автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов комплексной оценки потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей

На правах рукописи

Зайцев Алексей Михайлович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ ТКАНЕЙ

Специальность 05.19.01. «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

•

Москва 2005

Работа выполнена в Московском государственном текстильном университете имени А Н. Косыгина на кафедре текстильного материаловедения.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кирюхин Сергей Михайлович

1

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гусев Борис Николаевич

кандидат технических наук Кириллова Людмила Ильинична

Ведущая организация Центральный научно-

исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности

Защита состоится «_» _2005 г. в ___часов на заседании диссертационного совета К.212.139.01 в Московском государственном текстильном университете им. А Н. Косыгина по адресу 119991, Москва, Малая Калужская ул., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского i о-сударственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина.

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор усгов Юрий Степанович

(W

АННОТАЦИЯ

В диссертационной работе шложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с целью совершенствования методов оценки качества хлопчатобумажных тканей, существенно изменяющих свои свойства после влажно-тепловой обработки.

Разработаны методы комплексной оценки качества хлопчатобумажных тканей по потенциальным показателям, позволяющие более полно и достоверно определять качество тканей.

Изучена динамика изменения потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей после многократных стирок.

Разработаны методы определения усадки хлопчатобумажных тканей, возникающей раздельно от действия трения между волокнами и нитями, релаксации и набухания волокон и нитей Установлено количественное влияние данных факторов на усадку тканей.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

— метод комплексной оценки качества хлопчатобумажных тканей по потенциальным показателям;

— результаты исследования изменений потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей после влажно-тепловой обработки;

— методы определения и результаты исследования значимости факторов, влияющих на усадку хлопчатобумажных тканей;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Оценка качества готовых текстильных полотен проводится по исходным показателям Такая оценка является до некоторой степени условной, так как известно, что ткани уже в начальные периоды эксплуатации могут существенно изменить строение и свойства.

Показатели качества, существенно изменяющиеся в первые периоды эксплуатации, будем называть потенциальными. Оценка качества текстильных материалов по таким показателям будет дополнять и совершенствовать оценку качества текстильных изделий.

Изменения показателей качества особенно характерны для хлопчатобумажных тканей, подвергающихся в процессе эксплуатации стирке, в результате которой происходит усадка.

Усадка после стирки вызывает изменение структуры и свойств тканей, поэтому, снижение этого показателя позволит сохранить первоначальное качество выпускаемой текстильной продукции.

Данная работа проводилась в Московское*' т осу/) ар етвсшюм текстильном университете им. А Н Косыгина. | библиотека"** I

СП^у

Целью работы является совершенствование методов оценки качества тканей, существенно изменяющих свои показатели после первых периодов эксплуатации.

Задачи исследований. В работе решались следующие задачи.

— анализ работ по усадке и оценке качества хлопчат «бумажных г каней;

— количественная оценка факторов, влияющих на усадку;

— исследование изменений потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей после влажно-тепловой обработки,

— комплексная оценка потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей.

Методика проведения исследований.

В работе проводились теоретические и экспериментальные исследования в условиях лаборатории кафедры текстильного материаловедения с использованием оригинальных и стандартных методик и оборудования для определения показателей качества хлопчатобумажных тканей. Научная новизна работы:

— разработаны методы комплексной оценки потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей;

— разработаны методы определения усадки хлопчатобумажных тканей, возникающей от действия трения между волокнами и нитями в результате механических воздействий;

— предложена методика определения усадки, возникающей от проявления релаксации волокон и нитей;

— предложены формулы для определения усадки, происходящей от действия набухания волокон и нитей;

— установлено количественное влияние факторов на усадку тканей.

Практическая ценность работы. Результаты работы позволяют:

— проводить объективную оценку качества хлопчатобумажных тканей по показателям, изменяющимся в начальные периоды эксплуатации;

— определить количественно для конкретной ткани степень влияния факторов усадки;

— осуществлять целенаправленные мероприятия по снижению показателя усадки за счет уменьшения степени влияния одного шбо нескольких факторов усадки.

Апробаиия работы.

Основные положения диссертации обсуждались на заседаниях кафедры текстильного материаловедения МГТУ им, А.Н. Косыгина (20032005 г.).

Результаты диссертационной работы докладывались на 55-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые ЮГТУ - производству» (Кострома: КГТУ, 2003

г.); всероссийской научно-технической конференции «Текстиль - 2003 г.» (М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2003 г.).

Публикации.

По теме,диссертационной работы опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура диссертаиионной работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, общих выводов и рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 167 страницах печатного текста и содержит 31 рисунок, 42 таблицы, список литературы, включающий 55 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна и практическая ценность Сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе был проведен анализ работ по усадке и оценке качества текстильных материалов. Установили, что основными причинами появления усадки тканей являются: трение между волокнами и нитями при механических воздействиях на ткань; релаксация волокон и нитей, вызывающая уменьшение деформации растяжения, полученной материалом в процессе производства; набухание волокон и нитей, приводящее к увеличению поперечного сечения нитей. Однако количественную оценку значимости этих факторов усадки ранее не проводили.

Было та!; же установлено, что комплексная оценка качества тканей по показателям, изменяющимся после первых периодов эксплуатации, не проводилась. В тоже время такая оценка качества будет гораздо правильнее отражать поведение готовых текстильных изделий при эксплуатации.

Во второй главе приведены результаты количественной оценки факторов, влияющих на усадку. Разработаны методы определения усадки, возникающей раздельно от действия трения, релаксации и набухания.

Для оценки влияния трения между волокнами и нитями на усадку тканей было разработано два метода. Первый метод заключался в следующем. Предположили, что если исключить значения усадки после замачивания из значения усадаси после стирки, то в результате можно получить значение усадки, происходящей в результате трения, так как при замачивании отсутствуют механические воздейст вия на ткань.

Усадку, возникающую в результате действия трения материала, подсчитывают по формуле:

= (1)

где ущ — усадка, возникающая от действия трения, %; — усадка после старки, %,

У„р — усадка после замачивания, %.

Сущность второго метода заключалась в том, что образцы исследуемых хлопчатобумажных тканей, подвергали трению без водного раствора, то есть имитировали ручную стирку. Таким образом избежали набухания волокон и нитей. Затем после разглаживания образцов утюгом определяли усадку ткани с учетом поправочного коэффициента трения материала в стиральном растворе. Для определения последнего использовал и следующую методику.

На приборе "Наклонная плоскость" определяли коэффициент тан-генсального сопротивления ткани tgacyx. Затем образцы выдерживали в стиральном растворе до полного набухания ткани и аналогично определяли коэффициент тангенсального сопротивления уже мокрой ткани 1§амокр. Поправочный коэффициент находили по формуле:

К--"' (2)

где К„ — поправочный коэффициент трения материала в стиральном растворе;

'ё^сух — тангенс угла наклона сухой ткани; — тангенс угла наклона мокрой ткани.

Для определения усадки ткани, возникающей от действия трения, предложили формулу:

(3)

где кп — поправочный коэффициент трения материала в стиральном растворе;

— изменение размеров материала в результате сухого трения В результате проведенных исследований получили значения усадки тканей, возникающей в результате трения по двум методам. Было установлено, что значения усадок, полученных двумя методами, мало отличаются друг от друга поэтому можно утверждать правильность разработанных методов Чтобы доказать взаимосвязь этих методов, провели корреляционный анализ, который показал, что связь между двумя методами существует (1=0,80, ошибка шг=0,21). Таким образом, усадку от действия трения между волокнами и нитями при механических воздействиях, возникающих в процессе стирки, можно рассчитать отдельно.

Для определения усадки от действия релаксации волокон и нитей была разработана следующая методика определения

Исследуемые образцы погружались в стиральный раствор и сразу же начинались проводиться измерения размеров тканей по основе и утку. Измерения проводились непосредственно в растворе через определенные интервалы времени.

Результаты проведенных исследований показали, что основная доля усадки возникает сразу же при намокании образца, далее изменения размеров

тканей стабилизировались. Исходя из этого, предположили, что усадка, возникающая при намокании тканей, есть не что иное, как быстроисчезаю-щая деформация, значение которой и приняли за усадку, происходящую от релаксации. Таким образом была установлена значимость фактора усадки от релаксации волокон и нитей.

Значимость усадки от набухания волокон и нитей определяли следующим образом Усадка возникает от изменения структурных характеристик ткани, которые связаны с изменением диаметра нитей при набухании в процессе стирки. За это изменение диаметра нитей приняли значение абсолютной усадки, возникающей от набухания.

Чтобы определить значение такой усадки, вывели соответствующие формулы:

ут = - кг (4)

где ущ — абсолютное значение усадки по утку; Уу — усадка ткани по утку; Ио1 — высота волны основы после стирки; /„, — геометрическая плотност ь по основе до стирки; /я — геометрическая плотность по основе после стирки.

у= Т/А2*+О ту0~фух+гу,)-кг (5)

гДе Уао — абсолютное значение усадки по основе; У„ —- усадка ткани по основе; Иу2 — высота волны утка после стирки; /у1 — геометрическая плотность по утку до стирки; /у2 — геометрическая плотность по утку после стирки.

Усадку от действия набухания рассчитывали по формулам:

ум = ^*т% (6)

у 100% (7)

* Д*

гДе У— усадка ткани по основе, возникающая при набухании; Ущ, — абсолютная усадка по утку;

Ду1 — диаметр пряжи по утку до влгясно-тепловой обработки; У у. — усадка ткани но утку, возникающая при набухании; У„ -— абсолютная усадка по основе;

Дл — диаметр пряжи по основе до влажно-тепловой обработки.

Количественная оценка значимости факторов усадки, показала следующие результаты: фактор набухания наиболее важный и коэффициент значимости составляет 0,54; коэффициент значимости релаксации - 0,25 и коэффициент значимости трения между волокнами и нитями - 0,21.

Таким образом удалось количественно разделить причины усадки на составляющие факторы, разработать методы их определения и найти их значимость. Это позволяет целенаправленно проводить мероприятия по снижению показателя усадки на предприятиях за счет уменьшения степени влияния того или другого фактора.

В третьей главе даны результаты исследования по изу чению потенциальных показателей качества хлопчатобумажные тканей после многократных стирок, Для этого с помощью экспертного опроса были выбраны определяющие показатели качества хлопчатобумажных тканей. Затем выбранные показатели определялись по стандартным методикам до старки и после каждых пяти стирок. Динамика изменения показателей качества хлопчатобумажных тканей в процессе стирок показана на рис. 1 -3

При анализе изменений показателей качества бязи арт 33 (рис 1), отметили, что стойкость к истиранию и разрывная нагрузка после двух стирок имели высокие значения, но затем резко снизились. Воздухопроницаемость ткани после первой стирки резко уменьшилась из-за увеличения плотности ткани, а далее изменялась незначительно. Водопоглощаемость бязи в целом не изменилась.

Как видно на рис.2, из потенциальных показателей качества диагонали "егорьевской", стойкость к истиранию возрастала после каждой стирки, остальные показатели резких отклонений не имели

Изменение потенциальных показателей качества репса занавесочного (рис.3.), показали следующие результаты Разрывная нагрузка после многократных стирок в целом не изменилась. Жесткость ткани по основе на много снизилась после пяти стирок, а вот по утку результаты имели меньшие перепады. Светостойкость ткани при четырех стирках имела существенные отклонения от первоначального значения, но к пятой стирке мало отличалось от исходного значения. Драпируемость и устойчивость окраски к трению уменьшали свои значения после каждой стирки.

Изучение потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей после многократных стирок показывает, что большинство из них существенно изменяются уже при первых стирках. Это доказывает, что качество текстильных материалов правильнее оценивать после первых периодов эксплуатации. И такую оценку лучше проводить комплексно

уседка гкаин

ря1рыннля широка

>4-

12

2 3 4 9 ммер старин

1> ™ 6«

э

2 3 ■амеретмркш

нщипрммцшиаь

ВОДЙ1ИГЛМЦаСЖ«С1Ь

35П 300 ■

250 -200 ■

Ш-10* <

2 3 4 3 шммр стирка

'I

3 2,1

стойкостьк истиранию

номер стирки

Рис. 1. Изменение потенциальных показателей качества бязи арт.ЗЗ, в процессе стирок.

усадка ткани разрывная нагрузка

несмииаемости исанн

воздухопроницаемость

100 -80 -«0 -

12 3 4 номер СТ|фКИ

-уток

0 1 2 3 4 5 номер стирка

стойкость к истиранию

3000

300« 2*0«

0 1 2 3 4 ! номер стари»

Рис 2. Изменение потенциальных показателей качества диагонали "егорьевской" в процессе стирок.

светостойкость

жесткость при изгибе

иоот я_в

мм 1МО

0 1 2 3 4 5 тиеуйцш

1— ОСВО0* —I— }ТШ

драпируемясть

2 3 номер <тшр1йи

устойчивость окраски

2 3 4 нмиер стирка

Рис.3 Изменение потенциальных показателей качества репса занавесочного в

процессе стирок

В четвертой главе приведены резулы аты комплексной оценки потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей.

Комплексные показатели определялись в виде среднего арифметического, среднего геометрического и среднего гармонического значения по формулам:

Средняя арифметическая комплексная оценка.

= (8) i-i

Средняя геометрическая комплексная оценка.

G, = Í7ñ* (9)

i-i

Средняя гармоническая комплексная оценка:

(10)

ы

где Q, — безразмерная величина i-ro показателя качества;

Z, — коэффициент весомости i-ro показателя качества,

п — число показателей качества.

Комплексную оценку проводили после каждой стирки, учитывая значения показателей качества тканей по основе, отдельно по утку и затем брали среднее геометрическое между ними. В качестве базовых значений при определении относительных показателей использовали исходные значения показателей качества тканей до эксплуатации.

Изучена динамика изменения комплексных показателей качества исследуемых тканей в процессе их эксплуатации На рис 4-6 показано изменение комплексных показателей по основе для бязи арт.ЗЗ. диагонали "егорьевской" и репса занавесочного.

12 14 5

номер стяркя

—•—Среднее арифметическое —■—Среднее геометрическое —Д—Среднее гермошгаское

Рис.4. Изменение комплексных показателей бязи арт.ЗЗ, в процессе стирки. Динамика изменения комплексных показателей в течение стирок у бязи арт.ЗЗ одинакова для среднего арифметического, среднего геометриче-

ского и среднего гармонического показателя. И в целом эти комплексные показатели уменьшались после стирок, т е. ухудшалось качество ткани.

£ м

8 о

12 3 4 5

номер стирки

—♦—Среднее арифметическое Среднее геометрическое Среднее гармоническое

Рис 5. Изменение комплексных показателей диагонали "егорьевской", в

процессе стирки.

Динамика изменения комплексных показателей у диагонали "егорьевской" после стирок одинакова, и при чем значения этих показателей возрастали за счет увеличения значений отдельных показателей качества. Это говорит об улучшении качества ткани.

0,2 О

1 2 3 4 5

номер стирки

—Среднее арифметическое —Среднее (еометрическое Среднее гармоническое

Рис.6. Изменение комплексных показателей репса занавесочного, в процессе стирки.

Для репса занавесочного комплексные показатели в виде среднего геометрического и среднего гармонического имели одинаковую динамику изменения, что нельзя сказать о среднем арифметическом значении, который мало изменяется после стирок, хотя отдельные показатели имели существенные изменения. И судя по первым двум комплексным показателям, качество ткани после стирки снизилось.

Динамика изменения комплексных показателей по утку и по объединенным значениям для исследуемых хлопчатобумажных тканей выглядит аналогично.

Из приведенных рис.4-6 видно, что значения комплексных показателей в виде среднего арифметического, среднего геометрического и среднего гармонического мало отличаются друг от дру га, поэтому при комплексной оценке можно пользоваться любым из этих показателей Целесообразнее оценивать качество комплексным показателем в виде среднего гармонического значения, т. к. из трех комплексных показателей у среднего гармонического оценка немного занижена, поэтому уменьшается риск завышенной оценки качества.

Таким образом были разработаны методы комплексной оценки потенциальных показателей качества, которые включают следующие основные этапы: выбор определяющих показателей качества, определение показателей качества до стирки, определение показателей качества после стирки, выбор базовых показателей, подсчет и анализ комплексных показателей

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ.

1. Анализ работ по усадке текстильных материалов показал насколько важен вопрос снижения усадки. Изменение размеров текстильных материалов после влажно-тепловых воздействий - весьма негативное явление, которое в процессе эксплуатации приводит к искажению конструкции и формы текстильных изделий.

2. Изменение размеров текстильных материалов после мокрых обработок - это результат сложного комплекса взаимосвязанных явлений, основными из которых являются: трение мемзду волокнами и нитями, релаксация и набухание волокон и нитей. Эти факторы неразрывно связаны друг с другом, но в тоже время, зная значимость каждого из них. можно будет проводить целенаправленные мероприятия по снижению усадки в целом

3. Разработаны два метода определения усадки, возникающей от влияния трения между волокнами и нитями в ггроцессе стирки. В первом методе усадку от действия трения принимали за разность между усадкой после стирки и усадкой после замачивания. Во втором методе усадку от действия трения между волокнами и нитями при стирке принимали за усадку после сухого трения с учетом поправочного коэффициента трения материала в стиральном растворе. Проведенный корреляционный анализ между полученными значениями этих методов показал, что они взаимозаменяемы, о чем свидетельствовал высокий коэффициент корреляции,

4. Разработан метод определения усадки, возникающей от действия релаксации волокон и нитей. Метод отличается своей простотой и не требует дополнительного оборудования. Сущность метода заключалась в определении усадки тканей сразу же при намокании. При этом происходит быстроис-чезающая деформация волокон и нитей, значения которой приняли за усадку от действия релаксации Результаты испытаний показали высокую значимость этого фактора.

5 Выведена формула для определения усадки, возникающей от действия набухания волокон и нитей. Результаты показали, что наибольшая доля усадки тканей происходит именно от этого фактора.

6. При разделении усадки на составляющие было установлено, что коэффициент значимости фактора трения волокон и нитей в процессе стирки составляет 0,21; коэффициент значимости релаксации волокон и нитей составляет 0,25; коэффициент значимости набухания - 0,54.

7. Показатели качества, существенно изменяющиеся в первые периоды эксплуатации, названы потенциальными. Наиболее выражены изменения показателей качества после многократных стирок для хлопчатобумажных тканей, из которых в данной работе исследовались: бязь арт. 33; диагональ "егорьевская"; репс занавесочный, выработанные на Озерском хлопчатобумажном комбинате.

8. По изменению показателей качества бязи арт 33, бельевой группы тканей, можно сказать, что стойкость к истиранию и разрывная нагрузка после двух стирок показали высокие значения, но затем резко снизились. Воздухопроницаемость ткани после первой стирки резко уменьшилась из-за увеличения плотности ткани, а далее изменялась незначительно. Водопогло-щаемость бязи изменилась ненамного. В целом можно сказать, что у бязи после эксплуатации падает прочность и увеличивается изнашиваемость.

9. Из значимых показателей качества диагонали "егорьевской", группы "ткани для рабочей одежды" стойкость к истиранию и усадка по основе возрастали после каждой стирки, остальные показатели резких отклонений не имели И в целом диагональ "егорьевская" после эксплуатации уменьшила свои линейные размеры, но при этом по другим показателям качества стала гораздо лучше.

10. Показатели качества репса занавесочного, группы "ткани для портьер и занавесок" после стирок показали следующие результаты. Разрывная нагрузка после многократных стирок в целом не изменилась. Жесткость ткани по основе намного снизилась после пяти стирок, а вот по утку результаты имели меньшие перепады. Светостойкость ткани при четырех стирках имела существенные отклонения от первоначального значения, но к пятой стирке мало отличалось от исходного значения. Драпируемосгь и устойчивость окраски к трению уменьшали свои значения после каждой стирки. Таким образом для репса занавесочного большинство показателей ухудшили свои значения после стирок.

11 Для изучения динамики изменения свойств материала после эксплуатации наиболее применима комплексная оценка, которая показывает качество ткани после каждой стирки одной, итоговой оценкой.

12. Динамика изменения комплексных показателей в течение стирок у бязи арт. 33 и у ,диагонали "егорьевской" одинакова для среднего арифметического, среднего геометрического и среднего гармонического показателя. У бязи арт.ЗЗ, в целом эти комплексные показатели уменьшались после стирок, то есть ухудшалось качество ткани. А у диагонали "егорьевской" наоборот увеличивались, что говорит об улучшении качества ткани. Для репса "занавесочного" комплексные показатели в виде среднего

весочного" комплексные показатели в вид« среднего гармонического имели одинаковую р сказать о среднем арифметическом значении, i стирок, хотя отдельные показатели качества к И судя по первым двум комплексным пока; стирки снизилось.

13. В результате анализа изменений к стирок у трех групп хлопчатобумажных ткане* нения комплексных показателей у исследуемых тканей примерно одинакова. Но мы рекомендуем проводить оценку по среднему гармоническому комплексному показателю, т. к. его значения немного занижены и поэтому уменьшается риск завышенной оценки качества.

14. Разработан метод комплексной оценки потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей, который включает следующие основные этапы:

— выбор определяющих показателей качества;

— определение показателей качества до стирки;

— определение показателей качества после каждых пяти стирок;

— перевод размерных показателей качества в безразмерные;

— подсчет комплексных показателей.

Основные положения опубликованы в работах:

1. Зайцев A.M., Кирюхин С.М. Исследование усадки хлопчатобумажных тканей. // Сборник научных трудов аспирантов. Выпуск 5, М.: МГТУ им А Н. Косыгина, 2002-С. 88-96.

2. Зайцев А.М. Комплексная оценка потенциальных показателей качества. // Материалы юбилейной 55-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству». Кострома. КГТУ,2003 -С. 239-240.

3. Федорова Е.Ф., Зайцев A.M., Чегодаев С. Исследование усадки хлопчатобумажных тканей бельевого назначения. // «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2003): Тез. докл. на Всеросс. научно-технической коиф, М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2003 - С 100-101.

4. Зайцев А.М., Федорова Е.Ф., Казакова С.А Исследование усадки тканей бельевого назначения // Вестник ДИТУД №1(19), Димшровград ДИТУД, 2004 - С.39-43.

5. Зайцев А.М., Кирюхин С М. Исследование усадки тканей, возникающей от влияния трения между волокнами и нитями. // Сборник научных трудов аспирантов Выпуск 8, М.: МГТУ им. А Н. Косыгина, 2004 - С 28-33

S-5 35).

РНБ Русский фонд

2006-4 3511

ИД №01809 от 17.05.2000

Подписано в печать 11.04.05 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усллеч.л. 1,0 Заказ 169 Тираж 80

МГТУ им. А.Н. Косыгина, 119991, Москва, ул. Малая Калужская, 1

Введение.

Глава 1. Аналитический раздел. "Усадка тканей".

1.1 Усадка и основные причины ее возникновения.

1.2 Способы снижения усадки.

1.3 Методы определения усадкр.

1.4 Обсуждение и выводы.

Глава 2. Определение значимости влияния различных факторов на усадку.

2.1 Выбор объектов и общая методика исследования.

2.2 Исследование усадки тканей, возникающей от влияния отдельных факторов.

2.3 Количественная оценка факторов, влияющих на усадку.

2.4 Обсуждение и выводы.

Глава 3. Исследование потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей.

3.1 Выбор объектов и общая методика исследования.

3.2 Выбор определяющих показателей качества экспертным методом.

3.3 Исследование показателей качества тканей до влажно-тепловой обработки.

3.4 Исследование показателей качества тканей после влажно-тепловой обработки.

3.5 Обсуждение и выводы.

Глава 4. Комплексная оценка потенциальных показателей качества тканей при влажно-тепловой обработке.

4.1 Общая методика исследования.

4.2 Комплексная оценка потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей по основе.

4.3 Комплексная оценка потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей по утку.

4.4 Комплексная оценка по объединенным величинам потенциальных показателей качества.

4.5 Обсуждение и выводы.

Все что происходит в мире прямо или косвенно связано с качеством. Улучшение качества - основная цель и главная движущая сила развития общества и решения задач, связанных с качеством продукции. Поэтому во многих развитых странах существуют и постоянно действуют национальные программы улучшения качества, преимущественно товаров широкого потребления. К таким товарам относится и продукция текстильной промышленности.

Качество продукции закладывается в изделие при его планировании, разработке, обеспечивается в процессе освоения производства и выпуска продукции, поддерживается в эксплуатации.

Улучшение качества текстильных материалов зависит от многих факторов, и требует, прежде всего, знание свойств самих текстильных материалов, умение правильно и объективно измерять, оценивать и контролировать показатели качества, и целенаправленно воздействовать на причины, ухудшающие качество продукции.

В настоящее время качество готовых тканей оценивается по действующим стандартным методикам, которые предполагают оценивать качество продукции до потребления. Но известно, что в первые периоды эксплуатации, ткани могут изменить свои свойства и соответственно показатели качества. В нормативно-технической документации, не отражены показатели качества готовых текстильных материалов после эксплуатации, в то время как некоторые из них существенно меняют свои значения в результате влажно-тепловых воздействий. Будем называть показатели качества, существенно изменяющиеся в начальный период эксплуатации "потенциальными". Представляет интерес разработка методики оценки качества готовых тканей с учетом этого обстоятельства.

Наиболее характерно изменение показателей качества для тканей, которые в процессе эксплуатации подвергаются влажно-тепловым воздействиям. В результате таких воздействий возникает усадка тканей, которая влечет за собой изменение самой структуры ткани и ее физико-механических свойств.

Усадка, так же включает в себя изменения линейных размеров, которые обусловлены структурой и свойствами волокна и пряжи, характером переплетения уточных и основных нитей и теми воздействиями, которые испытывает ткань при прохождении через машины и аппараты отделочного производства. Потребитель должен получать ткань с абсолютно стабильными размерами, но этого довольно трудно добиться при массовом производстве тканей и при обработке их с высокими скоростями. Более того, это не всегда целесообразно, исходя из условий эксплуатации тканей в быту. Практика показала, что небольшие колебания линейных размеров ткани не сказываются отрицательно на качестве готовых изделий.

Как известно, склонность текстильных материалов к изменению линейных размеров предопределяется рядом факторов, и в первую очередь это набухание, релаксация и трение между волокнами и нитями [1]. Все эти факторы взаимосвязаны, что дает повод для дополнительного исследования с целью количественного определения степени влияния каждого из этих факторов на усадку.

Выявление и анализ факторов, определяющих качество продукции, а также причин снижения показателей качества являются одними из основных задач, решаемых при обеспечении, регулировании и управлении качеством на всех стадиях его формирования. Применение методов математической статистики для этих целей позволит значительно повысить объективность и достоверность получаемых решений [2]. Поэтому определение количественной оценки влияния набухания, релаксации и трения на усадку, а также определение зависимости показателей качества тканей от их усаживания позволяет представить наглядную картину изменения качества тканей в процессе эксплуатации.

В работе впервые разрабатывается метод комплексной оценки потенциальных показателей качества ткани, а также определяется степень влияния усаживающих факторов на изменение линейных размеров тканей.

Метод комплексной оценки позволит проводить дальнейшее совершенствование работ по стандартизации и улучшению качества тканей. Количественное определение факторов усадки позволит снизить общую усадку ткани за счет уменьшения влияния некоторых из них.

Целью работы является совершенствование методов оценки качества тканей, существенно изменяющих свои показатели качества в начальные периоды эксплуатации.

В работе решались следующие основные задачи:

- анализ работ по усадке текстильных материалов;

- определение значимости влияния различных факторов на усадку;

- исследование потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей;

- комплексная оценка потенциальных показателей качества тканей при влажно-тепловой обработке.

Общие выводы и рекомендации по работе.

1. Анализ работ по усадке текстильных материалов показал на сколько важен вопрос снижения усадки. Изменение размеров текстильных материалов после влажно-тепловых воздействий - весьма негативное явление, которое в процессе эксплуатации приводит к искажению конструкции и формы текстильных изделий.

2. Изменение размеров текстильных материалов после мокрых обработок — это результат сложного комплекса взаимосвязанных явлений, основными из которых являются: трение между волокнами и нитями, релаксация, и набухание волокон и нитей. Эти факторы неразрывно связаны друг с другом, но в тоже время, зная значимость каждого из них, можно будет проводить целенаправленные мероприятия по снижению усадки в целом.

3. Разработаны два метода определения усадки, возникающей от влияния трения между волокнами и нитями в процессе стирки. В первом методе, усадку от действия трения принимали за разность между усадкой после стирки и усадкой после замачивания. Во втором методе усадку от действия трения между волокнами и нитями при стирке, принимали за усадку после сухого трения с учетом поправочного коэффициента трения материала в стиральном растворе. Проведенный корреляционный анализ между полученными значениями этих методов показал что они взаимозаменяемы, о чем свидетельствовал высокий коэффициент корреляции.

4. Разработан метод определения усадки, возникающей от действия релаксации волокон и нитей. Метод отличается своей простотой и не требует дополнительного оборудования. Сущность метода заключалась в определении усадки тканей сразу же при намокании. При этом происходит быстроисчезающая деформация волокон и нитей, значения которой приняли за усадку от действия релаксации. Результаты испытаний показали высокую значимость этого фактора.

5. Выведена формула для определения усадки, возникающей от действия набухания волокон и нитей. Результаты показали, что наибольшая доля усадки тканей происходит именно от этого фактора.

6. При разделении усадки на составляющие, были установлены доли усаживающих факторов, по которым можно судить о степени влияния каждого из них на усадку ткани. Результаты показали, что влияние действия трения волокон и нитей в процессе стирки составляет 21% от общей усадки ткани; влияние релаксации волокон и нитей составляет 25% от общей усадки; влияние набухания - 54%.

7. Показатели качества, существенно изменяющиеся в первые периоды эксплуатации, названы потенциальными. Наиболее выражены изменения показателей качества после многократных стирок для хлопчатобумажных тканей, из которых в данной работе исследовались: бязь арт. 33; диагональ "егорьевская"; репс занавесочный, выработанные на Озерском хлопчатобумажном комбинате.

8. По изменению показателей качества бязи арт.ЗЗ, бельевой группы тканей, можно сказать, что стойкость к истиранию и разрывная нагрузка после двух стирок показали высокие значения, но затем резко снизились. Воздухопроницаемость ткани после первой стирки резко уменьшилась из-за увеличения плотности ткани, а далее изменялась не значительно. Водопоглощаемость бязи изменилась ненамного. В целом можно сказать, что у бязи после эксплуатации падает прочность и увеличивается изнашиваемость.

9. Из значимых показателей качества диагонали "егорьевской", группы "ткани для рабочей одежды" стойкость к истиранию и усадка по основе возрастали после каждой стирки, остальные показатели резких отклонений не имели. И в целом диагональ "егорьевская" после эксплуатации уменьшила свои линейные размеры, но при этом по другим показателям качества стала гораздо лучше.

10. Показатели качества репса занавесочного, группы "ткани для портьер и занавесок" после стирок, показали следующие результаты. Разрывная нагрузка после многократных стирок в целом не изменилась. Жесткость ткани по основе на много снизилась после пяти стирок, а вот по утку результаты имели меньшие перепады. Светостойкость ткани при четырех стирках имела существенные отклонения от первоначального значения, но к пятой стирки мало отличалось от исходного значения. Драпируемость и устойчивость окраски к трению уменьшали свои значения после каждой стирки. Таким образом для репса занавесочного большинство показателей ухудшили свои значения после стирок.

11. Для изучения динамики изменения свойств материала после эксплуатации наиболее применима комплексная оценка, которая показывает качество ткани после каждой стирки одной, итоговой оценкой.

12. Динамика изменения комплексных показателей в течение стирок у бязи арт.ЗЗ и у диагонали "егорьевской" одинакова для среднего арифметического, среднего геометрического и среднего гармонического показателя. У бязи арт.ЗЗ, в целом эти комплексные показатели уменьшались после стирок, то есть ухудшалось качество ткани. А у диагонали "егорьевской" наоборот увеличивались, что говорит об улучшении качества ткани. Для репса "занавесочного", комплексные показатели в виде среднего геометрического и среднего гармонического имели одинаковую динамику изменения, что нельзя сказать о среднем арифметическом значении, который мало изменяется после стирок, хотя отдельные показатели качества имели существенные изменения. И судя по первым двум комплексным показателям, качество ткани после стирки снизилось.

13. В результате анализа изменений комплексных показателей после стирок у трех групп хлопчатобумажных тканей, отметим, что динамика изменения комплексных показателей у исследуемых тканей примерно одинакова. Но мы рекомендуем проводить оценку по среднему гармоническому комплексному показателю, т. к. его значения немного занижены и поэтому уменьшается риск завышенной оценки качества.

14. Разработан метод комплексной оценки потенциальных показателей качества хлопчатобумажных тканей, который включает следующие основные этапы: выбор определяющих показателей качества; определение показателей качества до стирки; определение показателей качества после каждых пяти стирок; перевод размерных показателей качества в безразмерные; подсчет комплексных показателей.

1. Виленская Б.М., Еремина Н.С. Потребительская усадка хлопчатобумажных тканей и способы ее снижения./ информация 4, серия III. ЦНИИТЭИ легпром, "Хлопчатобумажная промышленность". -,М.: 1968.

2. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов./ М.: Легкая индустрия, 1974.

3. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства./ М.:, Легкая индустрия, 1978.

4. Кукин Г.Н., Садыкова Ф.Х., Соловьев А.Н. и Третьякова Н.Я. Исследование усадки вискозного штапельного волокна, пряжи и ткани./ Научно-исследовательские труды. Том XX. М.: 1958.

5. Третьякова Н.Я. Исследование усадки вискозного штапельного волокна./ «Текстильная промышленность». 1955, №5.

6. Васильчикова Н.В. Исследование влияния структуры тканей на усадку от стирки./ Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1974, №3.

7. Васильчикова Н.В. Расчет усадки тканей полотняного переплетения./ Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1983, №6.

8. Третьякова Н.Я. Усадка вискозных штапельных тканей./ Диссертация, М.: Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1955.

9. Кукин Г.Н. и Соловьев А.Н. и др. Лабораторный практикум по курсу учение о волокнистых материалах./ М.: Гизлегпром, 1952.

10. Мельников Б.Н., Захарова Т.Д. Современные способы заключительной отделки тканей из целлюлозных волокон./ М.: Легкая индустрия, 1975.

11. G. Collins. Fundamental principles, that govern the shrinkage of cotton goods by washing. The Journal of the Textile Institute, 1939 №3.

12. Кукин Г.Н. и Колесников П. А. Стандартизировать методы определения и нормы усадки тканей./ М.: Стандартизация, 1953 №9.

13. Асиеду-Джечи Ф.М. Оценка влияния параметров заправки ткацкого станка на строение и свойства ткани до и после стирки./ Диссертация, М.: Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1989.

14. Розанов Ф.М., Сурнина Н.Ф. Влияние на физико-механические свойства ткани из штапельного волокна ее строения и технологических параметров, принятых при ее выработке на ткацком станке./Научно-исследовательские труды. Том XX, М.: 1958.

15. Исаева О.Е., Исследование усадки текстильных материалов в процессе производства одежды. Разработка методики./ Диссертация, М.: Институт народного хозяйства им. Плеханова, 1972.

16. Taylor Н.А. Shrinkage of Textiles. Textiles, 1978, №3.

17. Лобанова Л.И., Захарова Т.Д. и др. Технологические испытания линии механической усадки ЛУ-180./ М.: ЦНИИТЭИ легпром. «Крашение и отделка тканей», 1972, №8.

18. Кратынь Л.В. Испытание тканеусадочной линии ЛУ-120 на комбинате "Ригас мануфактура"./ Научно-исследовательские труды ЛатНИИ легкой промышленности. Рига: "Звайгзне", 1969, т. 4.

19. Чуркин Г.П. и др. Испытание тканеусадочной линии ЛУ-120- 1./М.: ЦНИИТЭИ легпром. «Крашение и отделка тканей», 1972, №1.

20. Соловьев А.Н. Влияние многократных стирок на усадку полотен./ Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1981, №3.

21. Рабинович З.Е. Изучение вопросов усадки, притяжки и площади тканей./ За реконструкцию текстильной промышленности, 1933, №6.

22. Суровая А.В. Изучение процесса стирки./ За реконструкцию текстильной промышленности, 1933, №11.

23. Клюева Л.Д. Сравнение методов определения усадки хлопчатобумажных тканей при стирках./ Диплом. М.: Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1983.

24. Маркузе К.М. О методах определения усадочных свойств ткани из искусственного шелка./ Стандартизация, 1956, №5.

25. Гущина К.Г. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки и качества./ М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

26. Кукин Г.Н. , Соловьев А.Н., Кобляков А.Н. Текстильное материаловедение./М.: легпромбытиздат, 1992.

27. Бостанджян А.Г. Комплексная оценка формоустойчивости тканей./ Диссертация. М.: Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1981.

28. Бабунашвили Р.И. Разработка метода определения усадки платьевых тканей из натурального шелка./ Диссертация. М.: Московский текстильный институт им А.Н. Косыгина, 1985.

29. Калмыков Г.В. Исследование процесса влажно-тепловой обработки швейных изделий на комбинированном манекенном рабочем органе./Автореферат. М.: 1982.

30. Ларионов С.В. Повышение эффективности технологии механической усадки хлопчатобумажных тканей./ Автореферат. М.: 2000.

31. Савенкова Т.И. Исследование качества влажно-тепловой обработки по изменению геометрических параметров деталей швейных изделий./Автореферат. М.: 1977.

32. Симоненко Н.А. Исследование усадки вязано-прошевных нетканых изделий./ Диссертация. М.: Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1969.

33. Белоногова М.Н. Оценка и прогнозирование усадки льняных и льносодержащих тканей./ Автореферат. Санкт Петербург: СПбГУТиД 1998.

34. Ricardo Molina, М. Rosa Julia, Pilar Erra. Shrinkage Properties of Peroxide-Enzyme-Biopolymer Treated Wool. Textile Res. J. №11, 2001.

35. C. Candan, U.B. Nergis, Y. Iridag. Performance of Open-End and Ring Spun Yarns in Weft Knitted Fabrics. Textile Res. J. №2, 2000.

36. Leticia Quaynor, Masaoki Takahashi, Masaru Nakajima. Effects of Laundering on the Suface Properties and Dimensional Stability of Plain Knitted Fabrics. Textile Res. J. №1, 2000.

37. N. Sanjeeva Murthy. Fibrillar Structure and Its Relevance to Diffusion, Shrinkage, and Relaxation Processes in Nylon Fibrs. Textile Res. J. №7 1997.

38. Архангельский Н.А. Причины усадки тканей./ «Текстильная промышленность», 1955, №2.

39. Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д., Петропавловский Д.Г. Практикум по материаловедению швейного производства./ М.: Легкая промышленность, 2003.

40. Мальцева Е.П. Материаловедение швейного производства./ М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.

41. Кирюхин С.М., Майоров М.А. Методические указания к проведению и выполнению лабораторных работ по квалиметрии текстильных материалов курса "Основы квалиметрии и стандартизация текстильных материалов"./М.: 1993.

42. Жихарев А.П., Краснов Б.Я., Петропавловский Д.Г. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности./М.: Легкая промышленность, 2004.

43. ГОСТ 3813-72 Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.

44. ГОСТ 18976-73 Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию.

45. ГОСТ 12088-77 Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости.

46. ГОСТ 3816-81 Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств.

47. ГОСТ 19204-73 Полотна текстильные. Метод определения несминаемости.

48. ГОСТ 10550-93 Материалы текстильные. Полотна. Методы определения жесткости при изгибе.

49. ГОСТ 7913-76 Ткани и штучные изделия хлопчатобумажные и смешанные. Нормы устойчивости окраски и методы ее определения.

50. ГОСТ 10793-64 Ткани хлопчатобумажные, вискозные, штапельные и смешанные. Методы определения устойчивости ткани к фотоокислительной деструкции.

51. Кирюхин С.М., Дадонкин Ю.В. Качество тканей./ М.: JTer-промбытиздат, 1986.

52. Чайковская А.Е., Полшцук JI.B., Галык И.С., Семак Б.Д. Комплексная оценка качества текстильных материалов./ Киев: «Тэх-ника», 1989.

53. Соловьев А.Н., Бостанджян А.Г. Определение усадки тканей в различных направлениях./ Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1981, №1.

54. Скляников В.П. Комплексная оценка качества тканей./ Стандарты и качество, 1972, №1.