Шустов Ю.C. Основы текстильного материаловедения

Подождите немного. Документ загружается.

в отличие от деформации растяжения строение ткани

оказывает влияние на характер деформации структурных

элементов в ткани при ее изгибе в большей степени, чем

при растяжении, что отражается на ее упругоэластическом

восстановлении после изгиба. Благодаря многослойному

строению ткани волокна не получают даже в поверхност-

ных слоях внешней стороны изгиба предельных деформа-

ций благодаря скольжению волокон относительно друг

друга, а также перемещению по направлению к нейтраль-

ной плоскости деформации, где деформация минималь-

ная. Факторы, влияюш,ие на упругоэластические свойства

тканей при деформации изгиба можно подразделить на две

группы: исходные факторы, имеюш,ие место до деформи-

рования ткани; факторы, проявляющиеся в процессе де-

формирования. К исходным факторам относятся величина

связи между структурными элементами, степень их напря-

жения, трение при восстановлении. К факторам, проявля-

ющимся при деформировании изгиба, относятся радиус

изгиба волокон, возможность их перемещения к нейтраль-

ной линии изгиба, степень сосредоточения деформации,

возможность образования боковых изгибов. Анализ ука-

занных переменных позволяет составить прогноз о влия-

нии параметров строения тканей на их упругоэластические

свойства.

Профессором Б.А. Бузовым предложена классифика-

ция характеристик (рис. 3.44), получаемых при изгибе [9].

К полуцикловым неразрывным характеристикам от-

носятся: жесткость при изгибе, драпируемость и закручи-

ваемость.

Жесткость характеризует способность материала

сопротивляться изменению формы под действием внеш-

них сил.

На жесткость текстильных материалов оказывают

влияние свойства исходных волокон и нитей, волокнистый

состав, структура и вид отделки. Чем больше распрямлены

и ориентированы молекулы волокнообразующего полиме-

170

Выносливость

Долговечность

о.

со

о.

Несминаемость (сминаемость)

Закручиваемость

Драпирумость

Жесткость при изгибе

се

pa, тем больше внутреннее трение, ограничиваюш;ее пере-

мещение молекул, и тем меньше гибкость волокон.

Например, большая жесткость льняных тканей объ-

ясняется высоким модулем жесткости льняных волокон.

Из-за низкого модуля жесткости шерстяные волокна явля-

ются мягкими.

На жесткость материала оказывает влияние также

форма сечения волокна. Круглая форма сечения волокна

оказывает большее сопротивление изгибающим усилиям,

жесткость возрастает с увеличением толщины волокон.

С повышением крутки возрастает плотность нитей

и их жесткость. Поэтому в направлении нитей основы,

имеющих более высокую крутку, чем нити утка, жесткость

ткани при изгибе больше, чем в направлении утка. Однако

жесткость нитей при увеличении крутки растет до опреде-

ленного предела. За пределом критической крутки, когда

участки волокон, лежащие в периферийных слоях, пере-

напряжены, сопротивление нитей изгибу падает. Поэтому

ткани из нитей креповой крутки обладают хорошей гиб-

костью и драпируемостью.

Одним из основных факторов, влияющих на жест-

кость ткани, является переплетение в ней нитей. С увели-

чением длины перекрытий и уменьшением числа связей

между системами нитей жесткость ткани уменьшается.

Например, жесткость тканей саржевого переплетения

меньше, чем полотняного.

Увеличение числа нитей на 10 см ткани приводит

к повышению жесткости всей системы. При увеличении

толщины материала его жесткость возрастает.

Значительно влияют на жесткость тканей отделочные

операции, особенно аппретирование.

Различными исследователями предложены разнооб-

разные методы испытания, в которых изгиб осуществляет-

ся по разным схемам. В качестве образцов используют, как

правило, прямоугольные полоски изделий, которые при

изгибе располагают зажатыми с одной стороны так, что

172

они образуют консоль; сложение петлей; сложение в виде

кольца или с образованием ряда складок и т.п. Размеры по-

лосок в процессе испытаний оставляют постоянными

и определяют стрелу прогиба или изменяют, добиваясь по-

лучения постоянной величины стрелы прогиба. Изгибы

происходят под действием собственного веса образца или

под действием сосредоточенной нагрузки. В качестве ха-

рактеристик используют углы изгиба, стрелы прогибов, из-

гибающие моменты или просто усилия при постоянной

длине полоски, т.е. при постоянном плече. На основе ре-

зультатов эксперимента вычисляют условную жесткость на

изгиб и другие характеристики.

В настоящее время в качестве основного метода опре-

деления жесткости текстильного материала используется

метод консоли.

Жесткость полотен

по методу консоли опреде-

ляют на гибкомере ПТ-2,

схема которого приведена

на рис. 3.45.

Испытуемую полоску

7 размером 160x30 (мм)

симметрично помещают

лицом вверх на горизон-

тальную опорную площад-

ку J и закрепляют грузом 2,

имеющим ширину 2 см.

При включении тумблера 9

механизм 8 плавно и рав-

номерно опускает подвиж-

ные боковые полочки 4

опорной площадки. После

отведения площадки полос-

ка прогибается под действи-

ем собственной массы. Ког-

да боковые полочки окон-

' 1

Рис. 3.45. Схема гибкомера

ПТ-2 для определения

жесткости полотен

при изгибе

173

чательно опустятся, указатель прогиба 6 перемещают вверх

винтом 7, отмечая по шкале 5 величину прогиба /с обеих

сторон полоски с максимальной погрешностью 1 мм

(рис. 3.46,

а).

Жесткость В (мкНхсм^) при изгибе ткани по основе

или утку находят по формуле:

В=^Е1 ^А2Шт1А, (3.36)

где т - масса пробных полосок; А - коэффициент, выби-

раемый в зависимости от величины относительного проги-

ба/^,

причем

f^'^f/l,

где/-

средняя величина прогиба

пробных полосок, см; / - длина свешивающихся концов

пробных полосок, равная 7 см.

Рис. 3.46. Схема определения жесткости материала при изгибе:

а — метод консоли; б — метод кольца

В табл. 3.2 приведены значения коэффициента А в за-

висимости от относительного прогиба [3].

Для характеристики жесткости текстильных материа-

лов пользуются коэффициентом жесткости К^^, который

представляет собой отношение продольной жесткости ма-

териала к его поперечной жесткости:

" •

=^4род./^^попер.

•

(3.37)

174

Таблица 3.2

Значения коэффициента А в зависимости

от относительного прогиба

/о

0,01

0,08

0,26

2,22

0,51

5,28

0.76

13,34

0,02

0,16

0,27

2,32

0,52

5,44

0,77

14,04

0,03

0,24

0,28

2,41

0,53

5,62

0,78

14,79

0,04

0,32

0,29

2,51

0,54 5,79

0,79

15,63

0,05

0,4

0,3

2,6

0,55

5,97

0,8

16,57

0,06

0,48

0,31

2,7

0,56

6,15

0,81

17,65

0,07

0,56

0,32

2,8

0,57

6,34

0,82

18,92

0,08

0,64

0,33 2,9

0,58

6,54

0,83

20,43

0,09

0,72

0,34

3 0,59

6,74

0,84

22,26

0,1

0,8

0,35

3,1

0,6

6,96

0,85

24,53

0,11

0,88

0,36

3,21

0,61

7,18

0,86

27,35

0,12

0,96

0,37

3,31

0,62

7,42

0,87

30,92

0,13

1,04

0,38

3,48

0,63

7,66

0,88

35,43

0,14

1,12 0,39

3,54

0,64

7,95 0,89

41,17

0,15

1,21

0,4

3,66

0,65

8,24 0,9

48,46

0,16 1,29

0,41 3,79

0,66

8,56

0,91

57,7

0,17

1,38

0,42

3,92

0,67 8,9

0,92

69,4

0,18

1,47

0,43

4,06

0,68

9,27

0,93

84,14

0,19

1,56

0,44 4,19

0,69

9,66

0,94

102,16

0,2

1,66

0,45

4,34

0,7

10,08

0,95

125,81

0,21

1,75

0,46 4,49

0,71

10,54

0,96

154,6

0,22

1,84

0,47

4,64

0,72

11,08

0,97

190,24

0,23

1,94

0,48 4,79

0,73

11,55

0,98

234,14

0,24

2,03 0,49

4,95

0,74

12,1

0,99

288

0,25

2,13

0,5

5,11

0,75

12,7

Определение жесткости указанным методом прово-

дится для материалов, легко изгибающихся и имеющих аб-

солютный прогиб более 10 мм. Жесткость материалов с аб-

солютным прогибом, меньшим 10 мм, определяют мето-

дом кольца на приборе ПЖУ-12 М.

Метод кольца (рис. 3.46, б) предусматривает опреде-

ление жесткости при принудительном прогибе согнутой

175

в кольцо пробной полоски на 1/3 диаметра. Пробная по-

лоска 1 закрепляется в зажиме 4 таким образом, чтобы об-

разовалось кольцо диаметром 30 мм. Затем кольцо доводят

до соприкосновения с нажимной площадкой J и нагружа-

ют падающими металлическими щариками 2. При прогибе

кольца на 1/3 диаметра измеряют нагрузку Р, которая ха-

рактеризует жесткость материала при нагрузке.

Условная жесткость В^^^^, драпируемость D, коэффи-

циент драпируемости и соотношение А'^ различных тка-

ней (по A.M. Шпаер) приведены в табл. 3.3 [8].

Таблица 3.3

Условная жесткость, драпируемость, коэффициент

драпируемости и соотношение различных тканей

(по А.М. Шпаер)

Ткани

, мкНсм^

D, %

Ткани

основа

уток

основа

уток

Хлопчатобумажные

сатин

206

152

23,0

9,0

1,54

ситец

287

26,0

5,5

38 1,40

майа

185

84 22,0

7,0

1,20

Шерстяные

кашемир

322

246

7,0

4,0

67 1,18

бостон

796

520 7,0

2,0

0,98

коверкот

980

585

7,5

0,5

1,22

сукно

1869 1432 1,5

2,0

1,06

трико

5729

3555

0,0

0,0 32

1,08

драп дамский

4770

2099

1,0

0,5

1,40

Вискозные

креп-сатин

565

48,0

7,0 56 2,20

крепдешин

252

28,0

3,0 51

1,50

полотно

280

230

8,0

2,0

35 1,03

штапельное

волокно

391 56

50,0

3,0 50

1,66

176

3.5.5. Драпируемость

Способность текстильных материалов в подвешен-

ном состоянии под действием собственной массы образо-

вывать красивые округлые устойчивые складки называется

драпируемостью. Драпируемость зависит от гибкости мате-

риала и его массы. Чем жестче структура материала, тем

большие усилия требуются для его изгиба, тем хуже драпи-

руемость. При увеличении поверхностной плотности мате-

риала его драпируемость улучшается. Особенно хорошо

драпируются тонкие гибкие и тяжелые материалы, они об-

разуют мелкие складки.

Для определения драпируемости используется два

метода: метод иглы и дисковый метод.

По первому методу (метод В.Я. Евдокимова и А.К. Бу-

харовой) на образце изделия размером 400x200 (мм) наме-

чают (по меньшей стороне) точки 1, 2, 3, -^(рис. 3.47). Об-

разец подвешивают к стойке, накалывая его по наме-

Рис. 3.47. Схема определения драпируемости изделий по методу

В.Я. Евдокимова и А.К. Бухаровой

12 - 8576

177