автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка и исследование двухслойного трикотажа для верхней одежды

"•■ //У.;, ... У

/ " ' I

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ имени А.Н. КОСЫГИНА

на правах рукописи ПАВЛОВА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА УДК 677.025.1:687.17(043.3)

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНОГО ТРИКОТАЖА

ДЛЯ ВЕРХНЕЙ ОДЕЖДЫ

Специальность 05.19.03 Технология текстильных материалов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

ЗИНОВЬЕВА ВАЛЕНТИНА АНИСИМОВНА

Москва - 1999

ВВЕДЕНИЕ ......................................................... 4

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......8

1.1. Анализ требований к свойствам трикотажа для верхних изделий 8

1.2 Анализ структуры формоустойчивых трикотажных полотен ...... 16

1.3 Анализ способов выработки формоустойчивых полотен ......... 26

1.4 Методы исследования свойств трикотажных полотен ........... 31

Выводы по главе 1 .............................................38

ГЛАВА 2 . ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ................40

2.1. Разработка требований к трикотажу нового типа ............40

2.2. Классификация базовых кулирных переплетений .............. 43

2.2.1. Анализ существующей классификации базовых переплетений 43

2.2.2. Усовершенствование классификации базовых кулирных переплетений.................................................58

2.3. Разработка нового переплетения ........................... 66

2.4. Разработка способов выработки новых переплетений ......... 78

2.5. Рисунчатые возможности трикотажа новых переплетений ...... 92

Выводы по главе 2 ............................................110

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ...............................112

3.1. Апробация разработанного способа выработки нового трикотажаИ

3.2. Выработка опытных образцов .............................. 126

3.3. Исследование свойств трикотажа нового вида .............. 141

3.3.1. Сравнительный анализ геометрических свойств и поверхностной плотности трикотажа...........................141

3.3.2. Сравнительный анализ механических свойств трикотажа.. 148 Выводы по главе 3 ............................................178

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ ТРИКОТАЖА НОВЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ ................................................... 180

4.1. Проектирование длины нити в петле и коэффициента соотношения плотностей ...................................................180

4.1.1. Теоретические предпосылки............................180

4.1.2. Экспериментальная проверка...........................189

4.2. Проектирование растяжимости трикотажа новых видов переплетений ................................................. 195

4.2.1. Теоретические предпосылки............................197

4.2.2. Экспериментальная проверка...........................205

Выводы по главе 4 ............................................214

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.........................................215

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................219

ПРИЛОЖЕНИЯ.....................................................229

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее актуальными проблемами в трикотажной промышленности являются повышение качества, увеличение производительности, ресурсосбережение, а так же улучшение и обновление ассортимента изделий .

Производство трикотажа имеет характерные преимущества, которые открывают широкие перспективы дальнейшего развития этой отрасли :

широкий ассортимент продукции, неисчерпаемые возможности получения различных переплетений, придающих трикотажу самые разнообразные внешний вид и свойства, возможность изготовления полуфабриката в соответствии с формой готового изделия или приближающейся к ней;

- ценные потребительские свойства трикотажа - комфортность, которая характеризуется комплексом свойств и др., возможность переработки почти всех видов текстильного сырья;

- высокие технико-экономические показатели трикотажного производства, что обусловливается в первую очередь высокой производительностью трикотажных машин. Кроме того, технологический процесс трикотажного производства короче и дешевле ткацкого [1.1].

Однако в промышленности России доля трикотажных материалов в общем объеме продукции текстильных материалов была и остается недостаточной, хотя их выработка менее трудоемка, чем тканей [2.1]. К этому добавляется еще то, что в последние годы в текстильной промышленности страны произошел беспрецедентный спад производства, причем это в наибольшей степени коснулось трикотажных изделий, что во многом обусловлено наплывом на внутренний рынок импортных товаров. В то же время основная масса трикотажных изделий, выпускаемая низкосерийными партиями, обладает низкой конкурентоспособностью

[2.2]. Данная проблема особо остро встает для верхних трикотажных полотен.

Таким образом, одним из путей выхода из создавшейся ситуации в трикотажной промышленности можно назвать увеличение количества трикотажных изделий, обладающих достаточной конкурентоспособностью. А для этого необходимо не только улучшать модели изделий, использовать качественное сырье, но главным образом, обновлять ассортимент качественных трикотажных полотен, а также добиваться получения нового, оригинального внешнего вида. Это можно получить главным образом за счет изменения структуры трикотажа, которая в основном зависит от вида переплетений. Число главных, производных и образованных на их базе рисунчатых переплетений трикотажа ограничено. Однако каждый из этих классов включает в себя множество подклассов переплетений, а число возможных комбинированных переплетений в каждой группе равно числу сочетаний из общего числа комбинируемых подклассов по 2,3,4 и т.д. Поэтому число комбинированных переплетений весьма велико [1.2].

В настоящее время на производстве данную задачу решают путем изменения структуры трикотажа за счет новых комбинаций известных основных переплетений или путем использования различных видов сырья. Однако данный путь не позволяет значительно увеличить ассортимент изделий, обладающих новизной внешнего вида и улучшенными свойствами. На наш взгляд наиболее полно к решению данной задачи можно подойти с несколько иной позиции, а именно путем создания новых базовых переплетений трикотажа с заранее заданными свойствами. На основе разработанных новых базовых переплетений возможно создание также новых рисунчатых и комбинированных переплетений, что позволит значительно увеличить ассортимент трикотажных полотен не прибегая к большим затратам на производстве.

Для поиска новых базовых переплетений необходимо проанализировать классификацию трикотажных переплетений, разработанную A.C.

Далидовичем [1.3], и дополненную Л.А. Кудрявиным и И. И. Шаловым [1.2]. Из данной классификации видно, что в ней есть "белые места" (например подкласс производных изнаночных переплетений), что говорит об актуальности решения такого вопроса, как разработка новых базовых переплетений.

Цель и задачи исследования. Основной целью данной диссертационной работы является расширение ассортимента трикотажных полотен для верхних изделий за счет разработки новых базовых переплетений .

В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи :

1) провести аналитический обзор литературы, определить требования к свойствам трикотажа для верхних изделий, найти переплетения - аналоги, изучить способы их выработки, выбрать методы исследования свойств трикотажных полотен;

2) проанализировать возможные пробелы в классификации базовых переплетений;

3) провести теоретическую разработку новых базовых переплетений и способов их выработки;

4) экспериментально выработать образцы трикотажа разработанных переплетений и провести коррекцию способов их выработки;

5) определить физико-механические свойства и показатели, характеризующие петельную структуру данного трикотажа;

6) уточнить методы проектирования параметров трикотажа нового

вида.

Методы и средства исследования. В данной работе предполагается использовать следующие стандартные методы и средства исследования :

- теорию переплетений и методы геометрического моделирования;

- методики исследования свойств трикотажных полотен;

- экспериментальные методы наблюдения за процессом вязания;

- методы математической статистики;

- методы программирования процессов вязания;

- современное технологическое оборудование с электронным оснащением;

- современную вычислительную технику.

Научная новизна работы заключается в:

- теоретической разработке новых базовых переплетений и способов их вязания.

- научном прогнозировании структур и свойств еще не разработанных базовых переплетений;

Практическая ценность . В результате проведенных исследований предполагается получить новые базовые переплетения для трикотажа с заданными свойствами. Разработать технологию получения трикотажа новых базовых переплетений и на их основе новых рисунчатых переплетений, что позволяет значительно увеличить ассортимент трикотажных полотен.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Анализ требований к свойствам трикотажа для верхних изделий

Основной задачей данной работы является увеличение ассортимента трикотажных переплетений и одновременно с этим улучшение качества трикотажных полотен предназначенных для верхних изделий.

Качество материалов проявляется через их свойства. Поэтому для повышения качества трикотажных изделий необходимо углубленное изучение свойств трикотажа. Следовательно для решения поставленной задачи нам необходимо определить по каким свойствам нам необходимо оценивать полотна данной группы, а также их возможные значения. Для этого проанализируем каким образом в литературе предлагается оценивать верхний трикотаж, а так же установить, что авторы понимают под этими свойствами.

Так, к общим требованиям к трикотажу для верхней одежды можно отнести обладание такими свойствами как, износоустойчивость, прочность на растяжение, формоустойчивость, несминаемость, простота ухода. Кроме этого такой трикотаж должен иметь приятный внешний вид, отличающийся многообразием и новизной.

Авторы [2.3-2.5,3.1-3.3,7.1,8.1,8.2], занимавшиеся разработкой и исследованием трикотажных полотен для верхних изделий, отмечают, что для такого трикотажа очень важна формоустойчивость, и поэтому в своих работах говорят о разработке именно формоустойчи-вого трикотажа.

Гущина К.Г. и др. [1.4] считают, что существенно обновить ассортимент позволило появление малорастяжимого трикотажного полотна, получившего у нас в стране название формоустойчивого, так как

это позволило выпускать изделия, раньше изготовлявшиеся только из ткани.

Таким образом, наиболее перспективным в направлении расширения ассортимента полотен, пользующихся большим спросом, является получении формоустойчивого трикотажа.

Уточним понятие "формоустойчивость" и как характеризуется данный параметр.

Трикотаж имеет сложную петельную структуру, обуславливающую наличие многочисленных связей, которые могут быть подразделены на две группы: внешние связи, определяемые особенностями строения трикотажа, и внутренние, зависящие от особенностей строения нитей и волокон. При переплетении петель в трикотаже между ними в точках контакта возникают силы трения и сцепления. Кроме того, петли в структуре трикотажа занимают пространственное положение. И в зависимости от их взаимного расположения, определяемого видом переплетения, трикотаж получает большую или меньшую способность деформироваться .

И.И. Шалов [1.5] пришел к выводу, что удлинение трикотажа при приложении незначительных нагрузок протекает главным образом за счет изменений, происходящих в грубой (петельной) структуре, а удлинение нитей может оказывать влияние на величину удлинения трикотажа только в области, близкой к разрыву.

Как указывает автор, с начала процесса растяжения в трикотаже развиваются одновременно три составляющие части деформации: упругая, эластическая и пластическая. Упругая деформация связана с проявлением упругости нити, эластическая - с выравниванием величины напряжений в отдельных звеньях петли и изменением формы изогнутой в петле нити, пластическая - со смещением точек контакта.

Соотношение частей полной деформации трикотажа имеет большое значение для характеристики его механических свойств. Чем выше до-

ля исчезающих частей полной деформации, тем изделие лучше сохраняет размеры и форму.

В условиях эксплуатации трикотаж наиболее часто испытывает деформацию растяжения. Способность трикотажа сохранять размеры и форму в условиях эксплуатации тесно связана с его растяжимостью и способностью трикотажа восстанавливать размеры и форму после снятия деформирующей нагрузки, что характеризуется величиной быстро-обратимой деформации. Однако, при одной и той же величине быстро-обратимой деформации величина необратимой деформации, которая в конечном итоге определяет состояние трикотажа, может быть различна. Поэтому способность трикотажа восстанавливать свои размеры и форму после прекращения действия приложенной нагрузки наиболее достоверно характеризует величина необратимой деформации. Следовательно, чем меньше растяжимость трикотажа по направлению растяжения и величина необратимой деформации, тем выше его формоустойчи-вость в этом направлении.

В работах [1.2,1.6] под формоустойчивостью трикотажа понимается его способность восстанавливать размеры.

B.C. Рыбина [3.1] считает, что формоустойчивость - это свойство трикотажа, характеризующее способность изготовленного из него изделия сохранять и восстанавливать свои размеры и форму в условиях эксплуатации.

З.А. Торкунова [1.7] считает, что одного показателя доли обратимых деформаций в общей деформации для характеристики формо-утойчивости полотен недостаточно. Необходимым показателем в данном случае является величина необратимых деформаций, показывающая степень отклонения размера изделия от первоначального, и этот показатель при оценке полотен имеет преобладающее значение.

Таким образом, в нашей работе мы под формоустойчивостью будем понимать способность трикотажа после нагрузки восстанавливать пер-

воначальные размеры, а характеристиками формоустойчивости принимаем показатели растяжимости и долю необратимой деформации.

Особо следует отметить, что одним из основных направлений для увеличения ассортимента, многие авторы [1.4,2.3,2.6] считают получение полотен, близких по свойствам к ткани. Из-за близости формо-устойчивого трикотажа по свойствам к ткани они называют его ткане-подобным.

Гречухина H.A. и др. [2.3] отмечает, что формоустойчивые трикотажные полотна применяются взамен ткани, так как при изготовлении формоустойчивых трикотажных полотен соединяют некоторые элементы тканого переплетения (уточные нити и протяжки) с элементами трикотажа.

В литературе мы в основном встречаемся с приравниванием понятий формоустойчивость и тканеподобность. Однако на наш взгляд эти понятия требуют более детального рассмотрения. Для этого сначала рассмотрим значения основных свойств, которыми должны обладают ткань и трикотаж, и в чем их различие.

К трикотажу и тканям для верхних изделий относят [1.4] полотна костюмно-платьевого и пальтового назначения. Такие полотна должны по своим физико-механическим свойствам соответствовать определенным техническим требованиям.

Костюмные ткани должны иметь поверхностная плотность - на уровне 220-320 v/u2, несминаемость - не менее 90%, усадка не более 2%, разрывная нагрузка по основе не менее 4 90Н, по утку не менее 345Н.

Костюмные трикотажные полотна должны иметь [1.4] поверхностную плотность от 250 до 300 v/u2, несминаемость полотна не менее 70%, усадка полотна не более 2%, разрывное усилие по длине не должно быть меньше 510Н, а по ширине не менее 275Н, группа растяжимости полотна не выше первой (т.е. не более 40%), полотно должно обладать высокой износоустойчивостью.

Пальтовые ткани должны иметь поверхностную плотность 2 50 -700 г/м2, воздухопроницаемость - 10-100 дм3/ (м2с) , усадку не более 3%, разрывную нагрузку по основе не менее 24 5Н, по утку не менее 196Н.

Пальтовые трикотажные полотна должны иметь [1.4] поверхностную плотность не более 500 г/м2., воздухопроницаемость 10-70 дм3/(м2с) , усадку не более 3%, разрывную нагрузку по длине и ширине не менее 196Н, группу растяжимости не выше первой, полотно должно обладать высокой износоустойчивостью.

Трикотажные полотна классических переплетений из всех видов пряжи и нитей, предназначенные для изделий свободного покроя, должны иметь [6.1] остаточную деформацию не более 20 мм.

Кроме вышеназванных показателей свойств приведем таблицу 1, в которой представлены значения составных частей полной деформации растяжения трикотажа и ткани (таблица составлена по данным Г.Н. Кукина, А.И. Коблякова и Т.А. Суховой) [1.8].

Нагрузка для тканей составила 25% от разрывной, для трикотажа - 5% от разрывной, длительность нагрузки и отдыха - по 4ч.

Трикотаж и ткань различаются по своей структуре, поэтому их физико-механические и потребительские свойства также различны. Растяжимость ткани, по сравнению с трикотажем, весьма незначительна, из-за небольшого изгиба нити в полотне и отсутствия перетягив�