Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение. Текстильные полотна и изделия

Подождите немного. Документ загружается.

Коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения

для плотных целлюлозных тканей составляет 0,01—0,1, для ред-

ких шелковых тканей — 0,5—0,6.

Дихроизм. Явление изменения окраски в проходящем свете

(дихроизм) в зависимости,от направления световых лучей свой-

ственно не только нитям и волокнам, но и полотнам. Дихроизм

особенно нагляден в окрашенных тканях, когда из-за различ-

ного поглощения света в продольном и поперечном направле-

ниях возникает впечатление разных цветов вдоль основных и

уточных нитей.

Чистота поверхности и загрязняемость. В процессе эксплуа-

тации на текстильных полотнах появляются пятна, общая за-

грязняемость, запыленность. Причины этого явления заключа-

ются в диффузии пыли и ее оседании на полотне вследствие

электростатического притяжения. Загрязняемость зависит от

структуры полотен, их волокнистого состава. Известны следую-

щие методы определения чистоты поверхности:

количественное измерение отраженного от поверхности эле-

ментарной пробы света на спектрофотометре, рефлектометре;

количественный химический анализ содержания грязи (пыли

в полотне).

Прочность окраски. Для многих изделий из текстильных по-

лотен большое значение имеет прочность окраски, которая оп-

ределяется к воздействиям света, светопогоды, мыльного рас-

твора, дистиллированной, известковой и морской воды, стирки,

пота, глаженья, трения, химической чистки. Под действием этих

факторов происходят физико-химические изменения структуры

красителей, нарушается прочность цвета полотен. Прочность

окраски характеризуется степенью посветления первоначальной

окраски и степенью закрашивания белого материала в резуль-

тате перечисленных выше воздействий. Методика определения

прочности окраски полотен к трению подробно описана в «Ла-

бораторном практикуме по текстильному материаловедению»

[2]. Степень посветления окраски и степень закрашивания бе-

лого материала устанавливают с помощью эталонов прочности

окраски. Одна из шкал серых эталонов, предназначенных для

оценки степени изменения первоначальной окраски, состоит из

пяти пар эталонов с разной степенью контрастности между тем-

ным эталоном, постоянным для всех пар, и эталоном более

светлой окраски.

Вторая шкала серых эталонов окрасок предназначена для

определения степени закрашивания белого материала и состоит

также из пяти пар эталонов с разной контрастностью между

белым эталоном, постоянным для всех пар, и эталонами серого

цвета различной интенсивности окраски.

В пятибалльной шкале (с увеличением балла возрастает

оценка стойкости к истиранию) оценка прочности окраски

192

в баллах записывается в виде дроби: в числителе оценка изме-

нения первоначальной окраски, в знаменателе оценка закра-

шивания белого материала {2].

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Наиболее важными показателями электрических свойств тек-

стильных полотен и изделий являются электризуемость, элек-

трическая прочность, диэлектрическая проницаемость.

Электризуемость. Электризация текстильных полотен имеет

поверхностный эффект, возникающий в результате взаимодей-

ствия (трения) между двумя поверхностями. При трении элек-

тризация повышается, так как возникают новые и нарушаются

прежние контакты трущихся поверхностей. Кроме того, в про-

цессе трения повышаются поляризация и диполяризация моле-

кул вследствие увеличения подвижности диполей из-за выделе-

ния тепла и более легкой ориентации диполей. Электрические

заряды могут возникать не только при трении, но и при растя-

жении и сжатии.

. Электризуемость текстильных материалов имеет суточные

колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Летом с повы-

шением солнечной активности электризуемость увеличивается.

При повышенной электризуемости возникает явление прилипае-

мости полотен к телу, повышается их загрязняемость. Показа-

тели электризуемости тканей приведены в табл. V.8.

Электрическая прочность. Для текстильных полотен элек-

трическую прочность (пробивную напряженность) £„ опреде-

Т а б л. V.8. Показатели электризуемости текстильных полотен [4]

Вид полотна

Удельное

электрическое

сопротивление р,

Оки

Плотность заряда

а, Кл/см»

Трикотажное шерстяное

Шелковая ткань

Трикотажное' хлориновое

Трикотажное хлопчатобумажное

Ацетатная ткань

Вискозная ткань

Капроновая ткань

2,1-10»

4,9 10»

1,7-10»

3,82-10»

3,2 10"

1,29-10

1,37-10"

1,66-10»«

8,2 10

3,2-10»

7,2-10

1,410»

5,1 10

8,1

•

9,0- 10-и

1,08-10-"

3,42-10-"

8,55-10-"

2,79- 10-м

3,69-10"

3,78- НИ»

» нитроновое

Вискозно-ацетатная ткань

Хлопковискозная ткань

Хлопкокапроновая ткань

Хлопколавсановая ткань

Хлопкоацетатная ткань

9,9-10-»»

1,17-10-"

9,9-10-"

1,71 10-"

1,08- 10-и

2,88- Ю-" Ацетатно-капроновая ткань

7 Заказ JA 1031

ляют отношением напряжения, при котором происходит пробой

полотна, к его толщине:

— U Jb, (V.49)

где Ua

—

напряжение, при котором происходит пробой, кВ; b

—

толщина

текстильного полотна или материала, мм.

Явлению пробоя, как и для волокон и нитей [1], сопутствует

внезапное падение сопротивления пробы полотна (изоляции)

до малого значения, в результате чего диэлектрик (исследуе-

мая проба) разрушается, происходит плавление или прожига-

ние пробы (диэлектрика). Пробивное напряжение полотен воз-

никает в основном по воздушным порам, поэтому после про-

питки полотен воздушные поры ликвидируются и пробивная

напряженность резко возрастает.

Снижения электризуемости полотен достигают обработкой

антистатическими препаратами. В структуру некоторых тканей,

трикотажа вводятся токопроводящие нити, например угольные.

Электризуёмость определяется следующими показателями:

напряженностью Е электрического поля, величиной заряда q,

поверхностной плотностью а, полярностью заряда, удельным

объемным сопротивлением />. удельным поверхностным сопро-

тивлением Rs.

Напряженность электрического поля, В/м,

E=flq = UlH, (V.50)

где f —сила, которую испытывает заряд q; U — потенциал; Я

—

расстояние

до заряженного тела.

Поверхностная плотность, Кл/см

o = qlS, (V.51)

где S

—

поверхность пробы, см

Удельное объемное сопротивление, Ом • см,

= RS

/V, (V.52)

где /?

—

сопротивление полотен, Ом; 5

—площадь пробы, см

; V — объем

пробы, см*.

Поверхностное сопротивление, Ом/см

= R/S. (V.53)

Для полотен, как и для нитей, применима обобщенная тео-

рия теплового пробоя диэлектрика [8], когда в результате теп-

лового разогрева диэлектрика (полотна) происходит его оплав-

194

ление или прожигание. Необходимо знать пробивное напря-

жение.

(V.54)

где к

—

коэффициент теплопроводности; о

—

удельная электропроводность;

—

температуропроводность диэлектрика (полотна); F

—

сложная функция

параметра, характеризующая условия охлаждения, степень

•

неоднородности

по значению удельного сопротивления и др.

Помимо теплового пробоя полотен (диэлектриков) возмо-

жен электрохимический пробой. Он связан с изменением хими-

ческого состава и структуры полотен под действием электриче-

ских разрядов в окружающей среде внешнего электрического

поля (электрическое старение). Эти процессы очень медленные.

Напряженность поля, при котором происходит пробой, опреде-

ляют по формуле

где с

—

предэкспоненциальный множитель; АЕ

—

разница в энергии между

дном зоны проводимости и серединой полосы, занимаемой более высокими

локальными уровнями, на которых находятся возбужденные электроны.

Диэлектрическая проницаемость. Способность текстильных

полотен реагировать на внешнее электрическое поле характе-

ризуется диэлектрической проницаемостью е.

где С

—

емкость конденсатора, заполненного пробой полотен; Со-—емкость

конденсатора с воздушным диэлектриком.

Необходимо иметь в виду, что диэлектрическая проницае-

мость зависит от влагосодержания полотен и частоты тока.

Характеристикой потерь электрической мощности перемен-

ного тока в диэлектрике является тангенс угла потерь й:

где 6 —угол потерь (в=90°—<р, где ф —угол сдвига между током и напря-

жением для реального конденсатора);

—угловая частота тока; С—ем-

кость конденсатора; R

—

активное сопротивление;

G —

активная проводи-

мость; f—частота переменного тока.

6. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Акустика — это учение о звуке. Акустические свойства харак-

теризуют отношение материалов к звуку. Для текстильных по-

лотен и изделий очень важны в первую очередь их отношение

к поглощению звука и звукоизоляция.

Т 1*5

(V.55)

е=С/С

(V.56)

lap

Частотный диапазон звуковых колебаний, воспринимаемых

слуховым аппаратом человека, составляет-от 16—20 до (16—

20) 10

Гц. Звуки с частотой ниже 16 Гц называются инфра-

звуковыми, а звуки с частотой свыше 20 кГц — ультразвуко-

выми. Разность между непрерывно изменяющимися фактиче-

скими давлениями при наличии звуковой волны в данной точке

пространства называется звуковым давлением.

Громкость звука определяется амплитудой звукового давле-

ния, но зависит также от частоты его отражения. Падающая

энергия звука /

пад

(рис. V.21) равна отражающей /

отр

, прошед-

шей /

р и поглощенной /погл. т. е.

/пад = / — /отр + / пр-+ / погл- (V.58)

Порог слышимости — минимальная величина звукового дав-

ления, когда звук воспринимается слуховым аппаратом чело-

века при /=800—2000 Гц, составляет около 20 Па. При давле-

нии 6,3

•

Па человек испытывает болевые ощущения, проис-

ходит разрушение слухового аппарата. Неприятность от звука

усиливается с повышением частоты. Наиболее раздражающее

действие при заданном уровне звука оказывают высокочастот-

ные звуки, начиная с частоты 700—1000 Гц.

Показатели акустических свойств следующие:

коэффициент звукопоглощения

а =/погл//; (V.59)

коэффициент отражения

Р = /отр//; (V.60)

коэффициент звукопроводности

Т = / пр//. (V.61)

В технической акустике вместо коэффициента звукопровод-

ности т звукоизолирующие свойства материалов характеризуют

также величиной, называемой ЗИ и измеряемой в децибелах:

196

ЗИ = 10 lg-r

. (V.62)

При т=1 ЗЯ=0; при т=0,1 ЗИ—10 и при т=0,01 ЗИ=20.

Величина звукоизоляции обычно увеличивается с повыше-

нием поверхностной плотности полотен.

Текстильные полотна и другие материалы широко исполь-

зуют для звукоизоляции. С изоляцией звуковой энергии свя-

зано явление реверберации — отражения, постепенного затуха-

ния звука в закрытых помещениях после выключения его ис-

точника. Воздушный объем помещения представляет собой ко-

лебательную систему с очень большим числом собственных

частот. Каждое из собственных колебаний характеризуется

своим коэффициентом затухания, зависящим от поглощения

звука при его отражении от ограничивающих поверхностей и

при распространении. Накопление звуковой энергии происходит

до тех пор, пока уровень шума не станет одинаковым как сна-

ружи, так и внутри помещения. В этом случае коэффициент

звукопоглощения

а = 4Ь/(1 + Ь)

, (V.63)

где &=/min/^max; /mm — минимальное звукопоглощение; /

го

»х — максималь-

ное звукопоглощение.

Реверберация значительно влияет на слышимость речи и

музыки в помещении, так как слушатели воспринимают пря-

мой звук на фоне ранее возбужденных колебаний воздушного

объема.

С изменением спектра колебаний воздушного объема

(в связи с затуханием составляющих колебаний) изменяется

длительность реверберации, или время реверберации. Время

реверберации как показатель акустических свойств материа-

лов— это время, в течение которого интенсивность звука умень-

шается в 10

раз, а его уровень — на

60 дБ.

Коэффициенты звукопоглощения

приведены в табл. V.9.

Схема простейшего прибора для

определения коэффициента звукопо-

глощения методом стоячих волн пока-

зана на рис. V.22.

Основной частью прибора является

вертикальная стальная труба 2, ниж-

ний конец которой закрывается глу-

хой крышкой с пробой 1 испытуемого

материала. Над трубой помещен

/Я

Рис. V.22. Схема прибора для определения

коэффициента звукопоглощения

197

Табл. V.9. Коэффициенты звукопоглощения некоторых

текстильных материалов (3]

Вид

материала

Марка

Тол-

щина,

мн

Средняя

плотиость.

г/м»

Поверх-

ностная

плот-

иость,,

г/м'

Коэффициент авуко-

пог лощения

Вид

материала

Марка

Тол-

щина,

мн

Средняя

плотиость.

г/м»

Поверх-

ностная

плот-

иость,,

г/м'

иа

низких

частотах

и* высоких

частотах

Войлок ИЗ АТИМ-8 23

0,06—0,09 1000

До 0,015 0,10—0,38

овечьей

0,06—0,09

До 0,015 0,10—0,38

шерсти

То же

АТИМ-6

6 0,13—0,14

500

До 0,1 0,1-0,2

Хлопчато-

АТИМХ-15

0,045-0,05 750 До 0,2

0,35-0,63

бумажный

0,045-0,05 До 0,2

0,35-0,63

ватилин

Стеклянная

АСИМ-3,5

0,18 520—920 До 0,03

0,03—0,1

вата

репродуктор 4, возбуждаемый от звукового генератора 5. Пьезо-

микрофон 3 соединен через усилитель 7 с гальванометром 6.

При полном роглощении звуковой энергии дном трубы по-

казание гальванометра при перемещении микрофона вдоль

трубы не изменяется, так как в трубе будет проходить вниз

лишь бегущая волна. При полном отражении звуковой энергии

дном появляется отраженная волна с амплитудой падающей

волны. В результате наложения этих волн возникает стоячая

волна, в пучностях которой давление вдвое больше, чем в бе-

гущей волне, а в узлах равно нулю. Поэтому показания галь-

ванометра при перемещении микрофона вдоль трубы будут ко-

лебаться от нуля до некоторого максимума. Когда на дне трубы

помещен материал, частично отражающий и частично погло-

щающий звуковую энергию, отраженная волна будет существо-

вать, но ее амплитуда меньше амплитуды падающей волны.

При этом показания гальванометра будут изменяться от /

до /max. Вычислив отношение ft = /

in//max, определяют коэффи-

циент звукопоглощения по формуле (V.63).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Какими показателями характеризуются гигроскопические свойства тек-

стильных полотен?

2. Как определяют влажность, гигроскопичность и капиллярность текстиль-

ных полотен?

3. От чего зависят водопоглощаемость, водоемкость текстильных полотен?

Как они определяются?

4. Какие характеристики используют для оценки проницаемости текстиль-

ных полотен?

5. Как определить воздухопроницаемость текстильных полотен?

6. Как определить воздухопроницаемость многослойного пакета и одежды?

7. Каковы особенности ветропроннцаемости текстильных полотен? Как

можно снизить ветропроницаемость?

198

8. Расскажите о способах определения паропроницаемости текстильных

полотен.

9. Как оценить сопротивление паропроницаемости текстильных

полотен?

10. Как определить пылепроннцаемос.ть и пылеемкость текстильных поло-

тен?

11. От чего зависит пылепроницаемость и, пылеемкость текстильных полотей?

12. От чего зависит водопроницаемость и водоупорность полотен? Как

можно оценить эти свойства?

13. Какие характеристики используют для оценки тепловых свойств тек-

стильных полотен?

14. Назовите способы определения теплопроводности текстильных полотей.

15. В каком случае необходимо определение суммарного теплоаого сопро-

тивления? Как можно его определить?

16. Какое значение имеют температуропроводность полотен? Как можно ее

определить?

17. Как оценивают тепло- и термостойкость текстильных полотен? От каких

факторов зависят эти характеристики?

18. От чего зависят морозостойкость и огнестойкость текстильных полотей?

19. Какие цвета имеют текстильные полотна? Как можно их определить?

20. Как оценивают белизну полотен?

21. От чего зависит блеск текстильных полотен? Как можно его определить?

22. Как определить прозрачность, дихроизм, прочность окраски текстильных

полотен?

23. Дайте характеристику электризуемости, электрической прочности и ди-

электрической проницаемости текстильных полотен. От чего зависят эти

показатели свойств?

24. Назовите акустические свойства текстильных материалов. Дайте им ха-

рактеристику. От чего зависят акустические свойства? »

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ к гл. V

1. Кукин Г. И., Соловьев А. Н., Кобляков А. И. Текстильное материаловеде-

ние (волокна и нити). М„ 1989.

2. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению/А. И. Коб-

' ляков, Г. Н. Кукин, А. Н. Соловьев и др. Под общ. ред. А. И. Коблякова.

М„ 1986.

3. Кукин Г. Н„ Соловьев А. Н. Текстильное материаловедение. М., 1967.

4. Вузов Б. А., Модестова Т. А„ Алыменкова Н. Д. Материаловедение швей-

ного производства. М., 1986.

5. Колесников П. А. Теплозащитные свойства одежды. М., 1965.

6. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их

качества/К. Г. Гущина, С. А. Беляева, Е. Я. Командрикова и др. М., 1984.

7. Кириллов Е. А. Цветоведение. М., 1987.

8. Электрические свойства полимеров/Под ред. Б. И. Сажина. Л., 1977.

Глава VI. ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРОВ, ФОРМЫ, СТРОЕНИЯ

И СВОЙСТВ ПОЛОТЕН И ИЗДЕЛИЙ

В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

При оценке качества текстильных полотен и изделий обычно

сравнивают с нормативами результаты измерений показателей

их свойств до использования, т. е. в неношеном состоянии.

Однако для оценки надежности и прогнозирования срока

1»»

службы материалов необходимо знать, как изменяются или со-

храняются строение и свойства при переработке полотен, а из-

делий— при их эксплуатации. Для многих текстильных изде-

лий очень важна их износостойкость, т. е. способность сопро-

тивляться изнашиванию. В процессах- производства, при хра-

нении, замачивании, стирке, других влажно-тепловых воздей-

ствиях текстильные изделия (а шерстяные еще и вследствие

свойлачивания) могут изменять размеры, форму, строение и

свойства. Это же происходит при использовании одежды, что

может ухудшать ее внешний вид, а иногда делает даже непри-

годней в носке. Поэтому кроме оценки качества новых мате-

риалов важно прогнозирование изменения размеров, формо-

стойкости, износостойкости, срока службы текстильных полотен

и изделий при эксплуатации и различных воздействиях на них.

1. ИЗМЕНЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ПОЛОТЕН

Усадка и притяжка

В литературе [1—9] и стандартах используют различные тер-

мины и характеристики уменьшения или увеличения размеров

полотен и изделий. Например, для тканей (кроме шерстяных и

полушерстяных) по ГОСТ 8710—84, ГОСТ 9315—76* (СТСЭВ

4225—83), для трикотажных полотен по ГОСТ 13711—82* и для

вязально-прошивных полотен по ГОСТ23284—78* (СТСЭВ

4225—83) определяют изменение линейных размеров К, %,

•

по

формуле

= 100 (L — L

)IL

, ' (VI.1)

где L — конечный линейный размер полотна после обработки (действия фак-

тора), мм; Lo — начальный линейный размер полотна до обработки, мм.

Величина Х>0 характеризует увеличение, а Я<0 — умень-

шение размеров, поэтому итоговые числовые результаты дол-

жны записываться со знаком ( + ) или (—): например, измене-

ние линейных размеров по длине и ширине Х

= —5 % и Я.

= +3%. По ГОСТ 13711—82* разрешается также записывать

числа без указания знака, но с использованием двух разных

терминов, т. е. в предыдущем примере усадка по длине Я

=5 %

и притяжка по ширине

А,

= 3%. Таким образом, термин

«усадка» характеризует уменьшение размеров, а термин «при-

тяжка» — их увеличение.

Усадка полотен влияет на конструкцию и форму одежды.

Поэтому при раскрое из полотна деталей одежды предусмат-

ривают припуски на усадку, что увеличивает расход полотна.

Однако это не всегда приводит к желаемым результатам, так

как небольшие детали со многими швами усаживаются иначе,

200

чем крупные детали без швов. Особенно неблагоприятно влияет

на качество одежды различная усадка верхних, подкладочных

и прокладочных материалов [3].

В литературе [1—5] и некоторых стандартах (ГОСТ 5012—82,

ГОСТ 12867—77*) усадку полотен У, %, определяют по фор-

муле

У = 100 (L

—

L)l L

. (VI.2)

При использовании формулы (VI.2) и увеличении размеров

полотна величина У<0, т. е. отрицательная усадка, называется

притяжкой.

По аналогичным формулам определяют поверхностную УД и

объемную Уу усадки, характеризующие также уменьшение раз-

меров с течением времени или в результате различных воздей-

ствий.

= 100(S

-S)/S

; (VI.3)

= 100 (V

~V)/V

= 100 (6-6

)/6, (VI .4)

где So, V

и бо — начальная площадь, см

, объем, см

, н средняя плотность,

г/см

, пробы; S, V и 6 — конечная площадь, см

, объем, см

, и- средняя плот-

ность, г/см

, пробы в результате усаживания.

Формула (VI.4) определяется условием, что при усажива-

нии масса пробы остается неизменной и, следовательно, Vo =

= m/6o и V=m/6.

По формулам (VI.3) и (VI.4) подсчитывают усадку для не-

которых нетканых материалов и войлоков.

Для текстильных полотен усадку обычно определяют по

формуле (VI.2), а при определении, общей (суммарной) усадки

в результате нескольких последовательных процессов уса-

живания [4] следует пользоваться следующей формулой:

= 100—100 (1 —O.OiyO (1 —0,01У

) . . . (1 — 0,01У„), (VI.5)

где Уь У г, ..., У

—

усадка после соответственно 1, 2 и л-го процессов, %,

= 100 (L

— Li)/L

= 100 (Lj — L

)/L

;

У„ = 100 (L

_i — L

)IL

где Li, L

Ln-i, L

—

размер пробы после соответственно 1, 2, (л—1) и

я-го процессов усаживания, мм; L

— начальный размер пробы, мм.

В основном используют три вида зависимости изменения об-

щей усадки У о полотен от числа х мокрых обработок (стирок и

замочек) и глажений (рис. VI.1). Их можно объединить [9]

в одной математической модели:

= ll{(alx) + b-lm/(x-c)] + klx*}, (VI.6)

где а, Ь, с, т и k — константы материала и структуры полотна.

201