CC BY
25
Авторами проведено дослидження вла-стивостей текстильних матерiалiв в умо-вах впливу pi3^x середовищ формування nid дieю силового поля рiзного походження: статичного та динамiчного. В результатi експерименту визначено залежтсть вели-чини повног деформацп та ii складових вiд середовища формування при статичному та динамiчному навантаженш
Ключовi слова: формування, формозакрi-плення, каniлярно-nористi тша, ридинно-активне робоче середовище (РАРС), апрет,
релаксометр
□-□
Авторами проведено исследование свойств текстильных материалов в условиях разных сред формирования под воздействием динамических нагрузок. В результате эксперимента определена зависимость величины полной деформации и ее составляющих от среды формования при вибрации
Ключевые слова: формирование, фор-мозакрепление, капиллярно-пористые тела, жидкостно-активная рабочая среда
(ЖАРС), аппрет, релаксометр
□-□
An authors is conduct researchof properties of textilematerials in the conditions of different forming environments under act of the dynamic loadings. As a result of experiment certainly dependence of of complete deformation and its constituents on the environmentofforming at the oscillation loading
Keywords: forming, formingclosed, capil-lary-larly porous body, liquid-active working
environment (LAWE), appret, relaxometer -□ □-
УДК 677.047.622.112.2
ВПЛИВ В1БРАЦП НА ДЕФОРМАЦ1ЙН1 ВЛАСТИВОСТ1 МАТЕР1АЛУ В УМОВАХ Р1ЗНИХ СЕРЕДОВИЩ ФОРМУВАННЯ
Ю.В. Кошевко
Астрант*
Контактний тел.: 068-202-56-98 E-mail: juliakoshevko@gmail.com
М.В. Батаровська*
Контактний тел.: 096-966-39-21 E-mail: batarovska@mail.ru
М.О. Кущевський
Кандидат техшчних наук, доцент, завщуючий кафедрою*
Контактний тел.: 097-449-68-49 *Кафедра технологи та конструювання швейних виробiв Хмельницький нацюнальний уыверситет
1. Вступ
На кафедрi технологи та конструювання швейних виробiв Хмельницького нащонального ушверситету проводяться дослвдження в област формування деталей головних уборiв об'емних форм з тканних мате-рiалiв. Виготовлення складно! форми пропонуеться здшснювати завдяки волого-тепловш обробщ (ВТО). Осюльки текстильш матерiали е катлярно-пористи-ми плами, то в процес ВТО вони тимчасово змшюють сво1 властивост при взаемодп з середовищем формування. Окрiм цього на змшу деформацiйних власти-востей текстильних матерiалiв суттевий вплив мае природа силового поля: статичне динамiчне. Класична ВТО в якосп робочого середовища використовуе пар рiзних параметрiв, головними з яких е температура та волопсть. Парове середовище не дае можливоси максимально використати деформацшш властивост текстильних матерiалiв в силу того, що обмежуе воло-гопоглинання останшх. При цьому, збiльшення воло-
rocTi середовища насичуе матерiал до пгроскотчного значення, а далi вiдбуваетьcя самовисушування пiд впливом температури пари.
2. Постановка проблеми
Традицшна ВТО з використанням пари не забез-печила належно'! якостi формування деталей головних уборiв складних форм. Це обумовлено наступ-ними причинами: застосування пари, яка обмежуе деформацшш властивоси матерiалу, завдяки змен-шенню вологопоглинання; дiя статичних наванта-жень при якш "груба" структура тканини е менш активною.
На сьогоднiшнiй день вщсутня технологiя, яка поеднувала б в одному циклi операцп формування та формозакршлення. Розробка нового способу формування головок головних уборiв передбачае усунення вказаного недолжу. Дана проблема виршуеться ком-
плексним застосуванням динамшних навантажень та ушверсально робочого середовища [1, 2]. Однак в попередшх роботах вщсутш дослщження змши де-формацшних властивостей тканин при статичному та динам1чному навантаженнях для р1зних робочих середовищ.
3. Аналiз останнiх дослiджень та публiкацiй
В якост РАРС при формуванш деталей головних убор1в 1з тканин пропонуеться використовувати не вологу в сташ газу - пара, що повсякденно використо-вуеться, а в рщкому сташ - вода.
Попередш роботи в цьому напрямку показують [3-5], що вода служить пластифжатором тканини, та середовищем для передач1 мехашчних навантажень матер1алу. Вона д1е на надмолекулярну структуру матер1алу, що призводить до послаблення м1жмолеку-лярних зв'язюв 1 тим самим покращуе рухлив1сть си-стеми пол1меру. За умови такого послаблення в волокнах вщбуваеться р1зке зростання повно'! деформацп 1, в тому числ1 залишково'!, що призводить до набування деталлю стшко'! форми. [3-5].
Таблиця 1
Повна деформащя та 17 складовi при статичних навантаженнях в розчинах апрелв
4. Формулювання мети
Вище викладене наштовхнуло на думку прове-дення дослщжень по визначенню деформацшних властивостей текстильного матер1алу в паровому та рщинно-активному середовищах (пара, вода та во-дний розчин апрету) при статичних та динам1чних навантаженнях.
5. Виклад основного матерiалу
Останшм часом ведеться пошук ушверсального робочого середовища, яке б поеднало в одному цикл1 операцп формування та формозакршлення. В процес1 пошуку автори прийшли висновку [6], що таким середовищем для формотворення можуть виступати водш розчиш кле'!в, як1 на еташ формування покращують деформацшш властивост1 тканин, а на етат формо-закшлення накладають поперечш зв'язки 1 тим самим закршляють отриману форму.
Осюльки робочим середовищем в процес1 формування та формозакршлення виступае розчин апрету, що мае б1льшу в'язюсть шж вода, тому е необхщшсть розглянути деформацшш властивост1 матер1алу в розчинах апрет1в [6]. Для досягнення поставлено! мети на першому етат було дослщжено ряд апре-т1в, як1 запропоновано використовувати для фжсацп форми детал1. Досл1джено деформац1йн1 властивост1 обраних текстильних матер1ал1в в розчинах апрет1в, (табл. 1).
З таблиц1 видно, що найкращими деформацшними властивостями волод1ють тканини, як1 досл1джува-лись в розчинах № 4, 14, 16 в пор1внянш з шшими апретами. При цьому частка пластично'! деформацп матер1алу е найвищою, в пор1внянн1 з шшими апрета-ми, тому в подальшому !х рекомендовано використову-вати в якост1 робочого середовища.
Номер апрету Набухания, г Складов! частини деформацп, мм (%)
Повна абсолютна дефор-мащя £, мм пружна ^пр (д£пр ) елас-тична £ел (Д^ел) пластична епл (д£пл)
«Аргон» арт. 23853
Сухий зразок 0,92
4 4,2 9,5 3,5 (36,8) 1,5 (15,5) 4,5 (47,5)
6 3,8 8,0 3,5 (43,8) 3,0 37,5) 1,5 (18,8)
11 4,2 7,5 2,0 (26,7) 2,5 (33,3) 3,0 (40,0)
12 3,2 7,5 2,5 (33,5) 2,5 (33,5) 2,5 (33,5)
14 4,7 10,5 4,0 (38,1) 1,5 (14,3) 5,0 (47,6)
16 4,5 7,37 1,38 (18,7) 1,38 (18,7) 4,61(62,5)
«Елегант» арт. 1372
Сухий зразок 0,81
4 3,1 9,5 3,5 (36,8) 1,0 (10,5) 5,0 (52,6)
6 2,9 9,5 4,0 (42,1) 2,0 (22,1) 3,5 (36,8)
11 2,2 5,85 1,80 (30,7) 0,90 (15,3) 3,15 (53,8)
12 2,5 11,5 3,0 (26,1) 2,0 (17,4) 6,5 (56,5)
14 4,2 10,0 1,0 (10,0) 1,0 (10,0) 8,0 (80,0)
16 3,8 12,5 4,0 (32,0) 3,5 (28,0) 5,0 (40,0)
«Тайшет», арт. 23609
Сухий зразок 1,14
4 4,1 10,0 6,0 (60,0) 1,5 (15,0) 2,5 (25,0)
6 3,9 4,5 0,5 (11,1) 1,5 (33,3) 2,5 (55,6)
11 3,0 9,3 3,5 (36,8) 3,0 (31,6) 3,0 (31,6)
12 3,52 7,0 3,0 (42,9) 1,0 (14,3) 3,0 (42,9)
14 5,1 9,24 2,81 (30,4) 2,01 (21,7) 4,42 (47,8)
16 4,7 9,5 4,0 (42,1) 2,0 (21,1) 3,5 (36,8)
кашем1р арт. 3406
Сухий зразок 1,2
4 7,1 8,0 5,5 (68,8) 1,5 (18,8) 1,0 (12,5)
6 5,2 7,0 4,0 (57,1) 1,5 (21,4) 1,5 (21,4)
11 6,8 6,5 2,0 (30,8) 1,0 (15,4) 3,5 (53,8)
12 6,1 5,5 3,0 (54,5) 0,5 (9,1) 2,0 (36,4)
14 7,8 10,3 3,0 (29,1) 1,72 (16,6) 5,58 (54,1)
16 7,0 9,5 5,0 (52,6) 2,0 (21,1) 2,5 (26,3)
пальтова арт. 3220
Сухий зразок 1,13
4 4,3 7,0 4,0 (57,1) 0,5 (7,1) 2,5 (37,5)
6 3,67 8,5 4,0 (47,1) 1,5 (17,60 3,0 (35,3)
11 4,1 6,79 2,26 (33,2) 1,81 (26,6) 2,71 (39,9)
12 3,5 7,0 3,0 (42,9) 1,5 (21,4) 2,5 (35,7)
14 4,9 8,0 1,0 (12,5) 2,0 (25,0) 5,0 (62,5)
16 4,6 9,0 4,0 (44,4) 1,0 (11,1) 4,0 (44,4)
Результати переконливо доводять припущення, що зб1льшення вологопоглинання волокнами при оброб-ц1 в р1зних середовищах (пар, вода та розчин апрету) значно покращуе деформацшш властивост1 тканин.
Результати проведених дослщжень для пальтово! тка-нини арт. 3406 наведенi в табл. 2.
Таблиця 2
Повна деформащя та и складовi при статичних навантаженнях в дослiджуваних середовищах
Назва материалу Адсорб-цшно-активне середо-вище Повна деформащя, £, мм Складов! повно! деформацп, мм (%)
пружна ^пр (А^пр) елас-тична ^ел (А^ел) пластична Едл (Аепл)
Тканина пальтова арт. 3406 нитка основи парове середо-вище 5,5 2,5 (45,4) 1,0 (18,1) 1,5 (27,2)
вода 7,1 3,0 (42,3) 1,0 (14,08) 3,1 (43,6)
апрет №14 8,1 3,0 (37,03) 1,0 (12,3) 4,1 (50,6)
нитка утоку парове середо-вище 6,0 2,5 (41,6) 1,0 (16,6) 2,5 (41,6)
вода 9,2 3,2 (34,7) 2,0 (21,7) 4,0 (43,4)
апрет №14 10,3 3,0 (29,1) 1,7 (17,5) 5,5 (53,4)
За даними таблицi побудовано дiаграму повно! де-формацii та и складових (рис. 1)
9 ¡8
«7
3 5-?4
«2 1 0
розчин апрету №14 вода
а)
розчин апрету №14 вода
б)
Рис. 1. Повна деформащя та и складовi при статичному
навантаженнi тканини кашемiр арт. 3406: а - основа, б - уток: 1 — повна абсолютна деформащя; 2 — пружна складова; 3 — еластична складова; 4 — пластична складова
Покращення деформацшних властивостей текстильного матерiалу пояснюеться тим, що вода та розчин апрету виконуе роль "мастила", яке активiзуе роботу "грубо!" структури матерiалу за рахунок змен-шення коефiцiенту тертя мiж волокнами в системi ниток та нитками в тканит. Це вщбуваеться за рахунок
набухання в«х структурних ланок полiмеру (волокна, нитки, тканина), а також таке середовище потрапивши в мшця контакту ниток рiзних систем - покращуе ко-ефiцiент тертя.
З [1, 5] встановлено, що найбшьш ефективними при формувант складних просторових форм е динамiчнi способи формування. Вщповщно представляють ш-терес результати дослщжень деформацiйних власти-востей, коли поеднуеться запропоноване середовище та динамiчна дiя силового поля. Тому в подальших до-слiдженнях увагу було прид^ено вивченню змiни деформацшних властивостей у водi та розчинах апреив (№4, 14 та 16) в умовах вiбрацiйного навантаження.
Авторами розроблено прилад для вивчення деформацшних властивостей текстильних матерiалiв в умовах впливу вiбрацiйного навантаження рiзних параметрiв в середовищi формування (рис. 2).
Рис. 2. Прилад для вивчення деформацшних властивостей
текстильних матерiалiв в умовах впливу вiбрацiйного навантаження рiзних параметрiв в рщинному середовищi: 1 — вiбростiл; 2 — емжсть з середовищем; 3 — пружина; 4 — затискач (верхнш); 5 — затискач (нижнш); 6 — проби тканин; 7 — ваги; 8 — електродвигун; 9 — балансир; 10 — захисне огородження
Прилад е аналогом релаксометра типу «стшка», основною вщмшшстю якого е забезпечення подачi вiбрацiйного зусилля на верхнш тримач зразка матерь алу. За допомогою змши маси дисбаланав задавалась рiзна амплпуда вiбрацii при швидкостi обертання головного вала вiбратора в межах 20-50 об/с. Вимiрю-вання вiброшвидкостi проводили за допомогою прила-ду Viber - А 4427 (Японiя), тсля чого розрахунковим шляхом визначались амплггуда та вiброприскорення вiбрацii при сталих частотах.
Дослвдження проводили за стандартною методикою [7]. Результати деформацшних властивостей текстильного матерiалу при динамiчних навантаженнях в рiз-них середовищах (вода та розчини апрету № 4, 14, 16) наведено в табл. 3.
Рiзниця повно! деформацп у водi при статичному та динамiчному навантаженнi становить 19,3%, при цьому частка пластично! деформацп ввдповщно зро-стае на 27,2%. Найб^ьш позитивним е те, що пластична деформащя з ростом частоти вiбрацii з 20 до 50 об/с збшьшуеться з 64,6% до 77,7%. Це е тдтвердженням думки авторiв, про те, що вiбрацiйне навантаження в
2
4
2
3
4
умовах середовища формування «розхитуе» волокна та нитки в текстильному матерiалi, активiзуe роботу «грубо!» структури, збiльшуe вологопоглинання та на-бухання бiльше, шж в паровому середовищi, та сприяе росту частки пластично! деформацГ!, що е найважливь шим в процеа утворення стiйко! форми деталi.
Таблиця 3
Повна деформащя та и складовi при динамiчних навантаженнях в дослiджуваних середовищах
Отже, в розчиш апрету №14 в умовах динамiчного впливу частка повно! деформацГ! та !! складових е бшь-шою на 10-12% в порiвняннi з водою. Це тдтверджуе припущення про можлившть формування в водному розчиш апрету №14, як в рщинно-активному робочо-му середовищi.
6. Висновки
Визначення впливу середовища на деформацшш властивост текстильних матерiалiв дозволяе розгля-нути його, як прiоритетний фактор процесу ство-рення форми деталi головного убору. Це дае змогу висунути припущення про можливкть формування деталей головних уборiв в розчиш апрету. Результати проведених дослщжень шдтверджують доцiльнiсть формування текстильних матерiалiв в рщинно-актив-ному середовищi основу якого складае водний розчин апрету та вiбрацiйне навантаження, яке передаеться на матерiал, що деформуеться. Використання такого середовища дасть можлившть виконувати процеси формування та формозакршлення одночасно не ильки на площинних деталях але в першу чергу на об'ем-них (головки головних уборiв).
Назва мате-р^алу Адсорб-цшно-активне середо-вище Повна дефор-мащя, £, мм Складов! повно! деформацп, мм (%)
пружна £пр (Аепр) еластична ^ел (Аеел) пластична ^пл (АЕпл)
Тканина пальтова арт. 3406 нитка основи вода 15 4 (26,6) 3 (20,0) 8 (53,3)
апрет №4 11 2 (18,1) 2 (18,1) 7 (63,6)
апрет №14 16 2 (12,5) 4 (25,0) 10 (62,5)
апрет №16 9 1,5 (16,6) 1,5 (16,6) 6 (66,6)
нитка утоку вода 14 4 (28,5) 3 (21,4) 10 (71,4)
апрет №4 12 2 (16,6) 2 (16,6) 8 (66,6)
апрет №14 18 3 (16,6) 4 (22,2) 11 (61,1)
апрет №16 11 1,5 (13,6) 1,5 (13,6) 8 (72,7)
За даними табл. 3 побудовано дiаграму повно! деформацГ! та !! складових (рис. 3).
б)
Рис. 3. Повна деформащя та и складовi при динамiчному
навантаженш (20об/хв.) у водi та розчинах апрепв (№ 4, 14, 16): а - основа; б — уток; 1 — повна абсолютна деформащя; 2 — пружна складова; 3 — еластична складова; 4 — пластична складова
7. Лиература
1. Патент 46767 иА, МПК А 41Н 5/00 D 06F 73/00. Спо-
аб в1броформування деталей швейних вироб1в об'емно! форми в рщинно-активному середовищ1 / Кошевко Ю.В., Кущевський М.О., Прибега Д.В. Заявлений 01.06.2009р. опублжовано 11.01.2010, Бюл. №.1. - 3с.
2. Патент на корисну модель № 48799 иА, МПК А 41Н 5/00
D 06F 73/00. Склад апрету текстильного матер1алу з на-данням гщрофобно! обробки вироб1в / Кошевко Ю.В., Кулаков О.1. Кущевський М.О. Заявлено 28.09.2009р. , опублжовано 12.04.2010р. , Бюл. №.7 - 3с.
3. Л.В. Буханцова, Ю.В. Коза, М.О. Кущевський Дослщ-
ження впливу адсорбцшно-активного середовища на ф1зико-мехашчш властивост текстильного матер1алу// Вюник Хмельницького нацюнального ушверситету.-2006.-№5. С.229.
4. Ю.В. Кошевко Дослщження впливу рщинно-активного се-
редовища на ф1зико-мехашчш властивост текстильних матер1ашв // Вюник СНУ, 2009 №2 (132),с. 206-211. 5 Буханцова Л.В. Удосконалення процессу формування жь ночих головних убор1в : Дис. ...канд. техн. наук: 05.19.04. - Х., 2007. - 220 с..
6. Ю.В. Кошевко, О.1. Кулаков, М.О.Кущевський Розробка
засоб1в для фшсацй стшких форм одягу // Вюник ХНУ, 2009 №5, с. 170-174.
7. Бузов Б.А., и др. Материаловединие швейного производ-
ства.- М.: Легпромбытиздат, 1986.
