Садыкова Ф.Х. и др. Текстильное материаловедение и основы текстильных производств

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 129. Схема прибора РТ-2 для определения устойчивости ткани к раз-

двигаемости

осыпаемость — явление смещения и выпадения нитей из откры-

тых срезов ткани, приводящее к образованию бахромы.

Осыпаемость тканей определяют на приборе ПООТ по стан-

дартной методике. Пробы в виде полосок ткани длиной 40 мм

и шириной 30 мм выкраивают при исследовании осыпаемости

ткани по основе вдоль утка, а при оценке осыпаемости по

утку — вдоль основы. Пробные полоски закрепляют в зажимах,

установленных в кассете так, чтобы длина выступающих кон-

цов проб составляла 20 мм. Движение от электродвигателя,

преобразованное рычажным приводом, передается на рычаг с

абразивом, который совершает качательные движения. Расстоя-

ние между абразивом и кассетой с зажимами устанавливается

равным 5 мм. Под воздействием абразива в течение 5000 цик-

лов, заданных по счетчику, на пробах образуется бахрома, ве-

личину которой замеряют с помощью измерительного уст-

ройства.

Устойчивость тканей к осыпаемости характеризуют как ве-

личиной образующейся бахромы, так и усилием, даН, необходи-

мым для образования двухмиллиметрового участка бахромы.

Этой цели служит гребенчатое приспособление к разрывной

машине конструкции ЦНИХБИ. Один конец пробы ткани раз-

мером 30 X 100 мм накалывают на иглы гребенки, выступаю-

щие через прорезь в пластинке, так, чтобы ее срез вплотную

подходил на расстоянии 2 мм к выступу пластинки, которую

затем удаляют. Гребенку с наколотой пробой заправляют в

держатель, установленный в верхнем зажиме разрывной маши-

ны. Нижний конец пробной полоски под грузом предваритель-

ного натяжения в 20 сН закрепляют в нижнем зажиме на

расстоянии 50 мм. В момент полного сбрасывания с двухмилли-

метрового участка пробы нитей иглами гребенки по шкале на-

грузок разрывной машины отмечают усилие.

222

По устойчивости к осыпанию различают ткани: легкоосыпа-

ющиеся, для которых усилие составляет до 2,9 даН; среднеосы-

пающиеся — 3—б даН и неосыпающиеся — свыше 6 даН.

Следствием недостаточного коэффициента тангенциального

сопротивления является и распускаемость трикотажа, возникаю-

щая при обрыве одной из нитей, что необходимо учитывать

при проектировании более совершенной структуры полотна.

Ткани, трикотажные, нетканые полотна и другие текстильные

материалы обладают способностью изменять размеры при раз-

личных воздействиях: стирке, замачивании, глаженьи в свобод-

ном состоянии, химической чистке, обработке химическими

препаратами и длительном хранении, особенно в условиях по-

вышенной влажности воздуха. Наибольшее изменение линей-

ных размеров текстильных полотен (усадка) наблюдается при

влажно-тепловых обработках, а именно при стирке и замачи-

вании.

Усадкой называют величину, на которую изменяются линей-

ные размеры изделия, выраженную в процентах от первона-

чальных его размеров. Она положительна, если размеры изде-

лия уменьшаются, и отрицательна, если размеры изделия уве-

личиваются. Отрицательная усадка наблюдается у тканей и три-

котажных полотен, выработанных из креповых, сильно скручен-

ных (до 2000—3000 и более кручений на метр) и текстурирован-

ных, особенно сильнорастяжимых, нитей.

Различают усадку линейную У/, поверхностную У

и объ-

емную y

. Их определяют по формулам:

где Lj — первоначальный размер пробы (в тканях — по основе и по утку,

в трикотажных полотнах — по вертикали и по горизонтали, в нетканых по-

лотнах по длине и ширине), мм; Fi — первоначальная площадь пробы, мм

;

Vi — первоначальный объем пробы, мм

; L

, F

, Vi — линейные размеры, пло-

щадь и объем пробы после воздействия.

Причина изменения линейных размеров — результат слож-

ного комплекса взаимосвязанных процессов. Основными из них

являются:

обратный релаксационный процесс исчезновения оставшихся

незавершенными эластических деформаций, возникших в про-

цессах производства волокон, нитей и самих изделий из них;

набухание нитей, приводящее к ускорению релаксационного

процесса исчезновения незавершенных эластических деформаций

4. ИЗМЕНЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

ТЕКСТИЛЬНЫХ ПОЛОТЕН. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

yt^ih-LzniOO/Lu

==(Fi — F

) ЮО/^i,

yv = (V2~V

)l00/V

(108)

(109)

(110)

223

у.'4

СцроЬпа Onba- Вира- ГптоЬая

ткань ренная шеннаи ткань

ткань ткань

Рис. 130. Изменение усадки

вискозного полотна арт. 4212

по переходам отделочного про-

изводства

с одной стороны и изменению изо-

гнутости нитей. Например, при

сильном набухании основных нитей

изогнутость огибающих их уточных

нитей увеличивается и происходит

уменьшение размеров ткани по ут-

ку, т. е. усадка ткани по ширине,

требующая иногда усиленного ши-

рения ее на заключительной стадии

отделки и др.

По мере протекания различных

производственных процессов форми-

рования полотен и отделки способ-

ность к изменению линейных раз-

меров их изменяется. Из рис. 130

видно, что наибольшую усадку

имеет суровая ткань. При отварке и частично при краше-

нии создаются благоприятные условия для исчезновения не-

завершенных эластических деформаций и ткань имеет в два раза

меньшую усадку, чем суровая. Однако натяжение на завершаю-

щих стадиях отделки в результате распрямления и даже некото-

рого вытягивания ткани вдоль основы приводят к возникновению

эластических деформаций, вызывающих повышение усадочности

уже готовой ткани.

Следовательно, для уменьшения способности изделий изме-

нять линейные размеры необходимо уменьшить их натяжение,

особенно на заключительных стадиях отделки.

Отрицательное значение усадки заключается не только в

том, что она приводит к уменьшению размеров, но и в том,

что изделия из-за различной по величине усадки в длину и ши-

рину теряют форму и часто становятся непригодными для даль-

нейшего использования. Кроме того, после усадки изменяется

линейная плотность нитей в полотнах, удлинение при разрыве,

а также поверхностная плотность.

На величину усадки влияют вид волокон, структура нити,

вид переплетения ткани или трикотажного полотна, способ про-

изводства нетканого полотна и др. Весьма существенно влия-

ние характера заключительных операций отделки и режимов

проведения их.

Для снижения усадочности изделий проводят влажно-тепло-

вую обработку, способствующую завершению релаксационных

процессов в материале, а также обработку полотен из целлю-

лозных волокон и нитей предконденсатами мочевиноформальде-

гидных смол с последующей термообработкой.

В соответствии с ГОСТ 11207—65 ткани в зависимости от

величины усадки после стирки и замочки разделяются на три

группы (табл. 14).

224

Табл. 14. Характеристика тканей 8 зависимости от величины усадки

Группа

ткани

Характеристика ткани

Усадка ткани

по основе

, %, не более

по утку

Практически безусадочные

1,5 1,5

Малоусадочные

3,5

Усадочные

5 2

Нормы усадки тканей разного волокнистого состава и на-

значения регламентированы в соответствующих стандартах. Пре-

вышение этих норм расценивается как отклонение и ведет к сни-

жению сорта полотен. В соответствующих стандартах установ-

лены нормы усадки для каждой отдельной группы тканей в за-

висимости от их назначения.

Методы определения усадки. Они делятся на две группы:

I) определение частичной усадки после однократной влажно-

тепловой обработки, 2) определение полной (потенциальной)

усадки.

В стандартах зафиксированы параметры методов определе-

ния частичной усадки основных видов текстильных полотен.

Они неодинаковы и учитывают условия эксплуатации изделий,

выработанных из разных видов волокон.

Так, для бытовых, однородных, смешанных и неоднородных

хлопчатобумажных, льняных, вискозных из пряжи и комплекс-

ных нитей, за исключением креповых, шелковых и полушелко-

вых тканей и вязально-прошивных нетканых полотен из хлоп-

ка и химических волокон определяют усадку после стирки. Для

шерстяных и полушерстяных тканей, которые в эксплуатации

подвергаются химической чистке,— к замочке. Условия проведе-

ния стирок, замочки и глаженья неодинаковы и различаются

размерами элементарных проб, выкраиваемых из точечной про-

бы, составом стирального и замачивающего раствора, длитель-

ностью и температурой стирки или замочки, условиями сушки

и глаженья.

Вся потенциальная усадка полотен не выявляется пол-

ностью при однократном воздействии.

Выявление полной усадки после многократных стирок или

замачиваний одной и той же пробы требует больших затрат

времени. Учитывая, что с увеличением числа стирок или дру-

гих воздействий, величина общей усадки возрастает, асимпто-

тически приближаясь к некоторому пределу, представляющему

собой потенциальную или полную усадку, Соловьевым А. Н.

предложена формула

= 100 — 100(1 — 0,01У i) (1 — 0,01У

) . . . (Г- 0,01У„), (111)

8 Ф. X. Садыкова и др.

225

где Уи У2, ..., У

— соответственно усадка после 1,2, ..., п-то процесса

воздействия.

Для определения полной усадки необходимо выполнить не

менее 5—6 повторных воздействий (стирок, замочек и т. п.).

5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ГИГРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Гигроскопические свойства текстильных полотен связаны с по-

глощением парообразной и капельно-жидкой влаги и ее отда-

чей воздушной среде с пониженной влажностью. Эти свойства

существенно влияют на электрические, тепловые свойства поло-

тен, прочность и способность деформироваться, а также гигие-

ническую комфортность изготовленной из них одежды. Гигро-

скопические свойства полотен зависят от гидрофильности или

гидрофобности волокон и нитей, из которых они изготовлены,

от строения полотен и особенностей их отделки.

Характеристиками гигроскопических свойств являются влаж-

ность, гигроскопичность, влагоотдача. Кроме того, текстильные

полотна способны поглощать влагу при непосредственном со-

прикосновении с водой за счет механического захвата частиц

воды структурой материала и сорбции влаги волокном. Харак-

теристиками этой способности полотен являются водопоглощае-

мость и капиллярность.

Влажность полотен (фактическую влажность) %, опре-

деляют аналогично волокнам — путем высушивания проб до

постоянной массы в кондиционном аппарате или сушильном

шкафу при температуре 105—110°С.

Гигроскопичность W

, %, текстильных полотен характеризу-

ет их способность поглощать влагу при 100 %-й относительной

влажности воздуха, а их влагоотдача В

, %, — отдавать влагу

в среду с относительной влажностью 0 %.

Для определения гигроскопичности и влагоотдачи из полот-

на вырезают три пробных полоски размером 50 X 200 мм, каж-

дую из которых помещают в отдельную бюксу.

Открытые бюксы с пробами помещают на 4 ч в эксикатор

с относительной влажностью воздуха 100%, по истечении за-

данного времени бюксы закрывают и вынимают из эксикатора.

Массу проб /Пюо (т

) определяют взвешиванием с точностью

до 0,001 г. Затем пробы в открытых бюксах помещают на 4 ч

в эксикатор с серной кислотой, создающей относительную влаж-

ность 0 %, после чего пробы в закрытых бюксах вновь взвеши-

вают и находят массу т

- Пробы в открытых бюксах высу-

шивают до постоянной массы и взвешивают с той же точностью,

определяя массу т

226

При определении только гигроскопичности пробы после вы-

держивания при 100 %-й влажности воздуха высушивают до

постоянной массы.

Гигроскопичность, %, вычисляют по формуле

= (т

100

-т

)ЮО/т

. (112)

Влагоотдача, %,

= (^

—т

) 100/(т

— т

). (113)

Требования к гигроскопичности текстильных полотен зависят

от их назначения. Так, например, в системе одежды функции,

выполняемые каждым ее слоем, весьма различны, поэтому от

бельевых, сорочечных и платьевых полотен требуется высокая

гигроскопичность, пальтовых — малая, а плащевых — минималь-

ная.

Водопоглощаемость характеризует способность материала

поглощать влагу при его полном погружении в воду.

Для определения водопоглощаемости вырезают две пробы

размером 40 X 40 мм, в центре которых карандашом намечают

квадраты размером 30 X 30 мм. Пробы накалывают на специ-

альную игольчатую рамку, закрепленную на стержне, который

помещают в стакан с 500 мл дистиллированной воды. После

выдерживания в течение 1 ч пробы вынимают и встряхивают

для удаления частиц воды с поверхности. Затем из них выре-

зают намеченные квадраты 30 X 30 мм, помещают в бюксы,

взвешивают для определения массы т

, г, после чего пробу

высушивают и определяют ее массу т

, г.

Водопоглощаемость, %, определяют по формуле

= (w

-m

) 100/т

. (114)

Капиллярность характеризует способность текстильных ма-

териалов поглощать влагу порами (капиллярами) и является

показателем смачиваемости.

Для определения капиллярности пробные полоски размером

50 X 300 мм, вырезанные в двух направлениях, закрепляют од-

ним концом в штативе, а другой опускают, в сосуд с раствором

эозина в соотношении 2 : 1000. Затем в течение 1 ч через каж-

дые 10 мин измеряют высоту подъема жидкости по пробам.

Капиллярность оценивают высотой h, мм, подъема жидкости

в пробе в течение 1 ч.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ

Проницаемостью называется способность полотен пропускать

через себя воздух, пары воды, воду, пыль, радиоактивные из-

лучения и т. п. Проницаемость текстильных полотен, используе-

мых для изготовления одежды, играет важную роль для созда-

ния благоприятных условий, нормального функционирования

организма и защиты от вредных воздействий,

227

Воздухопроницаемость — это спо-

собность материала пропускать воз-

дух. Она оценивается коэффици-

ентом воздухопроницаемости В

дм

/(м

-с), который показывает, ка-

кое количество воздуха V, дм

, про-

_Кнасосу

ходит через единицу площади ма-

териала, F, м

, в единицу времени

т, с, при постоянном перепаде дав-

ления по обе стороны пробы:

= V/Fx. (115)

Принцип работы приборов для

определения воздухопроницаемости

заключается в том, что в каме-

ре 3 (рис. 131), покрытой испы-

туемой пробой материала 2, с помощью насоса или венти-

лятора создается разрежение, в результате чего воздух дви-

жется через пробу. Счетчик 4 регистрирует количество прохо-

дящего воздуха, а манометр 1 показывает перепад давлений

воздуха по обе стороны пробы. Испытания полотен бытового

назначения принято проводить при р, равном 50 Па.

На приборе ВПТМ-2 расходомерами воздуха служат трубки

Вентури, и объем прошедшего через материал воздуха опреде-

ляют по дифференциальному манометру. Затем среднее ариф-

метическое всех замеров с помощью тарировочной таблицы,

прилагаемой к прибору, переводят в объем воздуха F

p, дм

/с,

определяя коэффициент воздухопроницаемости по формуле

Рис. 131. Принципиальная схе-

ма прибора для определения

воздухопроницаемости полотен

Вр = Уср- 10 000/F.

(116)

Прибор снабжен комплектом сменных столиков с площадью

отверстия 2, 5, 10, 20, 50 и 100 см

Испытания проводят при усилии прижима пробы 15 даН.

Воздухопроницаемость зависит от строения полотен, в част-

ности от их пористости, и значительно — от различных видов

отделки. Например, несминаемая отделка и стойкое тиснение

уменьшают воздухопроницаемость на 20—25 %, а каландриро-

вание — 20—40 %.

Воздухопроницаемость текстильных материалов может коле-

баться в очень широких пределах — от 6 до 1500 дм

/(м

-с).

Наиболее высокой воздухопроницаемостью обладают летние

хлопчатобумажные и шелковые ткани — 500—1500 дм

/(м

-с)

при перепаде давления 50 Па; пальтовые—10—20, а ветроза-

щитные со специальной обработкой — 6—10 дм

/(м

-с), од-

нако это выше воздухопроницаемости натурального меха —

1 дм

/(м

-с).

228

Требования к воздухопроницаемости предъявляются в зави-

симости от назначения (одежда, занавеси, фильтры, паруса,

парашюты и др.).

С точки зрения физиологических и гигиенических требований

одежда не только защищает тело человека от неблагоприятных

воздействий окружающей среды, но и создает необходимые

условия для нормального функционирования организма. При

потоотделении пот, состоящий на 98 % из воды, конденсируясь

на поверхности тела и одежды в капельно-жидком состоянии,

способствует быстрому охлаждению организма. Впитываясь, он

вытесняет из их пор воздух, являющийся плохим проводником

тепла, тем самым значительно снижая теплозащитные свойства.

В связи с этим для полотен, используемых в одежде и обу-

ви, важнейшим свойством является паропроницаемость, которая

способствует удалению испарений путем их впитывания и вы-

вода в окружающую среду. Определение этого свойства особен-

но важно в условиях низкой воздухопроницаемости полотен.

При небольших значениях поверхностного заполнения тканей

имеется зависимость между паро- и воздухопроницаемостью.

Чаще всего паропроницаемость определяют, используя экси-

катор с внутренним диаметром 25 см и фарфоровой подставкой

для шести стеклянных стаканчиков диаметром 3—4 см и вы-

сотой 5—6 см. В стаканчики наливают дистиллированную воду

до специальной отметки. Три стаканчика плотно накрывают ис-

пытуемыми пробами материала, прикрепляя их к краю воском

или парафином, а три оставляют открытыми. Постоянные усло-

вия в эксикаторе создаются серной кислотой, которую залива-

ют в количестве 1 л. Все шесть стаканчиков помещают в экси-

катор на 1 ч, затем каждый сосуд взвешивают и вновь поме-

щают в эксикатор. Через 3 ч их взвешивают вторично. Разность

показаний первого и второго взвешивания стаканчиков, покры-

тых материалом, равна количеству испарившейся влаги А, мг.

Коэффициент паропроницаемости В

, мг/(м

-с), характери-

зуется количеством водяных паров, мг, проходящих через 1 м

поверхности изделия из среды с большей в среду с меньшей

влажностью за 1 с:

— А/FT, • (117)

где А — масса влаги, испарившейся из стаканчика, мг; F—площадь пробы

материала м

; т — время испытания, с.

Относительную паропроницаемость В

, •%, определяют с уче-

том количества паров воды В, мг, испарившихся из открытого

сосуда за то же время:

= А-100/В. (118)

Недостатком метода является то, что он не учитывает влия-

ния на паропроницаемость толщины слоев воздуха, соприкасаю-

щихся с материалом по обе стороны. Более трудоемкий метод

229

Рис. 132. Схема дождевальной Рис. 133. Схема пенетрометра

установки

разработан ВНИИПХВ: он позволяет определять сопротивление

материала водяным парам с учетом толщины слоя спокойного

воздуха.

Способность текстильных полотен при определенном давле-

нии пропускать воду или сопротивляться ее первоначальному

проникновению характеризует их водопроницаемость либо водо-

упорность.

Коэффициент водопроницаемости В„, дм

/(м

-с) показывает

количество воды V, дм

, которое проходит через площадь F

материала в 1 м

за время т в 1 с при давлении воды Н, Па:

— V/Fr. (119)

Эта характеристика часто используется при оценке фильт-

рующей способности материалов.

Водопроницаемость определяют на дождевальной установке,

схема которой показана на рис. 132. В сосуд 1 по трубке 4

подается вода, постоянный уровень которой во время испытания

поддерживается сливной трубкой 2. Пробу материала 5 разме-

ром 250 X 250 мм натягивают лицевой стороной вверх на водо-

сборник 6, который повернут на угол 45° к горизонтали, мате-

риал подвергают дождеванию в течение 60 с, полностью открыв

кран 3. По окончании дождевания кран закрывают, пробу сни-

мают с водосборника и определяют объем собранной в нем

воды.

Водоупорность необходимо определять для таких изделий,

как плащи, зонты, пальто, обувь, куртки, спецодежда для ры*

230

баков, моряков и шахтеров, плащпалатки и другое спортивное

и туристское снаряжение.

Водоупорность изделий определяют двумя методами — ме-

тодом кошеля и на пенетрометре. Сущность первого метода за-

ключается в том, что материал закрепляют на стойках (типа

табуретки) в виде кошеля, в который осторожно наливают воду

до глубины 100—300 мм в зависимости от вида материала.

Водоупорность характеризуется временем с момента заполнения

кошеля водой до появления на его наружной стороне первых

трех капель. Сквозное потемнение материала без протекания

служит лишь признаком намокания. Этот метод используют

для определения качества водонепроницаемой пропитки тканей,

которые не должны намокать и протекать в течение 24 ч.

Прибор пенетрометр (рис. 133) состоит из сообщающихся

сосудов: стеклянного 2, закрепленного на штативе 1, и метал-

лического 4 с манометрической трубкой 8, нулевое деление ко-

торой совпадает с верхним краем металлического сосуда.

Круглую пробу материала 6, размером равным наружному

диаметру сосуда 4, с помощью прижимного устройства 7 плотно

прижимают к краям сосуда 4. Открыв кран 5, к пробе подают

воду, скорость подъема которой по манометрической трубке 8

не должна превышать 2 см/с. Скорость подачи воды регулиру-

ют краном 3.

Водоупорность характеризуется высотой столба воды, мм, в

манометрической трубке в момент появления третьей капли на

поверхности пробы.

Ткани с водонепроницаемой отделкой, у которых на поверх-

ности образуется сплошная пленка гидрофобного вещества, не

рекомендуется использовать не по назначению, так как наряду

с высокой водоупорностью они непроницаемы для воздуха и по-

чти полностью препятствуют выведению влаги (пота).

Ткани, подвергнутые водоотталкивающей отделке, меньше

удерживают влагу, быстро сохнут, но сохраняют воздухопрони-

цаемость.

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА

Для текстильных полотен среди свойств, характеризующих их

отношение к действию тепловой энергии, наиболее важными

являются теплозащитные свойства, теплостойкость (дана в раз-

деле 1), огнестойкость и морозостойкость.

Текстильные полотна играют решающую роль в нормальном

функционировании организма и поддержании комфортных ус-

ловий микроклимата под одеждой. Организм человека в состоя-

нии покоя выделяет примерно 93 Вт (~80 ккал) тепла в час,

а при выполнении работы — 256 Вт (~220 ккал) и более.

Оптимальную температуру поверхности тела 33 °С (при внут-

ренней температуре 37°С) обеспечивает температура пододеж-

231