ 28073-89 «Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах» по методике, разработанной авторами [5].

При решении задачи прогнозирования прочностных характеристик узла швейного изделия, образцы узлов из материалов одинакового волокнистого состава расположили в порядке возрастания поверхностной плотности (ПП) (рис. 1.1), с помощью диаграмм разрывной нагрузки при приложении силы по основе, по утку и под углом 45° проследили зависимости величины разрывной нагрузки при увеличении ПП.

Таблица 1 - Образцы тканей

Группа Образец Волокнистый состав Описание Поверхностная плотность, г/м2 Толщина, мм, при давлении 0,2 кПа Внешний вид

Курточн ая 1 100% полиэстер 82,3 0,12

2 100% полиэстер 199,1 0,32

3 100% полиэстер 57,1 0,09

Таблица 2 - Описание тканей

№ образца Описание

1 Ткань Оксфорд - материал с невысокой степенью плотности состоящий из тонких полиэстеровых нитей и специальным покрытием, которое придает материалу водонепроницаемость. Используется для: изготовления верхней одежды, курток, комбинезонов, плащей, спецодежды, рабочей одежды, чехлов, кофров, укрытий, навесов и других изделий для рыбалки, охоты, туризма. Полотно из 100% полиэстера с полиуретановой пропиткой камуфлированного цвета. Материал влаго- и ветроустойчивый.Водоотталкивающее покрытие: PU 1000 (Водостойкость -1000 мм, высота водяного столба в мм, при котором ткань не промокнет)

2 Полотно из 100% полиэстера с полиуретановой пропиткой камуфлированного цвета. Используется для изготовления верней одежды, туристического снаряжения, спецодежды. Водоотталкивающее покрытие: PU 2000 (Водостойкость -2000 мм, высота водяного столба в мм, данная ткань полностью водонепроницаемая)

3 Ткань 100% полиэстер. Применяется приизготовлении: верхней детской и взрослой одежды (комбинезоны, куртки, плащи, спортивные костюмы (легкие и утепленные для горнолыжного спорта), ветровок, текстильной обуви, перчаток, варежек, мешков для сменной обуви, для флагов, надувных фигур, ростовых кукол, для фартуков, легких детских палаток, чехлов, укрытий (для детских песочниц, сухих бассейнов),спальных мешков, сувенирной и рекламной продукции. Пропитка: PU (водоупорная) является прозрачной полиуретановой пропиткой, придающей устойчивость не только против воды, но и против органических веществ (пота и жира)

Курточная группа Вол окнистый состав: 100% полиэстер

к 250

П I II I

.£3 1 2

Поверхностная плотность, г/м- 57,1 32,3 199,1

■ Приложенненагрузкнпо основе 202,Я 214,25 222,75 I Прнложенненагрузкнпоутку 208,5 195,5 227

■ Приложение нагрузки под углом 94 67 80 бб 87 33

Образцы, №

Рис. 1 - Деформационные характеристики узлов «накладной карман» из курточных тканей

Образцы тканей №1, №2, №3 расположены в порядке возрастания ПП.При приложении нагрузки вдоль линии основы (шов нижней части кармана, шов в области верхнего угла кармана) с увеличением ПП необходимо приложить большую нагрузку для деформации. Прямая корреляционная зависимость между 1111 и разрывной нагрузкой (РН). г1Л=0,873. 0,7<г1Л<0,9 - высокая.При приложении нагрузки вдоль линии утка (шов боковой части кармана) нет прямой зависимости. Прямая корреляционная зависимость между ПП и разрывной нагрузкой (РН) между образцами №2 и №3. Образец №1 - обратная корреляционная зависимость. Г1.2=0,78; 0,7<Г].2<0,9 - высокая; Го=0,563. 0,5<Го<0,7 заметная. При приложении нагрузки под углом 45° (шов области закрепки вверху кармана) нет прямой зависимости. Прямая корреляционная зависимость между ПП и разрывной нагрузкой (РН) между образцами №2 и №3. Образец №1 - обратная корреляционная зависимость. г14=0,1130. 0,1< г14< 0.3 - слабая.

Характер деформации при приложении нагрузки по основе: разрыв шва; разрыв шва и ткани; раздвижка ткани и разрыв шва; разрыв ткани по шву. По утку: разрыв шва; раздвижка ткани и разрыв шва; разрыв шва и ткани. Под углом 45°: разрыв шва; разрыв шва и ткани.

Полученные в ходе испытаний данные поднимают вопрос об универсальности

Таблица 3 - Термоклеевые прокладочные материалы

рекомендаций по обеспечению устойчивости конструкции узлов швейных изделий на стадии инженерного конфекционирования пакета материалов выпускаемой продукции. Для комплексного изучения показателей свойств материалов, влияющих на устойчивость конструкции, необходимо проведение

дополнительных исследований, обеспечивающих обоснованныйвыбор конструктивно-

технологических решений узлов швейного изделия на примере узла «накладной карман» [3].

Целью второго этапа эксперимента явилась разработка универсальности рекомендаций по обеспечению устойчивости конструкции узлов швейной продукции на стадии конфекционирования материалов.

Устойчивость конструкции швейного изделия зависит не только от свойств материалов, входящих в него, но и напрямую зависит от технологических методов обработки. Во втором этапе эксперимента, с соблюдением одинаковых технических условий, применено два способа укрепления конструкции узла: технологический (горизонтальная закрепка, перпендикулярная шву настрачивания кармана,3 вида раскроя термоклеевого прокладочного материала (ТПМ) (по основе, по утку, под углом 45°)) и конфекционный (разные виды ТПМ).

Описание ТПМ, принятых для дальнейшего эксперимента, представлены в таблице 3.

Артикул 1703XS3 (ТПМ №1) 1101/2 BS4 (ТПМ №2) 1706 BS9 (ТПМ №3)

Поверхностная 31 г/м2 64 г/м2 50 г/м2

плотность

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

Основа Полиэстер Полиэстер Полиэстер

Уток Текстурированный полиэстер Вискоза Текстурированный полиэстер

Переплетение Цепочка Смещенная цепочка Цепочка

Покрытие Неориентированная Ко полиамидная Мелкая плюс точка,

микроточка, растр.21, прим. 76 точек/см2 неориентированная точка, 52 точки/ см2 растр. 17, прим.52 точки на см2

Для оценки степени влияния укрепляющих элементов на конструкцию узла швейного изделия были использованы технологический и конфекционный способы. В качестве технологического способа укрепления рассмотрена закрепка верхнего угла кармана. Результаты сравнения дисперсионных значений разрывных нагрузок конструкции узла с закрепкой параллельно шву настрачивания кармана и закрепкой перпендикулярно шву показали существенную разницу между способами. Закрепка перпендикулярно шву настрачивания значительно укрепляет конструкцию узла.

В качестве конфекционного способа укрепления использовано фронтальное дублирование ткани верха. ТПМ выкроены по основе, утку и под углом 45°. Способ приложения нагрузки под 90° и под 45° к верхнему углу конструкции узла «накладной карман». Оценка значений разрывных нагрузок показала, что вид ТПМ и способ раскроя ТПМ оказывают существенное влияние на показатели устойчивости конструкции узла швейного изделия. В группе образцов из курточной ткани получены различные виды деформаций конструкции узла, такие как разрыв основной ткани, расслаивание дублирующих слоев, разрыв шва и дублирующей прокладки. На курточной ткани поверхностной плотности 57,1 г/м2 и толщиной 0,09 мм наблюдается расслаивание дублируемых слоев при раскрое артикулов №1 и №2 ТПМ по основе, утку и под 45°. При этом для курточной ткани поверхностной плотностью 199,1 г/м2 и толщиной 0,12 мм нет расслаивания дублируемых слоев при раскрое ТПМ №1 и №2 по основе и утку, но есть при раскрое под 45° при одинаковом приложении нагрузки. Общий вывод: при приложении нагрузки по основе к конструкции узла швейного изделия самые высокие показатели разрывной нагрузки при раскрое ТПМ по утку.

Экспериментальные данные, полученные при тестировании элементарных проб конструкции узла швейного изделия «накладной карман» на первом этапе эксперимента при определении влияния потребительских свойств, таких как поверхностная плотность и толщина на устойчивость конструкции узла, а также выявление уязвимых зон конструкции узла, показали, что нет прямой корреляционной зависимости возрастания показателей разрывной нагрузки от увеличения показателей поверхностной плотности и толщины у тканей одинакового волокнистого состава одной ассортиментной группы.

При тестировании элементарных проб конструкции узла швейного изделия «накладной карман» на предмет устойчивости конструкции при применении дублирования различных типов ТПМ и видов раскроя ТПМ выявлено, что нет единства в рекомендациях по подбору ТПМ для курточных тканей. Свойства, заданные при аппретировании материала, оказывают существенное влияние на показатели устойчивости конструкции узла.

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 угла раскроя ТПМ.

На устойчивость конструкции узла швейного изделия влияют конфекционные и технологические факторы. К конфекционным относятся: толщина материала верха, поверхностная плотность материала верха, переплетение материала верха, аппрет, вид основы термоклеевого прокладочного материала, переплетение ТПМ, вес ТПМ, вид и толщина ниток. К технологическим: выбор технологии изготовления узла швейного изделия, вид раскроя ТПМ, выбор параметров ВТО и дублирования, d швейной иглы.

Для анализа влияния поверхностной плотности ТПМ на устойчивость конструкции узла швейного изделия и для прогнозирования деформационных характеристик узла от увеличения поверхностной плотности ТПМ образцы используемых ТПМ расположили в порядке возрастания для каждого образца ткани.

При возрастании ПП ТПМ прямая корреляционная зависимость наблюдается только при раскрое ТПМ под углом 45°. При раскрое ТПМ по основе и утку увеличение ПП ТПМ не влияет на качество устойчивости конструкции узла. Получены формулы линейного прогнозирования РН от 1111:

1) для раскроя ТПМ по основе у= -33,75х+1056,3;

2) для раскроя ТПМ по утку у= -22,5х+1115;

3) для раскроя ТПМ под углом 45° у= 280х+450.

При возрастании ПП ТПМ прямая

корреляционная зависимость наблюдается при раскрое ТПМ по утку и под углом 45°. При раскрое ТПМ по основе увеличение ПП ТПМ слабо влияет на качество устойчивости конструкции узла. Получены формулы линейного прогнозирования РН от ПП:

1) для раскроя ТПМ по основе у= -5х+436,25;

2) для раскроя ТПМ по утку у= 44,35х+440,05;

3) для раскроя ТПМ под углом 45° у= 280х+450.

При возрастании ПП ТПМ прямая

корреляционная зависимость наблюдается при всех видах раскроя ТПМ. Получены формулы линейного прогнозирования РН от ПП:

1) для раскроя ТПМ по основе у= 17,67х+411,66;

2) для раскроя ТПМ по утку у= 94,5х+260,5;

3) для раскроя ТПМ под углом 45° у= 281,5х+125,5.

При возрастании ПП ТПМ прямая корреляционная зависимость наблюдается при всех видах раскроя ТПМ. Получены формулы линейного прогнозирования РН от ПП:

1) для раскроя ТПМ по основе у= 51х+169,5;

2) для раскроя ТПМ по утку у= 227,5х+5,5;

3) для раскроя ТПМ под углом 45° у= 81х+135.

На деформационные характеристики

конструкции узла существенное влияние оказывает ПП используемого ТПМ. При увеличении ПП наблюдается прямая корреляционная зависимость

для образца ткани №3, при раскрое ТПМ по основе, по утку и под углом 45°.

Полученные данные можно использовать при проектировании устойчивых конструкций во время их эксплуатации устойчивости конструкции, но это лишь один из показателей качества изделия из курточной ткани. Для проведения комплексной оценки качества проектируемого швейного изделия требуются лабораторные исследования других важных потребительских свойств.

Заключение

1. Устойчивость конструкции узла швейного изделия обеспечивается с помощью применения дополнительных материалов, средств и способов скрепления, а также с позиции технологии изготовления.

2.На прочность системы «основной материал + ТПМ + нитки» существенное влияние оказывают поверхностная плотность термоклеевого прокладочного материала и угол раскроя деталей.

3. Получены формулы линейного прогнозирования деформационных характеристик конструкции узла швейного изделия в зависимости от поверхностной плотностииспользуемого

термопрокладочного материала, которые можно

использовать на стадии проектирования.

Литература

1) Зарецкая Г.П. Разработка методологических основ проектирования и изготовления формованных коллагенсодержащих деталей: дис. ... докт. техн. наук: 05.19.04/МГУДТ, Москва, 2006. - 416 с.

2) Кирсанова Е.А. Методологические основы оценки и прогнозирования свойств текстильных материалов для создания одежды заданной формы: дис. ... докт. техн. наук: 05.19.01/МГУДТ, Москва, 2003. - 380 с.

3) Туханова В.Ю., Тихонова Т.П. Исследование свойств конструкции узла «карман» из материалов одинакового волокнистого состава [Текст] // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. - 2017. -№1. - С. 87-92.

4) Туханова В.Ю., Тихонова Т.П. Определение факторов, влияющих на процесс конфекционирования материалов [Текст] // Современные наукоемкие технологии. Региональноеприложение. - 2015. - №4. - с.204-209.

5) Туханова В.Ю., Тихонова Т.П. Способ определения устойчивости конструкции узла швейного изделия [Текст] // Заявка №2017106253 в ФИПС от 27.02.2017.

6) Tukhanova V. Yu., Tikhonova T.P.Engineering confectioning of materials for garments^^^ // Modern problems of science and education. - 2017. - № 1 - P. 5559.

© В. Ю. Туханова - соискатель МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), [email protected]; Т. П. Тихонова - к.т.н., профессор МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), [email protected]; И. В. Федотова - к.т.н., доцент МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), [email protected].

© V. Ju. Tukhanova - postgraduate student of Moscow State University of Technology and Management. K.G. Razumovsky (PKU), [email protected]; T. P. Tikhonova T.P. - PhD, professor, Moscow State University of Technology and management. K.G. Razumovsky (PKU), [email protected]; 1 V. Fedotova - PhD, docent, Moscow State University of Technology and management. K.G. Razumovsky (PKU), [email protected].