автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии склеивания деталей одежды с использованием акриловых клеев

На правах рукописи

Семкнна Ольга Васильевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СКЛЕИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКРИЛОВЫХ КЛЕЕВ

05.19.04 - Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ИВАНОВО - 1997

А

? # < ч5ч

На правах рукописи

Семкипа Ольга Васильевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СКЛЕИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКРИЛОВЫХ КЛЕЕВ

05.19.04 -Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ИВАНОВО-1997

Работа выполнена в Ивановской государственной текстильной академии.

Научный руководитель - доктор технических, наук, профессор

В.Е. Кузьмичев

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент О.Г. Ефимова Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Е.Х. Меликов;

старший научный сотрудник, кандидат технических наук В.М.Мелихова

Ведущее предприятие: АОЗТ "Одежда и мода" г. Иванова Защита состоится " 9 " декабря 1997 г.

в 11 часов на заседании диссертационного совета К064.16.03 в Российском заочном институте текстильной и легкой промышленности по адресу: 123298, г. Москва, ул. Народного ополчения, д. 38, корп. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского заочного института текстильной и легкой промышленности. Автореферат разослан "6 " ноября 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Термоклеевые прокладочные материалы (ТГТМ) заняли прочное место в современной технологии массового швейного производства. Их применение позволяет повысить производительность труда в среднем на 30%, снизить материалоемкость швейных изделий при одновременном улучшении их потребительских свойств.

В последнее время существует тенденция к узкой специализации прокладочных материалов по назначению, ассортименту тканей верха, с которыми их склеивают, технологическим приемам обработки и оборудованию, методам ухода и условиям эксплуатации. В связи с этим возникает необходимость разработки малооперационной технологии получения таких ТГТМ, которые позволяют целенаправленно управлять показателями свойств клеевых соединений. Суть технологии заключается в получении на основе любых текстильных полотен клеевых соединений с высокими показателями прочности, надежности, сохранения формы с одновременным снижением трудо - и энергозатрат при изготовлении и использовании разработанных ТПМ.

Совершенствование клеевой технологии изготовления одежды может быть достигнуто за счет использования новых видов акриловых клеев-растворов, сочетающих высокие адгезионные характеристики с хорошими показателями физико - механических свойств и термостабильностью. Использование этих клеев-растворов позволит значительно упростить технологию получения ТПМ, снизить затраты на их производство и управлять технологией склеивания деталей одежды из любых видов текстильных полотен, в том числе с низкой адгезионной способностью.

Практический механизм решения сформулированных задач невозможен без теоретического аппарата, в рамках которого на основе изученного механизма взаимодействия акриловых клеев с текстильными полотнами можно было бы прогнозировать показатели свойст новых ТПМ и получаемых с их участием клеевых соединений деталей одежды.

Решение проблемы получения нового ассортимента прокладочных материалов с полиакриловым покрытием и клеевых соединений на их основе в настоящей диссертационной работе осуществлено путем создания новой технологии и оборудования для ее реализации, проведения санитар-но - гигиенической оценки ТПМ.

Работа выполнена в рамках общероссийских межвузовских научно -технических программ "Текстиль России", "Лен России", гранта поддержки исследований фундаметальных проблем в легкой промышленности в 1997 - 1998 гг. и в соответствии с тематическими планами исследований ИГТА на 1993 - 1997 г.

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в разработке универсальной технологии склеивания деталей одежды с использованием нового ассортимента термоклеевых текстильных прокладочных материалов с полиакриловым покрытием, обладающим высокой адгезионной способностью по отношению к различным видам текстильных одежных полотен и обеспечиывающим получение клеевых соединений с требуемыми показателями свойств. Исходными данными для решения поставленной цели были акриловые клеи-растворы и текстильные полотна.

Для достижения поставленной цели решены следующие научные и техническиезадачи:

• исследованы особенности взаимодействия акриловых клеев с текстильными полотнами в жидком и твердом состояниях при различных внешних условиях;

• обоснована и разработана технология получения нового ассортимента текстильных прокладочных материалов с точечным полиакриловым покрытием;

• разработана универсальная технология получения клеевых соединений деталей одежды из текстильных полотен различного волокнистого состава и новых ТПМ;

• разработана пневматическая форсунка для малогабаритного станка для производства ТПМ;

• проведены промышленные и санитарно - гигиенические испытания нового ТПМ.

Решение указанных задач проводилось по следующим направлениям:

• исследование закономерностей распыления, напыления акриловых клеев-растворов и их взаимодействия с различными текстильными полотнами;

• теоретические и экспериментальные обоснования технологии получения, параметров ее осуществления и области применения прокладочных материалов с полиакриловым покрытием;

• разработка методики оценки растекаемости капель жидких клеев на поверхности текстильных полотен;

• определение рациональных режимов получения клеевых соединений из деталей одежды и ТПМ в тепловых процессах;

• разработка оригинальной конструкции пневматической форсунки для распыления акриловых клеев-растворов и получения ТПМ на малогабаритном оборудовании;

• изучение механизма разрушения клеевых соединений для выявления особенностей взаимодействия полиакриловых клеев с одежными текстильными полотнами, отличающимися по волокнистому составу и структурным характеристикам;

• получение математических моделей для управления и прогнозирования отдельных показателей свойств ТПМ и клеевых соединений на их основе;

• производственная проверка разработанных технологий получения ТПМ и технологии дублирования деталей при изготовлении различных швейных изделий;

• оценка экологичное™ новых ТПМ, включающая санитарно - химические и токсикологические исследования.

Общая характеристика объектов и методов исследования. Исследования проведены с использованием:

• тканей действующего ассортимента разнообразного химического состава 119 артикулов, используемых при изготовлении одежды (пальтовых, плащевых, курточных, костюмных, сорочечных, платьевых) и обуви;

• термоклеевых прокладочных материалов 11 видов;

• текстильных основ 3-х артикулов для получения ТПМ;

• 2-х клеев-расплавов (полиэтиленового и полиамидного) и 12 - ти акриловых клеев-растворов;

• клеевых соединений, получаемых из вышеуказанных компонентов.

Поставленные в работе задачи решали с использованием комплексного подхода, объединяющего методы теоретических и экспериментальных исследований (инструментальных, в том числе динамометрических, газо-хроматографических, электронной микроскопии и др., органолептических, экспертных) по оригинальным и стандартным методикам.

Эксперименты выполнены на стандартных приборах, оригинальных лабораторных установках, опытном и промышленном оборудовании для исследования свойств текстильных материалов и клеев, получения ТПМ и склеивания деталей одежды.

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечена проведением многократных измерений, использованием поверенных средств измерений и стандартных методик исследований, а также статистически обоснованных нестандартных, с участием большого числа объектов текстильной и швейной промышленности. Общая погрешность измерений физических величин, включающая случайную и систематическую составляющие, не превысила 7,5% для доверительной вероятности 95%.

Обработка результатов исследований, вычисление случайных и систематических составляющих общей погрешности измерений осуществлены с использованием методов корреляционного, однофакторного и многофакторного регрессионного анализа, математической статистики, теории погрешностей и вычислительной техники. Автор защищает:

• установленные особенности взаимодействия акриловых клев с текстильными полотнами при напылении, термосклеивании, деформировании, эксплуатации и разрушении клеевых соединений;

• математические модели управления отдельными показателями свойств ТПМ и клеевых соединений деталей одежды на основе акриловых клеев;

• универсальную технологию склеивания деталей одежды с использованием акриловых клеев;

• технологию и оборудование для получения одностороннего нерегулярного точечного покрытия из акриловых клеев-растворов на текстильных полотнах.

Научная новизна работы заключается в разработке новых технологий получения полимерного точечного покрытия на текстильных полотнах и клеевых соединений на основе установленных закономерностей взаимодействия акриловых клеев, находящихся в различных агрегатных состояниях, с текстильными полотнами.

Впервые получены следующие результаты:

1. Установлены закономерности и предполагаемый механизм взаимодействия акрилового клея с текстильными полотнами, которые выражены в аналитических формулах и математических моделях получения точечного покрытия, образования и разрушения клеевых соединений.

2. Разработаны математические модели, устанавливающие количественные связи между параметрами процесса напыления клея-раствора на текстильные основы и показателями свойств клеевых соединений.

3. Установлен механизм разрушения клеевых соединений текстильных полотен на основе акриловых клеев.

4. Доказана целесообразность применения текстильных основ с подворсо-ванной поверхностью, которая препятствует растеканию и впитыванию жидкого клея-раствора и сообщает клеевому соединению необходимые прочностные и эксплуатационные характеристики.

5. Определены режимы термоскрепления деталей одежды из основных материалов и ТПМ с полиакриловым покрытием (ПАкр).

6. Разработана конструкция пневматической форсунки для напыления бы-строзатвердевающих клеев-растворов на поверхность текстильных полотен.

Новизна разработанной технологии получения ТПМ подтверждена решением ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение по заявке № 94031392/04/031202 от 25.08.94 г.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Созданы малооперационная технология и оборудование для получения ТПМ. Разработан новый ассортимент ТПМ с полиакриловым покрытием для дублирования деталей верхней одежды. Разработанный термоклеевой прокладочный материал позволит расширить область применения клеевой технологии при изготовлении швейных изделий из тканей с низкой адгезионной способностью, улучшить качество и повысить надежность клеевых соединений. Разработана технология дублирования деталей одежды новыми ТПМ.

Результаты работы прошли производственную проверку и внедрены на следующих химических, текстильных и швейных предприятиях: АОЗТ "Красная Талка" г. Иванова, ОАО "Ивановский комбинат искусственной подошвы (КИП)", ОАО Швейная фабрика "Веснянка" г. Брянска, АО "Костромская фабрика обуви (КОСФО)", ОАО "Североход" г. Костромы.

Выпущено: с использованием пневматической форсунки разработанной конструкции-177 пог. м ТПМ, с использованием ТПМ - 110 единиц швейных изделий, 4000 пар текстильной и 10 пар кожаной обуви.

В Ивановском государственном центре санитарно - гигиенического надзора проведены санитарно - химические и токсикологические исследования нового ассортимента ТПМ, которые подтвердили соответствие их всем санитарно - гигиеническим требованиям.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации в виде докладов получили одобрение на следующих конференциях:

- международных научно - технических конференциях "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности" "Прогресс - 94", "Прогресс - 95", (г. Иваново, 1994,1995 );

- региональной межвузовской конференции "Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического образования "Химия - 96" (г. Иваново, 1996);

- международной научно - технической конференшш "Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна и производства льняных изделий "Лен - 96" (г. Кострома, 1996);

- II конгрессе химиков - текстильщиков и колористов "За возрождение российского текстиля" (г. Иваново, 1996)

- международных научно - технических конференциях "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" "Прогресс - 96", "Прогресс - 97" (г. Иваново, 1996, 1997).

Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечисленных конференшш.

Публикации. По теме исследований опубликованы 8 научных работ, из которых 1 статья, 7 тезисов и 1 заявка на изобретение.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (1 глава), результатов исследований (2-8 главы), выводов, списка цитируемой литературы из 114 наименований, а также 5 приложений. Основная часть диссертации изложена на 137 страницах машинописного текста, в число которых входят 39 рисунков и 14 таблиц.

Содержание работы

Введение включает обоснование актуальности проведения исследований по решению сформулированной проблемы. Определены цели работы и программа исследований. Приведены сведения об исследуемых объектах и выбранных методах их изучения. Сформулирована научная новизна, показаны практическая значимость и объемы промышленной реализации результатов работы.

В первой главе изучена, проанализирована и систематизирована научно - техническая информация по вопросам применения различных клеев и текстильных основ при производстве одежды и ТПМ, рассмотрены способы их получеши.

Установлено, что несмотря на разнообразные клеи, применяемые в качестве покрытия при производстве прокладочных материалов, проблема поиска новых клеев с определенным, заранее заданным комплексом свойств остается актуальной. Показано, что при выборе клеев для изготовления отдельных видов одежды особую важность приобретают вопросы прогнозирования показателей свойств клеевых соединений в конкретных условиях эксплуатации, допустимого снижения прочностных и других показателей.

Подробно рассмотрены свойства и характеристики текстильных основ и видов ТПМ, оказывающие влияние на показатели свойств клеевых соединений.

Показано, что существующие так называемые "порошковые" технологии получения ТПМ являются чрезмерно трудо- и энергопотребляющими, реализуются только на крупных химических предприятиях. Наиболее перспективными являются "жидкостные" технологии получения ТПМ, при которых полимер наносят в виде жидкостей (паст, растворов).

Рассмотрено современное состояние и перспективы развития клеевой технологии изготовления одежды, выделены следующие направления, по которым происходит ее совершенствование: рационализация режимов; расширение ассортимента клеев и прокладочных материалов; расширение области применения.

Обзором литературы доказана своевременность развитого в диссертации направления, которое предполагает: использование новых клеев для соединения деталей одежды; выявление факторов, влияющих на технологию напыления клеев-растворов на текстильную основу; разработку технологии и оборудования для получения ТПМ; исследование взаимодействия акриловых клеев с текстильными материалами при образовании, деформировании, эксплуатации и разрушении клеевых соединений.

Вторая глава содержит подробное описание выбранных объектов, методов и средств исследования. В нее включены сведения о структуре выполненных экспериментальных исследований, погрешностях измерений. Проведен и обоснован выбор номенклатуры показателей для исследования свойств клеев, текстильных материалов, клеевых соединений и технологических процессов. Приведены исходные данные для осуществления поставленных целей.

Третья глава посвящена разработке технологии получения из жидких клеев-растворов точечного термопластического покрытия на текстильных полотнах.

Разработка технологии осуществлена в рамках системного подхода к исходным компонентам, особенностям их поведения при распылении и взаимодействии, технологическим режимам их нанесения. Технология включает следующие этапы:

• подбор исходных материалов - текстильных основ и клеев,

• напыление акрилового клея-раствора на текстильную основу при режимах, обеспечивающих его полимеризацию и получение нерегулярного точечного клеевого покрытия с заданными параметрами: массой клея, дисперсностью капель клея, меш-числом;

• термообработка.

Принципиальная схема экспериментальной установки для изучения процесса напыления акрилового клея с помощью пневматической форсунки приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки для распыления клеев-растворов:

1,3 - двигатели; 2 - регуляторы напряжения; 4 - механизм перемещения; 5 - текстильная основа; 6 - сопло форсунки; 7 - пневматическая форсунка; 8 - емкость с клеем.

Управление параметрами клеевого покрытия возможно путем изменения следующих факторов: скорости воздушной струи, скорости движения текстильной основы, расстояния от сопла форсунки до поверхности текстильной основы.

Теоретически определена зависимость между скоростями Хв и Хм, правильность которой потом подтвердилась экспериментально:

хв г02

где Хм - скорость движения текстильной основы, м/мин; Хв - скорость воздушной струи для распыления клея, м/с;

N - количество точек клея на 1 см2 поверхности, шт; 5К - медианный диаметр точек клея, мм; Б - диаметр факела, мм;

Го - расстояние между соседними точками клея, измеренное по поверхности текстильной основы, после их нанесения, мм Экспериментально определены рациональные значения параметров топографии клеевого покрытия:

- масса клея - 45...48 г/м2,

- дисперсность капель клея - 0,20...0,30 мм,

- меш-число -18...22 шт.

Для управления напылением акрилового клея на текстильную основу полу-

(2)

где К - масса клея, наносимого на поверхность текстильной основы, г/м2.

Аналогичные выражения получены для дисперсности капель клея и меш-числа.

На рис.2 построено графическое изображение модели (2) для управления количеством наносимого клея, дающее наглядное представление о влиянии каждого технологического параметра

чена регрессионная математическая модель: К = -99,28+ 76,8хв -0,1хм,

4? а,5

Хм, мм/с

Рис.2. Поверхность изменения количества клея К на текстильной основе (1) и контрольные уровни (2).

Рациональными являются следующие значения факторов:

- скорость воздушной струи X, - 2,2 м/с,

- скорость движения текстильной основы Х„ - 6,4...6,9 мм/с,

- расстояние от сопла форсунки до поверхности текстильной основы, Я-0,3...0,5 м.

Выбор вида акрилового клея проведен по специально разработанной номенклатуре показателей, включающей время затвердевания клея на открытом воздухе, клеящую способность, вязкость и др. Исследовали разные виды клеев, являющиеся продуктами сополимеризации бутилакрилата, ме-тилметакрилата и метакриловой кислоты с разным процентным соотношением компонентов и отличающиеся наличием разных добавок. Рекомендованы акриловые клеи-растворы марок: АК 211-23, ЭМ 257М, ЭМ 238.

В качестве текстильных основ использовали тканые и нетканые полотна, различающиеся химическим составом, наличием ворса с напыляемой стороны, структурными характеристиками поверхности, гидрофильными свойствами, а также степенью растекаемости по ним акрилового клея. Изучение интенсивности растекаемости акрилового клея по текстильной основе проведено в условиях, приближенных к процессу напыления с использованием специально разработанной методики, а также на основе исследования характера расположения затвердевших капель клея на текстильной основе, клеящей способности ТПМ и прочности клеевых соединений с их участием.

Изучение клеевого покрытия на текстильной основе с помощью растрового электронного микроскопа марки ТЕБЬА ВБ 300 позволило выявить основные закономерности взаимодействия жидких клеев с текстильными основами. На рис. 3 показаны характерные картины растекаемости выбранных клеев на поверхности разных текстильных основ.

Установлены явные преимущества ТПМ, имеющих полиакриловое клеевое покрытие на подворсованной поверхности перед текстильными основами без ворса Наличие ворса на поверхности, которую покрывает полиакриловый клей, исключает ее впитывание, обеспечивает формирование капель клея исключительно на поверхности текстильной основы и минимальную потерю прочности клеевых соединений после бытовых механических стирок.

Рис. 3. Этапы взаимодействия капель клея-раствора с подворсованными (1) и неподворсованными (2) текстильными полотнами:

а - в момент нанесения, б - при растекании по поверхности полотна и впитывании в его структуру,

в - после удаления растворителя и затвердевания.

Рациональными параметрами термообработки являются температура сушильной поверхности 120...140 °С и время теплового воздействия 25...30с. Под действием этих параметров происходит полная полимеризация клея и прекращается выделение остаточных мономеров.

Для получения клеевого покрытия на одной стороне основы с высокой впитывающей способностью типа бязи предложена и обоснована двух-стадийная схема нанесения клея в два приема с интервалом 30...60 с.

Таким образом, определены оптимальные условия получения и рациональная структура прокладочного материала, текстильной основой которого является подаорсованная ткань.

Четвертая глава посвящена разработке технологии получения клеевых соединений путем термоскрепления новых прокладочных материалов с деталями одежды из разных видов текстильных полотен.

Выбор рациональных параметров термоскрепления - усилия сжатия материалов, температуры нагрева контактной поверхности, времени тепловой обработки - проведен по изменению следующих показателей клеевых соединений:

- прочности при равномерном расслаивании,

- жесткости и упругости при сжатии и восстановлении кольца.

Получена прямая зависимость между прочностью клеевых соединений и параметрами термоскрепления.

Рациональными режимами термоскрепления деталей одежды акриловым клеем являются:

- температура контактной поверхности 130...140 °С,

а

5

6

г

- усилие сжатия материалов 0,04 - 0,05 МПа,

- время тепловой обработки 12... 15 с,

- отсутствие избыточного увлажнения.

Изучение характера разрушения клеевых соединений, полученных при рациональных режимах, позволило выявить его механизм, являющийся смешанным: вырывание волокон из обоих материалов и разрушение капель клея. Это свидетельствует о высокой адгезионной активности полиакрилового покрытия к различным видам текстильных основ, в том числе и с ма-лосминаемой отделкой.

Подтверждена эксплуатационная надежность и долговечность клеевых соединений, полученных при установленных рациональных режимах.

Установлено, что клеевые соединения деталей одежды, полученные с использованием разработанных прокладочных материалов с полиакриловым покрытием при выбранных рациональных режимах, обладают прочностью не ниже 0,5 даН/см.

Исследована и доказана способность клеевых соединений на основе акриловых клеев фиксировать линии и отпечатки, получаемые методом термического выдавливания. Наличие такой способности может быть использовано для разметки мест расположения деталей и оформления одежды. Установлено, что объемные рисунки на различных пакетах одежды с использованием акрилового клея имеют высокие показатели формо-устойчивости:

- устойчивость высоты профиля - 80...85%,

- устойчивость диаметра формы - 98,7...99,6%.

Пятая глава посвящена сравнительному исследованию существующих и разработанного процессов дублирования деталей одежды разными прокладочными материалами.

Эффективность разработки и использования прокладочных материалов с термопластическим покрытием при изготовлении одежды оценивали по следующей номенклатуре показателей:

- универсальность, т.е. способность образовывать клеевые соединения с любыми основными материалами для одежды;

- технологичность, т.е. возможность проведения процесса склеивания при минимальных трудовых и энергетических затратах;

- надежность, т.е. возможность получения клеевых соединений с такими показателями свойств, которые достаточны для придания деталям одежды требуемых характеристик в течении всего срока эксплуатации;

- экономичность, т.е. возможность использовать недорогие отечественные компоненты и оборудование для производства 11 IM;

- экологичность, т.е. обеспечение гуманных условий труда при получении и переработке ТПМ.

Совокупность разработанных показателей дает возможность осуществления входного, технологического и итогового контроля с целями кон-фекционирования исходных компонентов, прогнозирования прочности и долговечности, моделирования условий эксплуатации и клеящей способности ТПМ.

Испытания для оценки технологичности направлены на получение информации о значениях параметров термоскрепления (температуры, времени, давления). Доказано, что благодаря полиакриловому покрытию новые ТПМ занимают по технологичности промежуточное положение между прокладочными материалами с полиэтиленовым и полиамидным покрытиями, наиболее часто применяемыми в швейной промышленности (на рис.4 в качестве примера показана зависимость прочности клеевых соединений от усилия сжатия при прессовании).

П ääH/cM Большая разница в значении

давлений, необходимых для установления адгезионного взаимодействия

1 между волокнообразующими полиме-

2 рами и клеями, обусловлена их химическим составом и свойтсвами. Возможные схемы взаимодействия рас-

т' сматриваемых клеев с целлюлозными

О 05 010 0 45 020 волокнами приведены на

р, ш рис 5-

Рис.4. Влияние усилия сжатия Р на прочность клеевых соединений П: 1 - ПА клей, 2 - ПАкр клей, 3 - ПЭ клей, 4 - контрольный уровень прочности

0,9

Полиэтиленовый клей не содержит в своем составе реакционных групп. При межфазном взаимодействии в основном реализуются межмолекулярные силы, а энергия возможной водородной связи в этом случае не велика.

Наличие в структуре акрилового клея полярных карбоксильных групп влияет на его реакционноспособность, усиливает интенсивность межфазного взаимодействия с целлюлозным волокном.

ОН

целлюлоза

ОН

ОН

СН2 - СТЬ

СН2 -

целлюлоза

целлюлоза

/ 0 / соос4н9 - осн3 сн3

сн^- сн - сн2 - ¿-сн2 - (: -

СНз СООН

ОН

н \ ?|

- СН2 - N - С - СН2 -

целлюлоза б

Рис.5. Схемы взаимодействия клев с целлюлозными волокнами а - ПЭ клей, б - ПАкр клей, в - ПА

Самыми активными группировками являются амино - и карбоксильная группа в макромолекуле полиамидного клея. Полиамидное покрытие может удерживаться на целлюлозном волокне не только физическими силами, но и вероятными химическим связями, что делает силу сцепления максимальной.

Испытания для оценки надежности были направлены на получение информации об изменении показателей свойств клеевых соединений

(жесткости, упругости, прочности) в условиях, моделирующих эксплуатационные.

Изучены особенности деформирования клеевых соединений в мужских сорочках в зависимости от вида используемых ТОМ и параметров испытаний. Жесткость и упругость проб клеевых соединений измеряли на автоматическом приборе ПЖУ-500 методом кольца при варьировании диаметра последнего, величины сжатия, скорости сжатия и релаксации.

Установлено, что из клеев (при одинаковых текстильных основах) большую жесткость клеевым соединениям придает полиэтиленовый клей. Клеевые соединения на основе ПАкр клеев обладают меньшей жесткостью, их отличает стабильность значений упругости независимо от условий испытаний.

Проведенные испытания подтвердили целесообразность применения ТПМ с новым видом термопластического покрытия - полиакриловым - для изготовления формоустойчивых деталей швейных изделий.

Определение универсальности ТПМ было проведено для большой группы основных тканей по специально разработанной номенклатуре показателей, относящихся к свойствам волокон, пряжи, тканей.

Между показателями свойств клеевых соединений и характеристиками основного материала проведен корреляционный анализ, который позволил определить значимые показатели, влияющие на прочность клеевых соединений (табл. 1).

Таблица 1

Показатели свойств текстильных полотен, влияющие на прочность клеевых соединений_

Наименование показателей Значимость показателей для клеевых соединений на основе разных клеев

ПА ПЭ ПАкр

1. Ворсистость основного мате- - + -

риала

2. Содержание аппрета на рсно- - + -

ве формальдегидосодержа-

щих смол

3. Адгезионная способность ос- + - -

новного материла

Доказано, что явным преимуществом новых прокладочных материалов с полиакриловым покрытием является их высокая универсальность, проявляющаяся в образовании клеевых соединений с любыми материалами независимо от их характеристик строения и адгезионных свойств.

С учетом показателей технологичности и универсальности ТПМ, наиболее наглядно их характеризующих, разработан комплексный коэффициент технологичности, определяемый следующим образом:

где - комплексный коэффициент технологичности,

Т - температура контактной поверхности при термоскреплении, °С, Р - усилие сжатия материалов, МПа,

П1 - число клеевых соединений, прочность которых больше контрольной прочности, п - число всех исследованных клеевых соединений. Графическое изображение комплексного коэффициента технологичности приведено на рис. 6.

Значения коэффициентов универсальности и технологичности разных клеев, рассчитанных по выборкам, полученным из результатов исследований 108 артикулов тканей всех групп,

-СО

:. 2.

ПКкР пР™адеиь1 п табл.

Рис. 6. К расчету комплексного коэффициента техноло-^ 3 гичности

(к НаУ

Чем больше значения коэффициентов, тем лучшими свойствами обладает термопластическое покрытие при образовании клеевых соединений.

Таблица 2

Универсальность и технологичность разных клеевых покрытий

Значения показателей

Вид клеевого Универсальность п/п! Комплексный коэффициент

покрытия технологичности

ПА 0,769 0,39

ПАкр 0,741 0,43

ПЭ 0,676 0,07

В шестой главе описываются расчет конструкции и порядок работы пневматической форсунки для нанесения акрилового клея-раствора на текстильную основу. В качестве критерия расчета взят медианный диаметр капель клея.

Результатом расчета явился теоретический диаметр форсунки, который определен по формулам, связывающим соотношение массового расхода клея, расхода воздуха и коэффициента сжимаемости струи в сопле.

Расчетный диаметр форсунки равен 1,8 мм. Практическая проверка подтвердила правильность расчета и получения капель с медианным диаметром 0,26 мм.

Конструкция пневматической форсунки приведена на рис. 7.

Ее особенностью является узел мгновенного (позиционного) перемещения иглы, позволяющий в ходе работы прочистить сопло для удаления продуктов полимеризации. Он представляет собой подпружиненный клапан с поворотной рукояткой. Форсунка имеет регулировки подачи сжатого воздуха и клея.

Седьмая глава посвящена результатам оценки экологичности новых ТПМ, осуществленной органами государственного санигарно - эпидемиологического надзора. Испытания включали санитарно - химические исследования на предмет выделения остаточных мономеров из материала в воздух, оценку интенсивности запаха с использованием газохроматографи-ческих методов исследований, токсикологические испытания на группе грызунов в статике, динамике, а так же кожно-резорбтивное действие раз-

работанной продукции. Новые ТПМ отвечают савдтарно - гигиеническим требованиям.

Рис. 7. Конструкция разработанной пневматической форсунки:

1 - корпус, 2 - распылительная головка, 3 - сопло, 4 - игла, 5 - канал подачи клея к соплу, 6 - канал подачи воздуха, 7 - регулировочный винт подачи воздуха, 8 -штуцер подачи клея, 9 - контргайка регулятора иглы, 10 - кольцо уплотнитель-ное, 11 - регулятор иглы, 12 - открыватель и закрыватель сопла, 13 - пружина, 14 - гайка.

Восьмая глава посвящена производственной проверке разработанной технологии. Результаты, полученные в диссертационной работе, прошли производственные испытания в следующих формах:

- путем выпуска в условиях крупного промышленного предприятия опытной партии ТПМ в количестве 177 пог. м;

- путем изготовления партий различных швейных изделий (мужских сорочек в количестве 30 штук, женских платьев в количестве 80 штук), текстильной (4000 пар) и кожаной (10 пар) обуви.

Производственные испытания были осуществлены на пяти действующих предприятиях (АОЗТ "Красная Талка" г. Иванова, ОАО

ВОЩХ о (11 о)

v , Г4.

I

"Ивановский комбинат искусственной подошвы (КИП)", ОАО "Швейная фабрика "Веснянка" г. Брянска, АО "Костромская фабрика обуви (КОСФО)", ОАО "Североход" г. Костромы), а их результаты отражены в актах внедрений и испытаний.

В выводах по работе сформулированы основные результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

Выводы

1. Разработаны теоретические и практические основы получения ТПМ с полиакриловым покрытием и клеевых соединений деталей одежды с заданными показателями надежности и необходимым комплексом свойств.

2. Установлены закономерности взаимодействия акрилового клея в виде капель в разном агрегатном состоянии с текстильными полотнами при получении ТПМ, образовании клеевых соединений и их разрушении.

3. Разработан новый ассортимент термоклеевых прокладочных материалов, текстильной основой которого является подворсованная ткань, а термопластическим покрытием - акриловый клей.

4. Разработаны аналитические формулы и математические модели влияния параметров клеевого покрытия - массы клея, дисперсности капель клея, меш-числа - на прочность и жесткость клеевых соединений.

5. Разработана математическая модель процесса получеши термоклеевого прокладочного материала методом напыления акриловых клеев-растворов на текстильные основы, позволяющая определить рациональные режимы нанесения: скорость движения текстильной основы и скорость воздушной струи для распыления клея.

6. Разработана технология дублирования деталей одежды, в том числе из материалов с низкой адгезионной способностью, позволяющая сократить расход электроэнергии и характеризуемая следующими параметрами:

- температура контактной поверхности 130... 140 °С,

- усилие сжатия материалов 0,04...0,05 МПа,

- время тепловой обработки 12... 15 с,

- избыточное увлажнение отсутствует.

7. Разработана методика исследования растекаемости акриловых клеев-растворов по поверхности текстильной основы. Определено влияние это-

го параметра на адгезионную способность термоклеевого прокладочного материала.

8. Разработана конструкция и созданы опытные образцы пневматической форсунки для распыления акриловых клеев-растворов и получения точечного покрытия с требуемыми параметрами топографии на поверхности текстильной основы.

9. Проведены санитарно - химические и токсикологические испытания новых ТПМ, результаты которых подтверждают возможность использования данной продукции при изготовлении одежды.

Ю.Осуществлена производственная проверка результатов диссертационной работы на пяти предприятиях легкой промышленности.

Основные результаты диссертации опубликованы и отражены в

следующих работах:

1. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Номенклатура показателей процесса получения ТПМ с использованием жидких клеев-растворов. - В кн.: Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. /ИГТА. - Иваново, 1994, с.109-110.

2. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Выбор текстильной основы ТПМ с акриловым покрытием. - В. кн.: Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. / ИГТА. -Иваново, 1995, с. 163-164.

3. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Разработка нового ассортимента текстильных полотен с термоклеевым акриловым покрытием для одежды. -В кн.: Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического образования: Тез. докл. I Регион, межвуз. конф. / ИГХТА. - Иваново, 1996., с. 166.

4. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Расширение ассортимента текстильных полотен для изготовления одежды. - В. кн.: За возрождение Российского текстиля: Тез. докл. II Конгр. хим. - текст, и колористов / Россельхозака-демия. -М„ 1996, с.79.

5. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Сравнительная оценка различных термоклеевых прокладочных полотен для одежды. - В кн.: Теория и практика

разработки оптимальных технологических процессов и кострукций в текстильном производстве: Тез. докл. Междунар. науч. - техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1996, с.235-236.

6. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Процесс получения термоклеевых прокладочных материалов для одежды с использованием акриловых клеев-растворов //Изв. вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1996. - №5. -с.58-61.

7. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Разработка высококачественных прокладочных материалов для изготовления одежды из льносодержащих тканей. - В кн.: Актуальные проблемы техники и технологии в переработке льна и производства льняных изделий: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. / Кострома. - 1996.

8. Заявка № 94031392/04/031202 Российская Федерация, МКИ А41 Н43/04, С09 J 5/00. Способ изготовления термоклеевого прокладочного материала для швейных изделий / Семкина О.В., Кузьмичев В.Е., Ефанов С.Г. -Заявл. 25.08.94, решение о выдаче патента на изобретение от 24.10.97.

9. Семкина О.В., Кузьмичев В.Е. Разработка комплексного коэффициента для выбора рациональной технологии получения клеевого соединения. -В кн.: Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1997, с.203.

РосЭИТДП Заказ 501 Тираж 83