CC BY
30
УДК 677.027.6
А. А. Азанова, Е. В. Шарипова, И. Г. Давлетбаев, Л. Н. Абуталипова
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ЛОКАЛЬНОГО ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ДИСПЕРСИИ
Ключевые слова: трикотажное полотно, полиуретановая дисперсия, износостойкость, деформация.
В статье рассмотрено повышение износостойкости текстильного материала путем нанесения полиуретановой дисперсии на водной основе. Показано, что нанесение полимерной пленки позволят повысить стойкость материала к истиранию на 21 % и уменьшить деформацию в 2 раза.
Keywords: knitted fabric, polyurethane dispersion, wear resistance, deformation.
In article the method of increase of wear resistance of textile material by drawing polyurethane dispersion on a water basis is considered. It is shown that drawing polyurethane dispersion will allow to increase resistance to attrition for 21% and reducing deformation twice.
Ведение
Современный покупатель предъявляет особые требования к потребляемым товарам и услугам, в том числе и к товарам легкой промышленности [1]. Именно поэтому в условиях жесткой конкуренции производители одежды стремятся к изготовлению не только функциональной комфортной и красивой одежды, но стараются придать изделию дополнительные свойства, повышающие его привлекательность в глазах потребителя.
Современное изделие должно обеспечивать нормальную жизнедеятельность организма, быть удобным в носке, иметь формоустойчивость деталей и износостойкость материалов. Обеспечение этих требований тесно связано с применением новых материалов, прогрессивных технологий и оборудования.
Одним из важнейших факторов, определяющих конкурентоспособность изделия, является долговечность, которая во многом зависит от износостойкости материалов, из которых оно изготовлено. Износ материалов - сложный процесс, протекающий под влиянием различных воздействий: механических (трения, растяжения), физико-механических, биологических [2]. Определяющим фактором износа для большинства групп одежды является механическое воздействие -трение о тело человека и внешние предметы.
Изнашивание материала в одежде происходит неравномерно, вследствие чего одни участки изнашиваются быстрее, другие — медленнее. Как следствие, изделие становится непригодным к дальнейшей эксплуатации, несмотря на то, что большая его часть еще сохраняет первоначальный вид и свойства. Анализируя топографию износа, можно отметить, что в первую очередь разрушаются те участки, которые подвержены интенсивному воздействию разрушающих факторов: локтевая и коленная зоны, линии подгиба низа, области боковых карманов, сидения, шагового шва [2]. Наиболее наглядно данный процесс
просматривается в детском ассортименте и является важной проблемой при эксплуатации таких изделий.
Существуют различные способы локальной защиты участков одежды, наиболее подверженных воздействию эксплуатационных факторов. Наиболее простой и часто применяемый - усиление основной детали изделия дополнительными (налокотниками, наколенниками, бортовыми накладками) путем механического скрепления ниточным соединением на швейной машине. Такой способ используется, как в специальной одежде, так и в бытовой, причем в последней накладки часто выполняют, кроме защитной, и декоративную функцию. Перспективным является метод повышения износостойкости участков изделия путем нанесения полимерной композиции. В бытовых изделиях широко распространено нанесение полимерной композиции на стопу чулочно-носочных изделий. Такое покрытие выполняет двойную функцию -предотвращает скольжение при носке и повышает стойкость к истиранию. В меховых изделиях на кожевенную ткань в местах, наиболее подверженных износу, наносят полиуретановую композицию [3]. В работе рассмотрен метод локального повышения износостойкости путем нанесения на текстильный материал полиуретановой (ПУ) дисперсии. Выбор именно данного вида полимера продиктован его высокой стойкостью к истиранию, прочностью и гибкостью, хорошей адгезией к разным подложкам, безопасностью в работе. Данный метод позволяет повысить стойкость материала к истиранию и деформациям от растяжения, возникающим при эксплуатации изделия. Вместе с тем, его применение открывает перспективы для
расширения возможностей декорирования, что особенно актуально для детских изделий.
Объекты и методы исследования
В качестве основного материала использовали трикотажное полотно (ХБ - 100 %), которое имеет высокие гигиенические показатели, изделия из него комфортны и удобны в носке, благодаря свойству растягиваться во всех направлениях. В качестве покрытия применяли ПУ дисперсию на водной
основе «Impranil®DLN» (Bayer MaterialScience, Германия).
Эффективность предлагаемого метода оценивали по стойкости к истиранию и деформации растяжением. Стойкость к истиранию определяли на приборе UGT7012S («Gotech Testing Machines», Тайвань) с абразивом №.Р22 Деформацию при растяжении оценивали по ГОСТ 3813-72. «Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении». Также определяли стойкость покрытия к бытовой стирке. Стирку проводили при условиях, рекомендованных произво дителями трикотажного полотна: температуре воды 30 - 40оС с добавлением синтетического моющего средства в режиме деликатной стирки.
Результаты и их обсуждение
На первом этапе работы подобрали способ нанесения полиуретановой дисперсии.
Рассматривались напыление, намазной и накатный способы. В результате предложен комплексный метод нанесения напылением и последующим накатыванием, позволяющий равномерно
распределить композицию по поверхности образца, исключая подтекание под трафарет. ПУ дисперсию наносили сплошным и точечным покрытием. Точечное нанесение покрытия позволяет уменьшить расход полимерной композиции и одновременно определять дизайнерское решение изделия.
На втором этапе работы подбирали эффективное количество наносимой композиции. На рис. 1 представлен график зависимости стойкости к истиранию трикотажного полотна, с нанесенной полиуретановой дисперсией, от толщины пленки. Толщину пленки регулировали путем разбавления ПУ дисперсии дистиллированной водой.
Рис. 1 - Зависимость стойкости к истиранию полотна с нанесенной полиуретановой дисперсией от толщины пленки
Увеличение толщины пленки, как и следовало ожидать, приводит к повышению на 10-21 % количества выдерживаемых до разрушения материала циклов.
Проводили испытания покрытий разной толщины на стойкость к бытовой стирке. Установлено, что целесообразно использовать данную дисперсию в концентрации, предлагаемой
производителем (без разбавления). Это позволяет наряду с повышением стойкости к истиранию, получать покрытия, устойчивые к бытовой стирке.
В процессе эксплуатации изделие подвергается различного вида деформациям. Деформация растяжения, которую испытывает материал, приводит к изменению его структуры, появлению вздутий (в области локтя, колена и др.), что особенно актуально для трикотажной одежды. Рассмотрена деформация одноосного растяжения образца с точечно нанесенной полиуретановой дисперсией. Для сравнения проводились испытания образца без покрытия. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Деформация образцов трикотажного полотна
Образец Полная деформация, % Доли компонент полной деформации
ю о J § 1— ?у ^ С Эластическая, L^ й в -г о я J н , ся аа лк С
исходный 6,5 0,25 0,65 0,10
с покрытием 3,2 0,10 0,80 0,10
На основе данных показаний построены графики релаксации деформации в режиме нагрузка-отдых, которые представлены на рисунке 2
а
б
Рис. 2 - Релаксация деформации трикотажного полотна: а - исходного, б - с покрытием. Тн -время нагрузки; То - время отдыха; Lоб - упругая деформация; Lмо - эластическая деформация; Lост - пластическая деформация
Нанесение ПУ композиции позволяет уменьшить общую деформацию трикотажного полотна в 2 раза, причем доля эластической (медленнообратимой) деформации увеличивается.
Исследовали возможность расширения колористического оформления покрытия. Для этого ПУ дисперсию наносили с предварительным добавлением водорастворимого активного красителя «Ремазоль синий КЯ». Концентрацию красителя подбирали в зависимости от требуемой интенсивности окраски. Покрытие из колорированной ПУ дисперсии испытывали на стойкость к бытовой стирке: миграции красителя в полотно не происходит.
Практическая реализация предложенного метода представлена моделью детского трикотажного комплекта с использованием локального нанесения полиуретановой дисперсии на коленную зону (рис. 3). С учетом специфики детского ассортимента изделия разработан дизайн рисунка в виде футбольного мяча, изготовлен комплект трафаретов.
Рис. 3 - Внешний вид модели, с нанесенной полиуретановой дисперсией на коленную зону
Выводы
Таким образом, рассматриваемый метод позволяет решить одновременно две задачи -локально повысить износостойкость изделия (увеличить стойкость к истиранию на 21 % и уменьшить деформацию в 2 раза) и открывает широкие возможности для декоративного оформления одежды.
Использование локальной защиты изделия с помощью ПУ дисперсии позволят сохранить его эксплуатационные характеристики на более длительный срок и придать швейному изделию улучшенный внешний вид.
Литература
1. Давлетбаев И.Г., Габдуллин А.Р., Хуснутдинова Р.Р., Фатхуллина Л.Р. Синтетический флок для художественного оформления изделий легкой промышленности и их свойства // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. Т18, №20. - С. 177-178.
2. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное дело): Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.А.Бузов, Н.Д. Алыменкова; Под ред. Б.А. Бузова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 448с.
3. Электронный ресурс: Способ повышения износостойкости деталей одежды. Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/225/2254791.htm свободный.
© А. А. Азанова - к.т.н., доцент каф. моды и технологии КНИТУ, [email protected]; Е. В. Шарипова - магистрант каф. ИТЛПМиД КНИТУ, [email protected]; И. Г. Давлетбаев - к.х.н., доцент каф. моды и технологии КНИТУ; Л. Н. Абуталипова - проф. д.т.н., зав. каф. моды и технологии КНИТУ.
© А. А. Azanova - Ph.D., Associate Professor of the Department of Fashion and Technology KNRTU, [email protected]; E. V. Sharipova- the undergraduate каф. ITLPMID KNITU, [email protected]; I. G. Davleybayev - Ph.D., Associate Professor of the Department of Fashion and Technology KNRTU; L. N. Abutalipova - prof. Ph.D., Head of the Department of Fashion and Technology KNRTU.
