автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка метода измерения и исследование осыпаемости льносодержащих тканей

На правах рукописи

БУРОВА Валентина Александровна

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЫПАЕМОСТИ ЛЬНОСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ

Специальность: 05.19.01 - Материаловедение производств

текстильной и легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома 2003

<

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Лустгартен Нелли Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гусев Борис Николаевич кандидат технических наук, доцент Либерова Анна Васильевна

Ведущая организация:

ЗАО «Большая Костромская льняная мануфактура»

Защита состоится 10 сентября 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.093.01 в Костромском государственном технологическом университете по адресу: 156005, г.Кострома, ул.Дзержинского, 17, ауд.214

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 22 июля 2003г.

Отзывы в двух экземплярах, (заверенные печатью), направлять по адресу 156000, г.Кострома, ул.Дзержинского, 17, ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

заслуженный деятель науки РФ, 1)1 Лустгартен

доктор технических наук, профессор ^ [ у/пелли Владимировна

т 3

^ 1. Общая характеристика работы

■ л ' ■ , .о ^ •' ' Актуальность исследования осыпаемости тканей обусловлена возросшими требованиями к качеству швейных изделий, а также потребностью экономного и рационального использования материалов.

, 1>)

Для повышения конкурентоспособности отечественных швейных изделий необходима оперативная смена моделей в зависимости от потребностей

' 1 ч Л1'

рынка и моды, что в значительной степени обусловлено не только конструктивными особенностями самих изделий, но и материалами. В настоящее время особой популярностью во всем мире пользуются ткани из натуральных волокон, в том числе и льняные, отличающиеся высокой гигиеничностью, что делает их особенно незаменимыми в жаркие летние дни. Выпуск качественного швейного изделия не возможен без всестороннего учета свойств материалов, применяемых для его изготовления. В силу сложившихся обстоятельств любому производству сложно проводить научные исследования по изучению от-

ч .-) .1

дельных свойств материалов, поступающих на предприятие. Следовательно, в

условиях оперативной смены ассортимента и необходимости сохранения качества, предприятиям швейной и текстильной промышленности необходимы сведения об устойчивости тканей к осыпаемости.

Под осыпаемостью тканей понимают явление выпадения нитей по краю ткани под действием удара, встряхивания, трения и изгиба. Исследование устойчивости тканей к осыпаемости рассматривалось, главным образом, применительно к шерстяным, шелковым и хлопчатобумажным тканям. Для льняных

/

костюмно-платьевых тканей этот вопрос остался малоизученным, что затрудняет проектирование высококачественных конкурентоспособных изделий из льна.

Мало изучен вопрос взаимосвязи устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости с параметрами структуры, это затрудняет проектирование и изготовление тканей с заданными свойствами, которые необходимы для производ-

ства качественной одежды. Совершенно отс^СтяукМл идаанМДьр?А)^1ИЯНИИ

библиотека 1

I С.Петербург. „ |

Ч. оэ зодЗптММ

технологических режимов выработки тканей на станке и отделки на устойчивость льносодержащих тканей к осыпаемости.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы является изучение устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости и разработка метода ее оценки для повышения качества проектирования тканей и швейных изделий из них. В работе решены следующие задачи:

- разработана модель процесса осыпаемости нитей в ткани;

- усовершенствован способ определения осыпаемости и разработана методика испытаний;

- исследована устойчивость льняных тканей к осыпаемости;

- изучена взаимосвязь осыпаемости льняных тканей с их структурными характеристиками, которые позволят обоснованно подходить к выбору материалов для одежды и в перспективе проектировать ткани с заданными свойствами;

- проведена оценка влияния отделки и технологического режима выработки ткани на ее устойчивость к осыпаемости;

- разработаны рекомендации по использованию данных об устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости при проектировании одежды.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях, полученных впервые:

- разработана модель процесса осыпаемости, оценивающая состояние нитей в ткани и позволяющая прогнозировать характер процесса;

- создан метод оценки осыпаемости, отличающийся от известных использованием двух абразивов и режимом воздействия на пробу;

- предложена математическая модель, позволяющая прогнозировать осыпаемость льносодержащих тканей по их структурным характеристикам;

- обоснованы количественный показатель осыпаемости - длина бахромы и

параметры испытаний, ткани на осыпаемость, обеспечивающие" наименьшую

1 * 1 >

дисперсию показателя.

Практическая значимость заключается в том, что:

- разработано устройство для определения осыпаемости тканей, техническая новизна которого подтверждена свидетельством на полезную модель № 29378 от 24.05.2002г.;

- предложена градация льносодержащих тканей по их устойчивости к осыпаемости, на основании которой разработаны рекомендации по'проектиро-ванию швейных изделий. Составлены справочные данные по устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости, позволяющие в соответствии с раз-' работанной градацией научно обоснованно осуществлять выбор силуэтного решения моделей одежды, величины технологических припусков при проектировании конструкции изделия, выбирать методы обработки отдельных узлов;

- разработаны рекомендации по проектированию льносодержащих тканей с заданной устойчивостью к осыпаемости. Справочный материал рекомендован к использованию текстильным предприятиям, в частности, АО «Большая Костромская Льняная Мануфактура».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Лен-2002), г.Кострома; межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистров и студентов (Поиск-2002), г.Иваново; на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов» (2003 г.); на заседании кафедры ткачества КГТУ (2003 г.).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в пяти печатных работах.

б

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Работа содержит 140 страниц, из них 26 таблиц, 26 рисунков, список используемой литературы, включающий 80 наименования, 5 приложений.

2.0сновное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цели и задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены основные направления повышения качества и снижения материалоемкости швейных изделий. Проведен анализ известных методов оценки устойчивости тканей к осыпаемости, разработкой которых занимались Арсеньева Т.В., Примаченко Б.М., Труевцев H.H., Рыжникова A.M., Ефимова О.Г., Котомина Р.И., Паршина JI.H., Карасев К.Н. и другие ученые. Анализ показал отсутствие сведений о достоверности и точности предлагаемых методов, не всегда отражающих реальные технологические условия обработки ткани. Отсутствие надежных способов прогнозирования устойчивости льняных тканей к осыпаемости не позволяет их использовать в полной мере при изготовлении одежды.

В результате анализа состояния вопроса исследования сформулированы основные задачи.

Во второй главе представлены основные методические положения и характеристики объектов исследования.

В число объектов исследования вошли чистольняные и льнохлопковые костюмно-платьевые ткани, выработанные на Большой Костромской льняной мануфактуре и в ткацкой лаборатории КГТУ с последующей отделкой в уело-

виях ООО льнообъединения им. И.Д.Зворыкина. Методическая основа теоретического раздела построена на основе теории сопротивления мёгёриалов.

Обработка экспериментальных данных проведена с применением современных методов математической статистки на IBM PC с помощью пакетов MATHCAD, STATISTICA и других.

В третьей главе приводятся результаты теоретического исследования процесса осыпаемости нитей в ткани, позволившего определить причины, способствующие и препятствующие разрушению ткани по краю среза. Поставленная задача решена при следующих допущениях:

- анализировалась однослойная ткань, нити в которой имеют цилиндрическую форму;

- расстояние между нитями каждой системы принято постоянном и задано плотностью ткани;

- нити приняты абсолютно упругими.

Воздействие со стороны нити одной системы, огибающую нить противоположной системы, представлено моментом. Момент от изгиба нити в ткани можно представить как некоторую интегральную функцию, зависящую от ряда факторов: волокнистого состава нитей, линейной плотности пряжи и плотности ткани. Так как вычисление момента является сложной задачей из-за влияний' вязкоупругих свойств нитей, поэтому в первом приближении этот момент определялся через силу трения, необходимую для вытаскивания нити из ткани, которая находилась экспериментально.

Проведенные расчеты для льняных тканей одинакового поверхностного заполнения, но образованные из нитей различной линейной плотности показывают, что в значительной степени величина силы трения, а, следовательно, и устойчивость ткани к осыпаемости определяется величиной момента от изгиба нити в ткани. Роль веса нити при этом оказывается незначительной.

Адекватность разработанной модели процесса осыпаемости нитей в ткани в состоянии покоя подтверждена коэффициентом несовпадения Тейла (U),

который для нескольких образцов льняных тканей различной структуры равен 0,12.

Исследование изменения состояния нитей в ткани под действием внешних сил: силы трения, которая возникает при движении одного тела по по. в,ерхности другого; силы инерции при ударе, проявляющаяся в момент соприкосновения с предметами; силы встряхивания, как следствие движения и останова ткани, позволили рассмотреть вклад каждой из составляющих в процесс осыпаемости, установлено, что основной причиной осыпаемости является 1 явление встряхивания.,

В четвертой главе содержатся результаты сравнительной оценки методов определения осыпаемости тканей, принципиально отличающихся друг от друга. Среди них - метод, реализуемый на разрывной машине с дополнительной игольчатой насадкой, где устойчивость тканей к осыпаемости оценивалась усилием необходимым для сдвига нитей к краю ткани; второй - на стандартном приборе ПООТ-1, третий - в стиральной машине. В двух последних методах оценка устойчивости к осыпаемости осуществлена по длине бахромы.

В результате установлены недостатки каждого метода. Наиболее перспективным является метод мокрых обработок, однако, присутствие воды и характер воздействия на ткань при испытаниях в процессе изготовления швейного изделия неадекватный. В лучшей степени условия эксплуатации ткани имитируются на приборе ПООТ-1. Однако малая длина бахромы, закручивание и пиллингование свободного конца пробы препятствует получению ( объективных результатов. ,

Качественный показатель ткани - осыпаемость, может характеризоваться различными количественными показателями. С целью определения лучшей количественной характеристики показателя осыпаемости проведено проектирование новых показателей. Разработанные и уже существующие количественные показатели, в различной степени позволяют оценить стойкость ткани к осыпаемости. Среди предложенных количественных показателей осыпаемости

лучшим признан показатель - длина бахромы, преимущество, которого перед остальными, проявляется в непосредственном получении значений в ходе эксперимента, простота измерения и наглядность.

На основании опыта, приобретенного при работе с прибором ПООТ-1, разработано новое устройство ОТ-1, которое отличается от своего прототипа перпендикулярным положением пробы относительно плоскости основного абразива, а также введением дополнительного абразива. Основной абразив выполнен в виде щетки с натуральной щетиной, дополнительный - в виде металлической пластины, совершающей возвратно-поступательное движение параллельно закрепленной в зажиме пробе.

Проведенные сравнительные испытания тканей различного волокнистого состава, показали увеличение чувствительности и объективности получаемых результатов.

Разработана методика проведения испытаний на устройстве ОТ-1, основанная на выборе оптимального режима воздействия на пробу. Основными факторами, оказывающими влияние на осыпаемость тканей на данном приборе, выбраны - частота воздействия («=200-400 мин), длительность воздействия (/=5-15 мин) и расстояние в паре зажим-абразив (й=2-12 мм).

Эксперимент проведен в два этапа на чистольняной ткани мелкоузорчатого переплетения. В ходе однофакторного эксперимента, где критерием оптимальности принята максимальная длина образовавшейся бахромы, определено оптимальное расстояние в паре зажим-абразив при «=300 мин'1 и /=10 мин. Это позволило значительно повысить информативность эксперимента.

С целью определения оптимальной частоты и длительности воздействия проведен двухфакторный эксперимент по плану Коно. Выходными параметрами эксперимента являются длина бахромы и характеристика неравномерности показателя осыпаемости - дисперсия (о), минимальное значение которой обеспечивает более высокую точность оценок при наименьших затратах времени на испытания. Итогом реализации факторных планов стали модели вто-

poro порядка, отражающие зависимость осыпаемости по основе и утку от интенсивности и длительности воздействия, а также зависимость неравномерности показателя осыпаемости от режимов воздействия:

сг„ = 0,0059 • п + 0,0124 • /2 + 0,248 • / + 0,93

(1)

ау = 0,0018 • п + 0,0128 • /2 + 0,256 ■ t +1,32

Модели (1) использованы в машинном эксперименте по методу после-

i - ' .

довательного симплекс-планирования для выбора оптимального режима испытаний: п=200 мин"1, t=10 мин., h=2 мм. Доверительный объем выборки составляет не более двух заправок.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований осыпаемости льносодержащих тканей.

С целью определения зависимости осыпаемости от параметров заправки ткацкого станка проведен эксперимент на полульняной ткани полотняного переплетения, образцы которой выработаны при различном заправочном натяжении и прошли отбелку. Установлено, что увеличение натяжения нитей основы уменьшает уработку основных нитей на всех стадиях измерения в суровой тка-

с -- CI .-.V ' ' '

ни (на станке, после снятия со станка, после отлежки), уработка утка при этом увеличивается. Отделка тканей компенсирует эти различия за счет технологи-

,1-1 К ¡141 V, I.

ческой притяжки и усадки ткани по ширине, поэтому влияние заправочного

- т - т ' J ' .

натяжения в готовой ткани не проявляется.

Влияние изменения натяжения основы на устойчивость тканей к осыпаемости определено с использованием разработанной методики. Установлено, что изменение натяжения существенно влияет на изменение величины осыпаемости ткани в суровом виде и не оказывает влияния на осыпаемость ткани после отбелки (рис.1).

Поскольку уработка ткани является важным фактором, определяющим строение ткани, а, следовательно, влияющим на ее свойства, установлена зависимость устойчивости осыпаемости от уработки нитей в суровой ткани, вызванной изменением заправочного натяжения нитей в ткани:

где 1б о(у) - длина бахромы соответственно по основе и утку, мм;

А0 - уработка основы в суровой ткани после отлежки, %; а, Ь - коэффициенты, зависящие от ориентировки пробы. а„=-1,98; ¿>„=0,32; ау=20,6; ¿>у=-0,6. Адекватность модели (2) подтверждена критерием Фишера, значимость коэффициентов - критерием Стьюдента. Коэффициент корреляции г=0,88...0,92.

Натяжение, сН

■ по основе 1

□ по утку | суровая ткань ЕЗ по основе - беленая ткань

Рис. 1 Зависимость устойчивости ткани к осыпаемости от натяжения основных нитей.

В результате факторного анализа установлена зависимость между осыпаемостью и структурными Характеристиками готовой ткани. В систему переменных входили единичные структурные параметры ткани: линейная плотность нитей по основе (То) и утку (Ту), плотность ткани по основе (По) и утку (Пу), раппорт по основе (Яо) и утку (Яу), количество пересечек по основе (Ш) и утку (1у). Переменные распределились межу двумя главными факторами,

.определяющими 87% (льнохлопковые ткани) и 81% (льняные ткани) наблюдаемых связей между переменными. При этом первый фактор характеризует переплетение ткани, а второй, объединяющий в себе линейную плотность пряжи и плотность ткани, в значительной степени характеризуется более полной характеристикой ткани - поверхностным заполнением. Так как в теории строения ткани известен показатель, объединяющий в своем составе переменные, входящие в первый и второй факторы - коэффициент связности С, он был использован в дальнейшем как комплексная количественная характеристика.

На основе регрессионного анализа получена функциональная зависимость, характеризующая связь осыпаемости льняных и полульняных тканей с коэффициентом связности:

/в=а+гмёс (3)

где 16 - длина бахромы, мм

а, А,- коэффициенты, зависящие от вида Ткани (табл. 1).

„'' ' ' Таблица1

Значение коэффициентов уравнения (3)

Вид ткани, направление Коэффициенты Корреляц ионное отношение, Ьху Критерий Фищера Критерий Стьюдента

а Ь Рр Рт (Рл=95%) (Рд=95%)

Чисто-льняные по основе 21,1 -21,3 0,88 3,79 2,5 6,4 2,16

по утку 14,4 -14,7 0,88 4,1 2,5 5,8 ' 2,16

Льнохлопковые по основе 19 -18 0,86 3,4 3,02 5,05 2,26

по утку 24,9 -26,5 0,95 9,04 3,02 9,2 2,26

Установленная зависимость позволит без проведения эксперимента прогнозировать устойчивость ль'носодержащих тканей к осыпаемости.

Процессы отделки, которым подвергаются ткани в течение всего технологического цикла, оказывают влияние на устойчивость тканей к

осыпаемости. На рис.2 представлена диаграмма, характеризующая изменение осыпаемости ткани после отделки. Образцы различаются сырьевым составом и плотностью ткани:

Обр.23: То=46 лен, Ту=46 лен, По=168 н/дм, Пу=185 н/дм Обр.24: То=56 лен, Ту=56 лен, По=158 н/дм, Пу=170 н/дм Обр.25: То=86 лен, Ту=86 лен, По=125 н/дм, Пу=135 н/дм Обр.26: То=29 х.-б., Ту=46 лен, По=209 н/дм, Пу=183 н/дм Установлено, что устойчивость тканей к осыпаемости после крашения больше, чем осыпаемость беленых и суровых тканей из-за увеличения равновесности и гладкости нитей после отделки. Значительная осыпаемость тканей в суровом виде связана с высокой жесткостью шлихтованных нитей, а также меньшей площадью контакта нитей в суровой ткани. Причиной снижения осыпаемости после отбелки является уплотнение ткани и увеличение цепкости волокон в нитях, вследствие воздействия воды, температуры и давления.

7

23 24 25 26 23 основа / \

у \

24 25 26 уток_/

образец ткани

□ суровая ■ беленая С крашеная

Рис.2 Осыпаемость ткани в зависимости от вида отделки

В шестой главе на основе полученных экспериментальных данных и аналитических зависимостей выполнена градация льносодержащих тканей по устойчивости к осыпаемости (табл.2)

Таблица 2

Градация льняных тканей по устойчивости к осыпаемости

Длина бахромы, мм Устойчивость к осыпаемости

0...5 Неосыпаемые (С>б,5)

5...10 Среднеосыпаемые (С=4,5...6,5)

>10 Легкоосыпаемые (С<4,5)

Она использована для разработки рекомендаций по оптимальному сочетанию конструктивного решения моделей. Предложены условия выбора величины технологического припуска и конструкции шва при обработке деталей одежды.

Представлена методика проектирования ткани по устойчивости к осыпаемости, что может быть использовано при создании ткани с заданными свойствами. Результаты проведенного исследования позволяют расширить творческие возможности художников-модельеров в выборе силуэтного решения разрабатываемых моделей, повысить качество, снизить материалоемкость и трудоемкость изготовления эколошчески чистой и конкурентоспособной одежды из льна.

; Общие выво^1 и рекомендации по работе-

'у 1 - ■ -

1. Разработана модель состояния нитей в ткани, позволившая выявить, что основным источником, предохраняющим край ткани от разрушения, является момент от изгиба нитей в ткани, который можно интерпретировать как интегральную функцию ряда составляющих: волокнистого состава пряжи, линейной плотности нитей, плотности и переплетения ткани.

2. Установлено, что внешняя сила, представленная в виде комплекса сил: трения, удара, встряхивания, является определяющей в процессе осыпаемости

ткани. Доказано, что основным источником разрушения края ткани является процесс встряхивания.

3. На основании проведенной оценки методов определения осыпаемости показано, что ни один из существующих методов не позволяет получить объективную и достоверную информацию об устойчивости тканей к осыпаемости, что объясняется трудностями, связанными с осуществлением эксперимента, либо несоответствием лабораторных испытаний реальным технологическим условиям обработки тканей.

4. Усовершенствован метод и предложено устройство (свидетельство № 29378 от 24.05.2002) для оценки устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости, позволяющее наиболее точно воспроизводить условия эксплуатации тканей, что увеличивает информативность метода и достоверность полученных результатов.

5. На основе экспериментальных исследований с использованием классического и факторного планов, а также симплекс-планирования разработан режим испытаний ткани на новом устройстве.

6. В результате исследований процесса осыпаемости тканей определено, что

- устойчивость к осыпаемости зависит от многих структурных характеристик, которые представлены в виде одного комплексного структурного параметра - коэффициента связности. Полученные аналитические зависимости могут быть использованы для проектирования тканей с заданными значениями осыпаемости, и решать обратную задачу - оценивать устойчивость льносодержащих тканей к осыпаемости по структурным характеристикам.

- вследствие изменения жесткости и гладкости нитей в процессе отделки устойчивость тканей к осыпаемости изменяется: отбелка повышает устойчивость к осыпаемости, крашение ее снижает.

- при изменении заправочного натяжения нитей в процессе ткачества происходит измение уработки нитей в суровой ткани, что оказывает влияние на изменение устойчивости тканей к осыпаемости. После

12 3 4 8

16 V2.J4S

, отбелки разница между уработками нитей в образцах ткани, вызванная изменением натяжения, сглаживается, и в итоге устойчивость к осыпаемости у отбеленной ткани существенно не различается.

7. Разработана градация льносодержащих тканей по устойчивости к осыпаемости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию одежды. В данных рекомендациях учитываются выбор величин технологических припусков на обработку швеййых изделий, варианты конструктивных решений моделей одежды и конструкции используемых швов.

8. Предложен пример проектирования льняной ткани по устойчивости к осы, паемости, рекомендованный к практическому использованию на БКЛМ.

По результатам работы опубликованы следующие работы:

1. Бурова В.А. Методика определения осыпаемости ткани.// Вестник КГТУ, №5,2002, с.51-54.

2. Бурова В.А. Оценка методов определения осыпаемости льняных тканей. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2002, №2, с. 126-128.

3. Бурова В.А., Лустгартен Н.В. Методика определения осыпаемости тка-ней.//Тезисы докладов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой пром-ти, "Поиск-2002", Иваново,2002, с.336-337.

4. Бурова В.А. Факторы, влияющие на осыпаемость льняных тканей.// Тезисы докладов. "Лен-2002", Косторма,2002, с.84

5. Свидетельство на полезную модель № 29378 от 24.05.2003 г., бюл №13. Прибор для определения осыпаемости тканей./ Буров М.А., Лустгартен Н.В., Бурова В. А..

В.А. Бурова

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЫПАЕМОСТИ ЛЬНОСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 17.07.03. Формат бумаги 60x84 1/16. Печать трафаретная. Печ.л. 1,0. Заказ 523. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОСЫПАЕМОСТИ НИТЕЙ В ТКАНИ.

1.1. Основные направления изменения материалоемкости и улучшения качества швейных изделий.

1.2. Анализ методов определения показателей осыпаемости.

1.3. Оценка влияния параметров строения ткани на ее устойчивость к осыпаемости.

1.4. Изучение эксплуатационных свойств льняных тканей.

1.5. Влияние заключительной отделки ткани на ее строение и физико-механические свойства.

1.6. Постановка задач исследования.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Уточнение структурных характеристик тканей.

2.2. Обоснование выбора и общая характеристика объектов исследования.

2.3. Методика проведения и методы обработки результатов эксперимента.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСЫПАЕМОСТИ

НИТЕЙ В ТКАНИ.

3.1. Основные допущения при разработке модели.

3.2. Построение модели взаимодействия нитей в ткани в состоянии покоя.

3.3. Изменение состояния нитей в ткани под действием внешних

Выводы по главе.

4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕt ЛЕНИЯ ОСЫПАЕМОСТИ И РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА.

4.1. Оценка существующих методов определения показателей осыпаемости ткани.

4.2. Проектирование новых количественных показателей осыпаемости ткани.

4.3. Разработка методики оценки устойчивости тканей к осыпаемости.

Выводы по главе.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЫПАЕМОСТИ ЛЬНОСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ.

5.1. Исследование влияния изменения натяжения основных нитей в процессе ткачества на показатель осыпаемости.

5.2. Определение влияния структурных параметров ткани на показатель осыпаемости.

5.3. Изучение влияния отделки на изменение показателя осыпаемости льняных тканей.

Выводы по главе.

6. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТОВ РАБОТЫ.

6.1. Рекомендации по изготовлению швейных изделий из льна.

6.2. Проектирование льняных тканей с заданной устойчивостью к осыпаемости.

Выводы по главе.

Актуальность проведения исследования осыпаемости льносодержащих тканей обусловлена возросшими требованиями к качеству швейных изделий, а также потребностью экономного и рационального использования материалов.

Для повышения конкурентоспособности отечественных швейных изделий необходима их оперативная смена в зависимости от потребностей рынка и моды, что в значительной степени обусловлено не только модельными особенностями самих изделий, но и материалами. Выпуск качественного швейного изделия не возможен без всестороннего учета свойств материалов, применяемых для его изготовления. В силу сложившихся обстоятельств любому производству сложно проводить научные исследования по изучению отдельных свойств материалов, поступающих на предприятие. Следовательно, в условиях оперативной смены ассортимента и необходимости сохранения качества предприятиям швейной промышленности нужны сведенья об устойчивости тканей к осыпаемости.

Под осыпаемостью тканей понимают явление выпадения нитей по краю тканей под действием удара, встряхивания, трения и изгиба.

Исследование устойчивости тканей к осыпаемости рассматривалось главным образом применительно к шерстяным, шелковым и хлопчатобумажным тканям. Для льняных костюмно-платьевых тканей этот вопрос остался малоизученным, что затрудняет проектирование высококачественных конкурентоспособных изделий из льна. Существующий в настоящее время метод оценки устойчивости тканей к осыпаемости не достаточно объективен и точен. Поэтому проблема исследования осыпаемости льносодержащих тканей является актуальной. Мало изучен вопрос взаимосвязи устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости с параметрами структуры, это затрудняет проектирование и изготовление тканей с заданными свойствами, которые необходимы для производства высококачественной одежды. Совершенно отсутствуют данные о влиянии технологических режимов выработки тканей на станке и отделки на устойчивость льносодержащих тканей к осыпаемости.

Целью диссертационной работы является изучение устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости и разработка метода ее оценки для повышения качества проектирования тканей и швейных изделий из них. В работе решены следующие задачи:

- разработана модель процесса осыпаемости нитей в ткани;

- усовершенствован способ определения осыпаемости и разработана методика испытаний;

- исследована устойчивость льняных тканей к осыпаемости;

- изучена взаимосвязь осыпаемости льняных тканей с их структурными характеристиками, которые позволят обоснованно подходить к выбору материалов для одежды и в перспективе проектировать ткани с заданными свойствами;

- проведена оценка влияния отделки и технологического режима выработки ткани на ее устойчивость к осыпаемости;

- разработаны рекомендации по использованию данных об устойчиво сти льносодержащих тканей к осыпаемости при проектировании одежды.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях, полученных впервые:

- разработана модель процесса осыпаемости, оценивающая состояние нитей в ткани и позволяющая прогнозировать характер процесса;

- создан метод оценки осыпаемости, отличающийся от известных использованием двух абразивов и режимом воздействия на пробу;

- предложена математическая модель, позволяющая прогнозировать осыпаемость льносодержащих тканей по их структурным характеристикам;

- обоснованы количественный показатель осыпаемости - длина бахромы и параметры испытаний ткани на осыпаемость, обеспечивающие наименьшую дисперсию показателя.

Практическая значимость заключается в том, что:

- разработано устройство для определения осыпаемости тканей, техническая новизна которого подтверждена свидетельством на полезную модель № 29378 от 24.05.2002г.;

- предложена градация льносодержащих тканей по их устойчивости к осыпаемости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию швейных изделий. Составлены справочные данные по устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости, позволяющие в соответствии с разработанной градацией научно обоснованно осуществлять выбор силуэтного решения моделей одежды, величины технологических припусков при проектировании конструкции изделия, выбирать методы обработки отдельных узлов;

- разработаны рекомендации по проектированию льносодержащих тканей с заданной устойчивостью к осыпаемости. Справочный материал рекомендован к использованию текстильным предприятиям, в частности, ЗАО «Большая Костромская Льняная Мануфактура».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Лен-2002), г.Кострома; межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистров и студентов (Поиск-2002), г.Иваново; на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов» (2003г.); на заседании кафедры ткачества КГТУ (2003г.).

Результаты диссертационной работы опубликованы в пяти печатных работах.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Работа содержит 140 страниц, из них 26 таблиц, 26 рисунков, список используемой литературы, включающий 80 наименований, 5 приложений.

Выводы по главе

1. Предложена градация льняных тканей по устойчивости к осыпаемости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию одежды. В данных рекомендациях учитываются варианты конструктивных решений моделей одежды, технологические режимы обработки узлов деталей швейного изделия.

2.Разработана методика проектирования ткани по устойчивости к осыпаемости, позволяющая выпускать льняные ткани удовлетворяющие потребностям рынка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана модель состояния нитей в ткани, позволившая выявить, что основным источником, предохраняющим край ткани от разрушения, является момент от изгиба нитей в ткани, который можно интерпретировать как интегральную функцию ряда составляющих: волокнистого состава пряжи, линейной плотности нитей, плотности и переплетения ткани.

2. Установлено, что внешняя сила, представленная в виде комплекса сил: трения, удара, встряхивания, является определяющей в процессе осыпаемости ткани. Доказано, что основным источником разрушения края ткани является процесс встряхивания.

3. На основании проведенной оценки методов определения осыпаемости показано, что ни один из существующих методов не позволяет получить объективную и достоверную информацию об устойчивости тканей к осыпаемости, что объясняется трудностями, связанными с осуществлением эксперимента, либо несоответствием лабораторных испытаний реальным технологическим условиям обработки тканей.

4.У совершенствован метод и предложено устройство (свидетельство № 29378 от 24.05.2002) для оценки устойчивости льносодержащих тканей к осыпаемости, позволяющее наиболее точно воспроизводить условия эксплуатации тканей, что увеличивает информативность метода и достоверность полученных результатов.

5. На основе экспериментальных исследований с использованием классического и факторного планов, а также симплекс-планирования разработан режим испытаний ткани на новом устройстве.

6. В результате исследований процесса осыпаемости тканей определено, что

- устойчивость к осыпаемости зависит от многих структурных характе ристик, которые представлены в виде одного комплексного структурного параметра - коэффициента связности. Полученные аналитические зависимости могут быть использованы для проектирования тканей с заданными значениями осыпаемости, и решать обратную задачу - оценивать устойчивость льносодержащих тканей к осыпаемости по структурным характеристикам;

- вследствие изменения жесткости и гладкости нитей в процессе отделки устойчивость тканей к осыпаемости изменяется: отбелка повышает устойчивость к осыпаемости, крашение ее снижает;

- при изменении заправочного натяжения нитей в процессе ткачества происходит изменив уработки нитей в суровой ткани, что оказывает влияние на изменение устойчивости тканей к осыпаемости. После отбелки разница между уработками нитей в образцах ткани, вызванная изменением натяжения, сглаживается, и в итоге устойчивость к осыпаемости у отбеленной ткани существенно не различается.

7. Разработана градация льносодержащих тканей по устойчивости к осыпаемости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию одежды. В данных рекомендациях учитываются выбор величин технологических припусков на обработку швейных изделий, варианты конструктивных решений моделей одежды и конструкции используемых швов.

8. Предложен пример проектирования льняной ткани по устойчивости к осыпаемости, рекомендованный к практическому использованию на БКЛМ.

1. Савостицкий А.В., Меликов Е.Х. Технология швейных изделий. М.: Легкая пищевая промышленность, 1982.- 439с.

2. Фальков A.M. Материалоемкость продукции и эффективность общественного производства. -М.: Издательство Ленинградского университета, 1981.-70с.

3. Коблякова Е.Б., Савостицкий А.В., Антонов И.А. Основы конструирования одежды. -М.: Легкая индустрия, 1968. -356 с.

4. Мальцева Е.А. Разработка методов оценки и исследование формовочной способности льняных тканей для одежды.: Дисс. . к.т.н. Кострома: КГТУ, 2001.-228 с.

5. Соболева И.В., Иванова Л.Л., Борисова Е.Н., Белоногова М.Н. Разработка рабочих чертежей и изготовление лекал основных и производных деталей, вспомогательных лекал деталей одежды. Методические указания, Кострома, 1998, 62с.

6. Лебедева Г.Ф. Определение рациональных длин кусков тканей для верхней одежды.- В кн.: Основные направления развития ПРП: Научно-исследовательские труды ЦНИИШП. М., 1975, №29, с. 16-19.

7. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства./ Б.А.Бузов, Т.А. Модестова, Н.Д. Алыменкова. М.:Легкая индустрия, 1986.-480с.

8. Арсеньева Т.В., Михаловская Л.О., Кудряшова Н.И., Харламова Г.Н. Оценка стойкости тканей из химических нитей к осыпаемости. // Текстильная промышленность. 1979, №12, с.68-69.

9. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Жураев А.Т. Экспериментальное исследование процесса формирования и физико-механических свойств льнохлопковых тканей. // Изв. вузов. Технология текстильной прмышленности, 1995, N5, с.7-9.

10. Рыжникова A.M. О методах определения осыпаемости нитей в тканях. // Изв.вузов. Текстильной промышленности, !963, №6, с.25-31.

11. ГОСТ 3814-81 Полотна текстильные. Методы определения осыпаемости тканей. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 4 с.

12. ГОСТ 28253-89 Ткани шелковые и полушелковые плательные и пла-тельно-костюмные. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1990.-9 с.

13. ГОСТ 29104.18-91 Ткани технические. Метод определения стойкости к осыпаемости. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 5 с.

14. Паршина J1.H., Стельмашенко В.И., Корниенко Е.П., Сергеева Е.А. Исследование осыпаемости тканей на приборе тубинного ти-па.//Изв.вузов.Технология текстильной промышленности. 1993, №5, с. 69-71.

15. The mechanical properties of woven fabrics. Part VIl.the Elastic Shear modulus of plain-weave fabrics. Textile Research J., 1968,№11, p. 1085-1100.

16. Wilume W. Moglichkiiken sur beurteilung der schlebefestigkeit non jeveben nelliend texttiber, 1978,bd.58, n.8, s.624-626.

17. Aswani K.T., Risbud V.S., Aras J.V. Resistens to abrasion of fabrics. -Indian Textile J.,1981, 63, n.5, p.103-107.

18. Реферативный журнал 1989 ,№11, 11 Б 188c Метод испытания тканей на сопротивление раздвижке. Prufung von textilien bestimming des schiebewider-standes von Geweben. DLN 53934 -86 ФРГ.

19. Рыжникова A.M. влияние некоторых параметров ткани на величину осыпаемости ее срезов.// Швейная промышленность, 1965, N6, с. 17-20.

20. Андреева Н.В. Проектирование тканей для одежды по устойчивости к осыпаемости и жесткости на изгиб. Дисс. . к.т.н. Кострома. 1986, - 185с.

21. Склянников В.П. Строение и качество тканей. -М.: легкая и пищевая промышленность, 1984, 176с.

22. Селиванов Г.И. Строение элементов ткани .//Текстильная промышленность, 1963, №3, с.45-52.

23. Кондратьева Н.Д. Высокая марка льна. // Льняное дело, 1994, №4, с.32-34.

24. Дуковская И.А., Барчукова А.Я. Основные направления развития ассортимента льняных тканей с использованием пряжи новых видов.// Текстильная промышленность.-1982.-№2,-с. 19-20.

25. Кондратьева Н.Д. Льняные костюмно-платьевые ткани России.// Швейная промышленность. 1995, №6, с. 29-30.

26. Иванов Н.В., Кашина В.П., Канаева Т.В. Новое в ассортимент льняных и льносодержащих тканей.// Текстильная промышленность, 1992, №2, с. 15-16.

27. Дианич М.М. Потребительские свойства тканей и трикотажа из смесей льняных и химических волокон. М.:Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 111 с.

28. Модестова Т.А. Материаловедение швейного производства/ Т.А. Мо-дестова, Л.Н. Флерова, Б.А. Бузов,- М.: Легкая индустрия, 1969.- 472 с.

29. Вадковская Ю.В., Миронова А.А. Гигиенические свойства одежды из льняных тканей.// Текстильная промышленностьть. 1962, №1, с.24-27.

30. Хомякова Н.Ф. Исследование эксплуатационных свойств полульняных тканей с малосминаемой отделкой с целью уточнения параметров их проектирования: Автореф.дисс. . к.т.н.-Кострома:КТИ, 1977.-24 с.

31. Смирнова Н.А. Разработка методов оценки и прогнозирование показателей технологичности льняных тканей для одежды: Автореф.дисс .д.т.н., Санкт-Петербург, 1999. 35 с.

32. Белоногова М.Н. Оценка и прогнозирование показателей технологичности льняных тканей для одежды: Афтореф. дисс.к.т.н., С-Пб., 1998. 17 с.

33. Еремина К.И., Борухсон Б.Н. Текстильные волокна их получение и свойства.- М.: Легкая индустрия, 1966. 308 с.

34. Глубин П.А., Лунева Н.А. Применение препарата ГПА для повышения стойкости шелковых тканей./ЛГекстильная промышленность, 1984, №2, с.50-51.

35. Studies on low-stress mechanical properties of polyester/cotton suiting fabrics/ Natarajan V., Thilogahvathi G.,Sancaran V.// Indian J. Fibre and Text Res.-1997. 22, N2.-p. 99-111.

36. Changes in the mechanical properties and fabrics hadle of polyester-fibre fabrics through the finishing stages /Matsudaira Mitsuo, Matsui Matsao // J. Text. Inst.- 1992-83, N1, p. 144-155.

37. Хомякова Н.Ф., Кулешов Ж.Д. О свойствах полульняных тканей с ма-лосминаемой отделкой.// Текстильная промышленность, 1978, №10, с.66-68.

38. Семак Б.Д. Износостойкость и формоустойчивость одежных тканей с малосминаемой и малоусадочной отделкой. М.: Легкая индустрия, 1972, 152 с.

39. Морозовская И.С. Влияние отделки на изменение размеров деталей при стирках/ Швейная промышленность, 1982, № 4, с.30-31.

40. Квач Н.М., Садова С.Ф. Изучение прочностных и адгезионных свойств плазмообработанных и льняных материалов, подвергнутых малосминаемой отделке.// Моск.гос.текс. акад. М.,1996. - 13 с.

41. Квач Н.М, Тюрина Т.В., Садова С.Ф., Наумов Е.В. и др. Плазмохи-мическая обработка льняных тканей.// Текстильная промышленность, 1995, №1, с.33-35.

42. Квач Н.М., Садова С.Ф., Наумов Е.В., Качекьян А.С. и др. Использование низкотемпературной плазмы для совершенствования малосминаемой отделки льняных материалов.// Текстильная промышленность. 1995, № 3, с.24-26.

43. Владимирцева Е.Л., Шаргина Л.В., Блинничева И.Б. Использование низкотемпературной плазмы в процессах подготовки льняных тканей. // Текстильная химия, 1993, №2, с.68-72.

44. Modification of linen fabrics by low temperature plasma of oxyden.// Text Technol. Dig., -1996, N10,c.47.

45. Micrografic observaivations of wool fabrics treated wich plasma and shrikproofing agent.// Takara M., Morita H.// Text Technol. Dig., -1995, N2,c.47.

46. Григорян Э.П., Губина C.M., Завадский A.E. и др. влияние токов СВЧ на физико-механические свойства хлопчатобумажных тканей и надмолекулярную структуру целлюлозы.// Изв.вузов. Технология текстильной промышленности 1990, №1, с.57-60.

47. Кутепов О.С. Строение и проектирование тканей. М.: Легпром-бытиздат, 1988. -224с.

48. Дамянов Г.Б., Бачев Ц.З., Сурнина Н.Ф. Строение и современные методы ее проектирования. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-240 с.

49. Сурнина Н.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам. М.: Легкая индустрия, 1973. 144 с.

50. Воробьев В.А. Еще об определении коэффициента наполнения ткани.// Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 1962, №10, с.47.

51. Склянников В.П. О расчете наполнения тканей, выработанных однослойными переплетениями.// Текстильная промышленность, 1962, №9, с.59.

52. Склянников В.П. О коэффициенте поверхностного заполнения ткани.// Текстильная промышленность, 1964, №6, с.32-36.

53. Справочник по хлопкоткачеству./ под. Ред Оникова Э.А. М.: Легкая индустрия, 1978. - 480 с.

54. Справочник по шерстоткачеству./ С.Г. Кавокин, С.И. Разумовский и др.-М.: Легкая индустрия, 1975.- 424 с.

55. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико- технологических процессов текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия, 1980.- 392с.

56. Клемм Л., Риль Г., Зигель X., Троль В. Математические методы статистического контроля в текстильной промышленности. М.:Легкая индустрия, 1968.-369 с.

57. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия, 1973. 263 с.

58. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение к исследованиям в текстильном производстве. М.: Гизлегпром, 1956.-260с.

59. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учебное пособие для хим.-технол. спец. вузов.- 2-е изд., перераб. И доп. -М.: Высшая школа, 1985.- 327с.

60. Лустгартен Н.В. Разработка методов оптимизации и стабилизации технологического режима процессов образования ткани. Дисс. .д.т.н.-Кострома: КГТУ, 1983.-380 с.

61. Писаренко Г.В., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. 2-е изд., перераб. и доп.-Киев: Наук, думка, 1988. — 734 с.

62. Крутикова В.Р., Ямщиков С.В. Технология поперечновязаного трико-тажа:Учебное пособие. Кострома:Изд-во КГТУ, 2000. 82 с.

63. Свидетельство на полезную модель №29374 от 05.08.2002 г., бюл. №13. Способ определения жесткости нитей на изгиб / Крутикова В.Р., Общан-ская И.В., Лапшин В.В., Лустгартен Н.В., Горская Н.Н., Кузьмин Д.В.

64. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. -М.:Мир, 1975. 500 с.

65. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей.- М.: Машиностроение, 1978.- 222 с.

66. Лустгартен Н.В., Секованова Л.А. Оптимизация параметров настройки ткацкого станка с целью снижения истирания льняных основных нитей. — Кострома: КГТУ, Вестник КГТУ, 2001, №3, с. 16-18.

67. Мартынова А.А., Слостина Г.Л., Власова Н.А. Строение и проектирование тканей.-М.: РИО МГТУ им.А.Н. Косыгина «Международная программа образования», 1999. 434 с.

68. Ерохин Ю.Ф. и др. О взаимосвязи технологических параметров заправки ткацкого станка с параметрами строения ткани.// Изв.вузов. Технология текстильной промышленности. 1993, №1, с.27-29.

69. Юхина Е.А., Юхин С.С. Расчет уработки нити по заправочным параметрам ткани.// Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1994, №2, с.36-38.

70. Власов В.П. Нормализация процессов ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -296 с.

71. Иберла К. Факторный анализ. / пер. с нем. В.М. Ивановой.- М.: Статистика, 1980.-398 с.

72. Дубров A.M., Мхитьян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы. М.: Финансы и статистика, 2000.-352 с.

73. Мартынова А.И., Андреева Е.Г. Конструктивное моделирование одежды. М.: Московская государственная академия легкой промышленности, 2002.-216 с.

74. Прейскурант №036. Розничные цены на льняные ткани и штучные изделия. М.: Прейскурантиздат, 1985. - 286с.

75. Федоренко Н.А. Коэффициенты смятия нитей в льняных тканях.// Технология текстильной промышленности. Иваново, 1997, №2.

76. Сокова Г.Г. Разработка метода автоматизированного анализа и проектирования групп полотен льняного ассортимента: Дисс . к.т.н. Кострома, 2000. - 139 с.

77. Алексеева Н.С., Брут-Бруляко А.Б., Балалайкина Н.Т. и др. Основы проектирования предприятий отрасли: Учебное пособие./ Костром. Технол. Инст.- Ярославль, 1990. -124 с.

78. ГОСТ 10078-85 Пряжа чистольняная, льняная и льняная с химическими волокнами. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1985. -16 с.