автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов оценки и исследование деформационных свойств льняных тканей для одежды

¿■;« од

г э янв 'Ж

На правах рукописи

борисова елена николаевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ОДЕЖДЫ

Специальность 05.19.01. - Материаловедение (текстильное,

кожевенно-меховое, обу! ное, швейное)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома 1999

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом университете на кафедре технологии и материаловедения швейного производства.

•Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, профессор Смирнова Н.А.

заслуженный деятель науки и техники России, доктор технических наук, профессор Перепелкин К.Е.

кандидат технических наук, Гусаков А.В.

Ведущее предприятие: АО "Большая Костромская

льняная мануфактура".

Защита диссертации состоится " февраля, 1999 г. в 40" часов, на заседании диссертационного совета Д 063.67.01 при Санкт-Петербургском государстаенном университете технологии и дизайна.

Адрес: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18, ауд. 214.

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "/¿Р " января 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., доц.

Рудин А.Е.

1. Общая характеристика работы

Актуальность проблемы исследования деформационных свойств льняных тканей обусловлена рядом причин.

В процессе изготовления и эксплуатации одежды ткан л подвергаются разнообразным механическим воздействиям, вызывающим различные деформации, преобладающими из которых являются деформации растяжения.

' Устойчивость формы изделий и их внешний вид во многом зависят от способностей тканей реагировать на внешние растягивающие усилия. Поэтому оценка деформационных свойств тканей необходима для принятия правильных конструкторских и технологических решений при проектировании высококачественной одежды.

В последние годы возрос интерес к льняным тканям, произошло значительное расширение ассортимента материалов данной группы не только за счет количественных изменений, но и за счет каче( таенных. Наряду с производством льносодержащих тканей с вложением различных волокон знзчителыю возрос выпуск чистольняных и льнохлоиковых материалов. Ткани классического ассортимента - пологно, коломенок и рогожка - пополнились тканями мелкоузорчатых и жаккардовых структур.

В то же время слабая изученность технологических и потребительских свойств выпускаемых тканей, невозможность прогнозирования их поведения в процессе изготовления и эксплуатации одежды не позволяют выпускать качественные и надежные швейные изделия.

Существующие в настоящее время методы оценки деформации не в полной мере отражают поведение материалов в процессе производства и эксплуатации одежды и поэтому не позволяют получить полной информации о деформативной способности тканей и использовать се при проектировании одежды.

В связи с этим возникает необходимость разработки новых более объективных методов оценки деформационных свойств пешей, учитывающих факторы, влияющие на них в процессе изготовления и эксплуатации одежды из них.

Отсутствие данных о деформационных свойствах льняных тканей и их изменениях при действии технологических факторов не позволяет использовать их в полной мере в процессе изготовления одежды, обосноЕ1ан-но подходить к выбору материалов, к подготовке проектно-конструкторской документации.

Разработка методов прогнозирования деформационных свойств льняных тканей позволит учитывать их уже на стадии разработки изделий и оптимальным образом использовать их технологические .возможности, что обеспечит выпуск одежды из этих тканей с достаточной степенью формоустойчивости и надежности.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программами научно-исследовательских работ Госкомвуза РФ "Русский лен", "Текстиль России", "Грант-96", "2-БФ-97".

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работа является изучение деформационных свойств льняных тканей, разработка методов их оценки, приближенных к условиям изготовления и эксплуатации одежды, исследование возможности прогнозирования деформационной способности льняных тканей.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать новые и усовершенствовать существующие методы оценки деформационных свойств материалов для одежды, приближенные к условиям изготовления и эксплуатации одежды.

2. Получить экспериментальные данные о деформационных свойствах льняных тканей в различных условиях деформирования.

3. Выявить анизотропию деформационных свойств льняных тканей и однослойных пакетов из них.

4. Изучить влияние температуры н влаги на изменение деформационных свойств льняных тканей.

5. Определить взаимосвязь деформационных свойств льняных материалов с их структурными характеристиками.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию технологии изготовления одежды из льняных тканей.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые проведено комплексное изучение деформационных свойств льняных тканей, пакетов одежды и швейных изделий из них в различных условиях деформирования и при действии различных факторов.

2. Найдена аналитическая зависимость между величинами деформации льняных тканей в режимах длительного и кратковременного нагруже-ний.

3. Разработаны методики оценки деформационных свойств текстильных материалов, приближенные к условиям изготовления и эксплуатации одежды.

4. Разработан метод оценки пластичности льняных материалов, основанный на действии температуры, влаги и растягивающей нагрузки. При комплексном воздействии этих факторов льняные ткани способны создавать пространственную форму и сохранять ее. На пластичность льняных тканей влияет связность нитей в их структуре.

5. Впервые исследована анизотропия деформационных свойств льняных тканей и пакетов для одежды из них, описываемая параболической зависимостью.

6. Предложен экспресс-метод, который позволяет прогнозировать деформационную способность льняных тканей при действии различных факторов по структурным показателям.

7. Проведена градация льняных тканей по степени их растяжимости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию швейных изделий из них.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

Составлены справочные данные по величине деформации и ее составных частей для льняных тканей в направлений нитей основы и утка и под различными углами к ним.

Разработан метод оценки пластичности льняных материалов, который открывает возможность получения пространственной формы деталей швейных изделий и головных уборов из льняных тканей геммологическим путем. Найденная зависимость пластических свойств льняных тканей от структурных параметров позволяет прогнозировать способность материала к формообразованию, в зависимости от которой на стадии разработки конструкции закладывается тот или иной способ создания объемно-пространственной формы деталей одежды.

Предложены впервые экспресс-методы прогнозирования анизотропии деформационных свойств льняных тканей и пакетов одежды из них по характеристикам структуры, которые позволяют на основании установленной зависимости уже на стадии эскизного проекта определить оптимальное направление конструктивных линий членения, обеспечизая тем самым стабильность формы изделий.

Предложены графические зависимости, позволяющие проектировать льняные ткани с заданной деформационной способностью и рекомендованы, к использованию текстильными предприятиями, в частности, АО "Большая Костромская льняная мануфактура".

Разработанные рекомендации по учету деформационных свойств при проектировании и изготовлении одежды из льна реализованы в разработке промышленного образца, на который получен патент № 448Я5 от 16 декабря 1998 года.

Разработанные методики оценки деформационных свойств льняных материалов и пакетов для одежды из них апробированы и используются в учебном процессе при изучении дисциплин: "Материаловедение швейного производства", "Конфехционирование материалов для одежды", " Конструирование одевды с элементами САПР", " Технология швейных изделий". Результаты работы включены в методические разработки на кафедре технологии и материаловедения швейного производства ЮТУ. Рекомендации по учету деформационных свойств льняных тканей при проектировании одежды из них используются на швейной фабрике Орбита" г. Кострома.

Предложенные в работе методики для оценки деформационных свойств льняных тканей и пакетов для одежды могут бьгп. распространены на все материалы для одежды.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и получили одобрение на Международных научно-технических конференциях: "Лен - 96" (Кострома, .1996 ), "Прогресс - 96"

( Иваново, 1996), "Прогресс - 97" (Иваново, 1997), "Прогресс - 98" ( Иваново, 98), "Лен - 98" (Кострома, 1998) На заседаниях и семинарах кафедр ткачества и технологии и материаловедения швейного производства КГТУ.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и общих выводов. Работа содержит 190 страниц, из них 55 таблиц, 16 рисунков, список литературы из 196 наименований, 6 приложений.

2. Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность исследований, их цели и задачи, научная новизна и практическая значимость, апробация результатов работы.

В первой главе дается анализ состояния вопроса по исследованию деформационных свойств текстильных полотен на всех уровнях их строения и о влиянии разных факторов на эти свойства.

На деформационные свойств тканей оказывают влияние их внутренние и внешние связи, последние из которых определяются особенностями строения: видом переплетения, плотностью, фазой строения.

Значительный вклад в изучение деформационных свойств текстильных материалов сделаны Кукиным Г.Н., Соловьевым A.M., Митуконисом A.B., Сталевичем А.М., Тирановым В.Г., Модестовой Т.А. и другими.

В последние годы в ассортименте льняных тканей наметилась тенденция к увеличению выпуска группы костюмно-платьевых материалов. Расширение ассортимента достигается за счет использования большого разнообразия тканей разнообразных переплетений - мелкоузорчатых и жаккардовых.

Критический анализ публикаций показал недостаточную изученность деформационных свойств тканей, особенно льняных, с точки зрения их грубой структуры. Несмотря на то, что именно переплетения во многом определяет деформативность тканей, отсутствуют методы прогнозирования деформационных свойств льняных тканей по характеристикам структуры. Тогда как их оценка важна, поскольку они во многом определяют качество швейный изделий.

Процесс деформирования тканей при изготовлении одежды и ее эксплуатации происходит под влиянием нагрузок, разных по величине, продолжительности действия и направленности, при действии влаги и температуры. Анализ методов и приборов для исследований деформационных свойств тканей показал, что они не в полной мере отражают условиям технологического процесса пошива одежды и ее эксплуатации. Поэтому важно усовершенствовать и разработать новые методики для оценки деформационных свойств тканей, которые бы позволили смоделировать воздейст-

вия, возникающие при технологической обработке швейных изделий и их эксплуатации.

Актуален вопрос оценки анизотропии деформации растяжения тканей и способов ее прогнозирования. Использование существующих методов не позволяют получить объективных результатов при исследовании указанного свойства. Поэтому необходима разработка методики, позволяющая дать объективную оценку деформации растяжения тканей и пакетов для одежды во всех направлениях.

Льняные ткани являются перспективными материалами для одежды, но ограниченность сведений об их технологических свойствах затрудняет процесс их переработки в качественные швейные изделия. Отсутствие надежных способов прогнозирования специфических свойств льняных тканей не позволяет их использовать в полной мере при изготовлении одежды.

На основе анализа литературы и производственного опыта сформулированы задачи исследования.

Во второй главе обоснован выбор объектов исследования, в число которых включепы три группы льняных тканей: чи столь пяные, льнохлоп-ковые, льнолавсановые - как наиболее характерные для костюмно-платьевой группы, выпускаемые льняной промышленностью.

С целью выявления влияния на изучаемое свойство структурных характеристик, особенно, вида переплетения, внутри каждой группы данная характеристика имеет наибольший диапазон варьирования, тогда как остальные изменяются незначительно. Поверхностная плотность тканей варьировалась от 145 до 265 г/м2.

Образцы тканей для проведения исследований выработаны на Больно., костромской льняной мануфактуре и в лабораториях кафедры ткачества КГТУ с последующей отделкой с производственных условиях. В работе представлены сведения о структурных характеристиках всех исследуемых тканей.

Выполнен выбор оптимального способа ниточного соединения исследуемых тканей и видов скрепляющих материалов на основе существующей технологии.

Исследования проводились по общепринятой методике оценки деформации и ее компонент, а также по усовершенствованным и разработанным.

Обработка результатов осуществлялась с применением методов математического планирования экспериментов, на ГОМ РС с помощью прикладных программ МАТНСАБ и БТАТОЯДР.

Третья глава посвящена исследованию льняных тканей в различных условиях деформирования.

Проведенный анализ публикаций выявил отсутствие единого подхода при выборе величии растягивающих нагрузок при оценке деформации и ее составных частей, что не позволяет выполнять сравнительный анализ экспериментальных данных, полученных разными исследователями. Поэтому предложено проводить исследования при заданном значении напря-

жения, а расчет величин нагрузки, обеспечивающей это напряжение на заданную ширину пробной полоски, производить по формуле:

Р = (а Т / р) N 10 , (1)

где Р - вес груза, обеспечивающая заданное напряжение, Н; а - напряжение, МПа; Т - линейная плотность нитей, текс; р - плотность вещества волокна, мг/мм3 ;

Н- количество нитей, приходящихся на ширину исследуемой полоски.

Для выбора величины необходимого напряжения проведены исследования при его изменении от 1 до 50 МПа. Установлена зависимость податливости тканей, как отаошение деформации к вызванному ее напряжению, от величины этого напряжения. Выявлено, что напряжение 10 МПа является шиболее оптимальным для оценки деформации тканей разных переплетений, к тому же при эксплуатации одежды материалы, из которых они изготовлены, подвергаются нагрузкам, создающим напряжениями аналогичной величины.

Исследования, проведенные по общепринятой методике определения деформации и ее компонент, показали, что деформационная способность льняных тканей изменяется в широком диапазоне (рис.1): для чистольня-ных - 3,5 - 13,5 %, для льнохлопковых по основе - 6,5 -13,5 %, по утку - 6.5 - 11,0 %, для льнолавсановых - 3,3 - 16,0 %. Деформация тканей внутри каждой грунты изменяется в зависимости от вида переплетения, достигая наибольших значений для тканей полотняного переплетения и наименьших для тканей' мелкоузорчатых и саржевых с длинными перекрытиями. Уменьшение плотности ткани по утку при сохранении всех остальных параметров глечет за собой снижение общей деформации по утку на 0,5 -2,0 % и одновременно ее уменьшение по основе на 0,5 - 2,5%. Изменение плотности влияет на соотношение составных частей деформации. У тканей с понижением плотности снижается доля быстрообратимых деформаций с одновременным повышением остаточных.

Релаксационные процессы, протекающие в тканях после снятия нагрузки, являются длительными и наблюдения в течение 2-х часов, предусмотренные общепринятой методикой, не позволяют получить достоверною оценку компонент деформации. Часть эластической деформации, протекающей в условиях сильного межмолекулярного взаимодействия, попадает в остаточную. Поэтому усовершенствована методика определения составных частей деформации. На стадии отдыха пробы переводятся в вь сокоэластическое состояние. С введением пластификатора у всех тканей возобновляется релаксационный процесс. Величина вынужденной эластической деформации составляет 1-3 % для чистольняных, для льнохлопковых 0,5-2,5%, для льнолавсановых 0,5-5,25%. Доля остаточной деформация у чистольняных тканей как до, так и после пластификации выше, чем у льнохлопковых, у льнолавсановых близка к нулю.

Деформация и ее составные части для льняных тканей при напряжении а = 10 МПа на ширину полоски 25 мм

'/и -I

12108 ■ 6 • 4 • 20

№тия

чистолъняные льнохлопковые льнолавсановые

а)

14 12 10 а в 4 2 0

№ ТКЗИИ

чистолъняные льнохлопковые льнолавсановые

б) рис. 1 а - основа, б - уток.

^ - быстрообратимая деформация,

- медленнообратимая деформация, I I - вынужденная эластическая деформация; р} -остаточная деформация.

Процессы прямой и обратной релаксации деформации растяжения описаны экспоненциальными уравнениями:

- дон прямой релаксации

е(х) = А ( 1 - еВт ), (2)

- даш обратной релаксации

е(т) = С (-е^), (3)

где е (т) •■ величина деформации в момент времени т, %; х- вргмя релаксации деформации, мин. А,В,С, Б - коэффициенты, зависящие от вида ткани. Выполненные эксперименты по оценке деформации при различном характере приложения растягивающей нагрузки показали, что ткани с льнянок пряжей в основе и утке имеют большую деформацию при кратковременном динамическом натружешш, чем при длительном статическом, а ткани с хлопчатобумажной пряже наоборот. Установлена линейная зависимость между величинами деформации в разных условиях натру» ения:

едл=аекр + ^ (4>

где с дл - общая деформация при длительном статическом нагруже-нии,%;

е кр" деформация при кратковременном динамическом на-

гружении, %;

а, Ь - коэффициенты, зависящие от вида пряжи, представленные в табл. 1.

Методика оценки деформации при кратковременном нагружении и полученные зависимости предложены как экспесс-метод оценки деформации при длительном статическом нагружении.

Таблица 1

Коэффициенты уравнения (4) _

Волокнистый а Ь Коэффициент

состав ткани корреляции

лыяная 1,0 -1,18 0,96

хлопчатобумажная 0,89 1,8 0,92

В четвертой главе разработана методика оценки анизотропии деформации растяжения тканей и пакетов для одежды и выполнена их оцен

ка. Предложенная методика учитывает недостатки существующих и предполагает использование проб в форме сектора круга равного его четверти радиусом 230 мм и с рабочими размерами аналогичными общепринятой методике. Предлагаемая форма проб позволяет оценить влияние растягивающих нагрузок одновременно в нескольких направлениях, приблизив условия эксперимента к условиям эксплуатации тканей в одежде.

Оценка анизотропии деформации растяжения при приложении нагрузки под углами 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° к нитям основы показала, что наибольшая величина деформации наблюдается под углом 45° и составляет для чистольняных 19 - 32,5%, для льнохлопковых - 20,5-30,5%.

Характер анизотропии деформационных свойств одинаков для всех исследуемых тканей и описывается параболической зависимостью:

е = а а2 +■ Ьа + с, (5)

где а - угол наклона к нити основы,

а, Ь, с - коэффициенты, характерные для данной ткани.

Деформация тканей под углом 45° возникает в результате изменения угла между нитями основы и утка и в наибольшей степени носит остаточный характер. В тканях с длинными перекрытиями снижается количество связей и как результат увеличивается их деформационная способность. В направлении 30° и 60° к нитям основы величина деформации снижается, а причинами ее возникновения является изменение угла между нитями и удлинение нитей за счет их распрямления. Под углами 15° и 75° основной причиной удлинения тканей становится распрямление нитей.

Исследована анизотропия деформации растяжения при различных величинах нагрузки. Выявлено, что при незначительных нагрузках увеличение длины тканей под различными углами происходит за счет изменения углов между нитями основы и утка с преобладанием остаточных деформаций. С увеличением величины растягивающей нагрузки прирост деформации происходит уже как счет изменения углов, так и за счет распрямления и удлинения нитей.

По разработанной методике исследована анизотропия деформации растяжения пакетов для одежды. Конструкции швов и дублированных пакетов выбраны в соответствии с существующей технологией изготовления швейных изделий из льняных тканей. С целью возможности сопоставления результатов параметры испытания пакетов для одежды соответствуют параметрам исследований анизотропии деформации растяжения материалов.

Исследования анизотропии деформации растяжения пакетов для одежды показали, что при наличии стачного шва деформация снижается в среднем в 4 раза, 4,5 раза при настрочном шве, в 5,4 раза для дублированных пакетов. В направлении 30°, 45°, 60° к нитям основы снижение де-

формации происходит интенсивнее, чем в направлении нитей основы и утка и близкш к ним.

Изменяется характер анизотропии деформации растяжения при наличии швов в сравнении с аналогичными зависимостями для тканей без швов. Максимальная величина деформации смещается от угла 45° к другим напранлениям, которое определяется видом переплетения. Для пакетов с ниточными соединениями характер анизотропии подобен текстильным полотнам, если они имеют короткие перекрытия ( связную структуру). С увеличением длины перекрытий ( с понижением связности) максимальная величина деформации смещается в направлении наибольшего числа длинных перекрытий.

Пятая глава посвящена разработке методов оценки и исследованию деформационных свойств льняных тканей под действием технологических факторов.

Оценка влияния тепловых воздействий на деформационные свойства осуществлялась методом термомеханического анализа и проводилась на специально разработанной установке, позволяющей в автоматизированном режиме измерять деформацию текстильных материалов и обрабатывать полученнь е данные.

Термомеханический анализ льняных тканей при изменении температуры от 2('°С до 180°С со скоростью 2-4 град/мин. показал, что деформа-тивность чистольняных тканей ниже, чем льнохлопковых и составляют 0,51% по основе и 0-0,5% по утку для чистольняных и соответственно 1,55,5% и 0,5% для льнохлопковых. Увеличение вложения лавсановых волокон увеличивают термодеформационные свойства и для тканей с 50% и 70% содержанием этих волокон соответственно составляет 5,5% и 7%.

Исследования термодеформационных свойств льняных тканей при различном их увлажнении выявили, что увлажнение 30% является оптимальным, гак как позволяет получить наибольшую величину остаточной деформацш устойчивой во времени, то есть получить устойчивый технологический эффект.

Разработана методика оценки пластичности льняных тканей. Сущность методики состоит в том, что пластифицированную круглую пробу располагают на форме в виде шарового сегмента, нагружают ее по различным направлениям и высушивают в сушильном шкафу. Для оценки устойчивости технологического эффекта пробы замачиваются в воде при температуре 100 3С.

Для определения оптимальных параметров исследования использовались методы математического планирования эксперимента - метод крутого восхо:адения. В качестве варьируемых факторов выбраны:

X] - температура процесса сушки,°С;

Х2 - величина нагрузки, кгс;

Х3 - продолжительность сушки, мин. Параметр оптимизации :

У - пластические свойства материалов, оцениваемые высотой стрелы

прогиба в высшей точке, мм. Значение параметра оптимизации в данном исследовании максимизировалось. Выбор основных уровней варьируемых факторов выполнялся на основе проведенных ранее опытов. Уровень увлажнения проб составлял 30% от массы сухой пробы.

На основе полученных результатов найдена математическая модель, оценивающая изменение высоты прогиба в высшей точке в зависимости от изменения управляемых факторов:

- в кодированном обозначении факторов

У = 28,26 + 1,04Х) + 0,5125Х2 + 0,1125Х3 - 0,1125Х,Х2 + + 0,1625Х2Х3 + 0,0875X1X2X3 (6)

- в натуральном обозначении факторов

Ы = - 384,61 - 2,75 I + 175,09 а + 23,24 т - 1,43 Кг - 10,56 а г -+ 0,09а т I (7)

В результате проведенного исследования определены оптимальные режимы для оценки пластических свойств льняных материалов:

- температура процесса сушки -130°С;

- величина нагрузки - 2,2 кгс;

- продолжительность сушки - 15,6 мин;

- увлажнение - 30%.

На основе найденных параметров и разработанной методики выполнены исследования по оценке пластичности льняных тканей (табл.2). Установлено, что льняные ткани при комплексом воздействии температуры, увлажнения и растягивающей нагрузки способны принимать и сохранять приданную им пространственную форму.

На пластичность льняных тканей оказывает влияние связность структуры ткани и их волокнистый состав. С увеличением связности тканей их пластические способности возрастают, с увеличением содержания волокон лавсана - снижаются.

Для оценка устойчивости пластичности льняных тканей предлагается использовать коэффициент, характеризующий формоустойчивость (табл.3):

Кфор„ = (Ь2/1ц)100%, (8)

где 111 - высота стрелы прогиба пробы после высушивания в сушильном шкафу под нагрузкой, мм; Ьг-высота стрелы прогиба пробы после замачивания и высушивания без нагрузки, мм.

Таблица 2

Исследование деформационной и пластической способности льняных тканей

№ Волок- Линейные размеры пробы, мм

тка- нистый состав До опыта* После опыта После 2 часа После 48 часов от- После замачивания

ни отдыха дыха т „ Т.. ,.< т АС*

Ьо Ьу Ь45 Ь45* Ьо Ьу 145 Ь45' Ы Ьо Ьу 1»5 Ь45' ЬГ Ьо Ьу Ь45 1/45' Ь1"

1 ч/л 100 105 110 110 103 108 119 111 35 102 106 112 108 34 102 105 105 105 30 99 100 96 95 20

2 ч/л 105 105 114 111 105 106 114 111 27 105 105 112 110 26 104 105 111 110 23 100 100 95 96 И

3 ч/л 103 101 114 114 104 104 116 115 34 103 103 111 112 33 102 103 108 110 29 98 98 96 98 20

4 ч/л 102 103 120 118 103 104 120 120 34 102 103 115 116 34 102 102 113 112 28 100 100 99 100 15

5 ч/л 100 110 117 112 101 111 120 114 33 100 110 115 110 32 100 110 112 108 28 99 105 102 98 11

18 л/х 100 107 110 116 100 108 108 116 32 100 108 107 115 30 100 107 117 ИЗ 28 98 99 101 101 15

19 л/х 104 105 108 112 104 105 108 113 32 104 105 106 111 31 102 105 115 108 30 98 100 97 97 19

20 л/х 104 105 115 111 102 105 115 110 31 102 105 112 109 29 102 104 125 103 28 99 100 100 99 13

21 л/х 104 105 115 112 104 105 114 112 30 104 105 111 109 29 102 105 Ш 105 26 100 100 96 96 16

22 л/х 103 106 114 112 103 106 114 113 30 103 106 112 110 29 101 104 118 104 27 99 100 100 98 16

23 л/л 102 110 114 114 112 110 113 ИЗ 32 100 108 110 110 31 100 105 106 107 27 99 101 98 100 14

24 л/л 101 110 112 112 104 111 113 112 23 101 105 106 107 23 101 105 104 106 20 100 103 99 101 11

25 л/л 105 104 114 110 104 104 111 108 18 101 104 110 106 18 101 103 108 104 15 100 100 102 98 0

* Ьо - длина по основе; Ьу - длина по утку; Ь45, Ь45' - длина по диагоналям; Ь - гысота стрелы прогиба пробы в высшей точке.

Таблица 3

Значения коэффициента, характеризующего

формоустойчнвость льняных тканей__

№ ткани 1 2 3 4 5 18 19 20 21 22 23 24 25

Кформ 57 52 62 44 33 47 60 42 55 52 61 34 0

Чем выше данный коэффициент, тем ткань лучше сохраняет приданную ей форму.

В зависимости от пластических свойств льняные ткани разделены на три группы по степени формоустойчивости (табл.4).

Таблица 4

Градация льняных тканей по степени формоустойчивости

Номер Значения Степень

группы коэффициента, формо-

характеризующий устойчивости

формоустончивость,%

1 <50 низкая

2 50... 60 средняя

3 >60 высокая

В процессе изготовления швейных изделий при воздействии технологических факторов с целью изменения линейных размеров выполняются операции по сутюживанию и оттягиванию срезов. Разработана методика по оценки степени супоживаемости тканей, в которой в качестве определяющего фактора выбраны условия технологической обработки тканей.

Максимальная величина супоживаемости характерна для чистольня-ных тканей, минимальная для льнолавсановых. С увеличением длины перекрытий сутюживземость увеличивается, с увеличением содержание лавсана - уменьшается.

В шестой главе изучено влияние эксплуатационных факторов на деформационную способность тканей в одежде и разработана методика оценки комплекса деформационных свойств тканей и пакетов для одежды.

Из исследуемых тканей были изготовлены комплекты плечевой и поясной одежды. Опытная носка проведена на базе группы студентов Костромского государственного технологического университета. Продолжительность носки 120 дней, фактическое время эксплуатации - 540 часов. В результате апробации изделий подтверждены результаты исследований. Выявлено, что на деформативность тканей в деталях одежды оказывают

влияние различные факторы: направление раскроя, наличие ниточных 1 клеевых соединений, топография расположения деталей на теле человека, влияние которых не учитывается при оценке деформации по общепринято] методике.

С целью прогнозирования деформационных свойств тканей в прс цессе эксплуатации одежды разработана методика для прогнозировали комплекс а деформационных характеристик, позволяющая прогнозироват деформахдю на опорных и неопорных участкам одежды. Согласно разрг ботанной методике круглая проба помещается на форму в виде шаровог сегмента и нагружается по взаимно перпендикулярным направления* Эксперименты показали, что деформация по разработанной методике в 1, - 1,8 разг. ниже, чем по общепринятой (рис.2 ). Деформация на спорны участках на 0,5 -1,5% выше, чем на неопорных и в большей степени я; ляется необратимой

С целью имитации эксплуатационного цикла в лабораторных услов! ях испытания по циклу нагрузка - разгрузка - отдых повторялись 5 раз выполнялась стирка. Деформация льняных тканей вначале возрастает, третьему циклу уменьшается, а затем вновь возрастает. Аналогичный х; ракгер изменения деформации наблюдался и при носке опытный изделий Методика дает возможность прогнозировать влияние конструкта ных элементов на деформацию деталей. Шов снижает деформацию в н правлении его выполнения в 1,5 - 2 раза, но увеличивает ее в перпендик лярном направлении в 1,2-1,5 раза.

По разработанной методике выполнена оценка анизотропии дефо мации растяжения во всех направлениях (рис.3).

Выявлено, что характер анизотропии в координатных четвертях ра личен и обусловлен характером переплетения. На основе чего ткани разд лены на группы в зависимости от характера анизотропии:

1 группа - ткани с симметричной полярной диаграммой анизотрош деформационных свойств;

2 группа - ткани с асимметричной полярной диаграммой анизотрош деформационных свойств.

В седьмой главе рассмотрены вопросы прогнозирования деформац онных сиойств льняных тканей, предложена их градация в зависимости их деформационных способностей.

Нити в ткани, будучи изогнутыми, при действии растягивающей т грузки р аспрямляются. Деформация тканей во многом определяется стег нью их изогнутости. Поэтому для оценки возможности тканей различи переплетений к растяжению предложен коэффициент запаса нитей в пе{ плетении, как отношение длины наклонных участков нити в пределах рг порта к длине раппорта:

Деформация льняных тканей по общепринятой и разработанной методикам

1 2 4 18 19 20 21 22 ' 24 25

№тк

б) рис.2

а- основа; б- уток

Ш - деформация по общепринятой методике ;

И - деформация по разработанной методике;

Щ - деформация на опорном участке;

Щ -деформация на неопорном участке.

Анизотропия деформации растяжения льняных тканей о

1ВО

1 2

рис. 3.

- гкань льнолавсановая полотняного переплетения;

- гкань льнохлопковая жаккардового переплетения.

У] IНАКЛ

Кзы=НС7~' (9)

где I иакл - сумма длин наклонных участков нити в предел раппорта;

Ья - длина раппорта.

Используя геометрические зависимости и структурные характер стики ткани, предложено рассчитывать данный коэффициент по формула

Пол/ьр

2 +1 2 + /у,

/У1п0 +ау(Ку -п0)/Н;

(Ю

К3.н.У -

Пу -у/Ьу2 + /0[2

/01пу +а0(к0 - пу)/н0

(п)

где Ь0 Ьу- высота волны изгиба нити основы (утка) с учетом порядка фазы строения;

п0, пу - средневзвешенное число пересечений в пределах раппорта по основе (утку).

I о, ,/у1 - фактическое расстояние между центрами нитей основы (утка) в местах пересечения утком (основой) . с!о, с!у, - диаметр нитей основы (утка). Но, Ну - заполнение ткани по основе (упсу).

Путем корреляционного анализа найдена зависимость между деформаций льняных тканей и коэффициентом запаса нити в переплетении. Полученная зависимость описывается уравнением:

1

(12)

е -

а К зн + Ь

где е - деформация растяжения, %,

Кзн - коэффициент запаса шли в переплетения, а ,Ь - коэффициенты, зависящие от вида ткани (табл. 5)

Таблица 5

Значения коэффициентов уравнения (12) в зависимости ог вида ткани

Вид ткани основа уток

а Ь а Ъ

чистольняные -0,156 0,308 -0,317 0,443

льнохлопковые -0,085 0,184 -0,079 0,192

Адекватность модели проверена по критерию Фишера. Ррасч « 93,88; Ртабл = 3,18; коэффициент корреляции г = 0,95.

Полученные математические зависимости позволяют прогнозировать деформационные свойства льняных тканей, а также создают предпосылки для проектирования льняных тканей с заданной деформационной способностью путем варьирования различных переплетений.

Для практического использования полученных уравнений предлагаются графические зависимости, дающие возможность экспре сс но определять общую деформации льняных тканей в зависимости от коэффициента запаса нити в переплетении.

Для прогнозирования анизотропии деформации растянсния к качо сгве характеристики, учитывающей структурные особенности ткаыей различных переплетений, использован коэффициент подвижности нитеД в пс-

реплетении. Найдена зависимость, позволяющая оценить деформацию под углом 45° в зависимости от рассмотренного коэффициента:

в45 = аКпп + Ь, (13)

где е45 - деформация под углом 45°, %,

Кцп = р коэффициент подвижности нитей в переплетении,

п

мб - поверхностная плотность ткани, г/м2, Бл - коэффициент переплетения . а = -0,25, Ь = 42.

Модель адекватна (Тр = 75, Бт = 3,18), коэффициент корреляции г = 0,95.

Рассмотренный коэффициент подвижности нитей в переплетении имеет тесную корреляционную зависимость с коэффициентом, характеризующим формоустойчивость (г = 0,96) и носит линейный характер:

сКш+ё, (14)

где КфорМ- коэффициент, характеризующий формоустойчивость, %; Кди - коэффициент подвижности нити в переплетении; с,(1 -коэффициенты, характерные для данного вида ткани (табл. 6).

Таблица 6

Значения коэффициентов уравнения (14) в зависимости от вида ткани

Вид тканей с й

Чистольняные 5,97*10"3 0,104

Льнохлопковые 4,82* 10° 0,213

Полученная зависимость позволяет без проведения эксперимента оценить пластические свойства льняных тканей, которые необходимы для выбора способа формообразования деталей.

На основе полученных экспериментальных данных льняные ткани разделены на группы по степени растяжимости: к группе малорастяжимых относятся чистольняные ткани мелкоузорчатых переплетений, льнолавса-новые с содержанием лавсана более 50 %; к среднерастяжимым - ткани мелкоузорчатых структур, к растяжимым - чистольняные и льнохлопковые полотняного и жаккардовых переплетений, льнолавсановые с содержанием лавсана менее 50% (табл. 7).

Таблица 7

Градация льняных тканей по растяжимости

Номер группы Общая деформация, % Группа деформации

1 <5,5 малорастяжимые

2 5,5...9,0 среднерас гяжимые

3 >9,0 растяжимые

На основе выполненных градаций тканей по их растяжимости и формоустойчивости разработаны рекомендации по изготовлению швейных изделий из льняных тканей. Рекомендованы величины прибавок для различных силуэтов, предложены способы формообразования в зависимости от степени формоустойчивости.

Общие выводы и рекомендации по работе

1. Проведено комплексное исследование деформационных свойств льняных тканей в различных условиях деформирования: при действии различной по величине и продолжительности нагрузки и при воздействии эксплуатационных факторов. Установлено, что общепринятая методика оценки деформации и ее составных частей позволяет объективно оценить влияние структурных характеристик и волокнистого состав,! на их деформационные свойства, но не в полной мере оценивает воздействие технологических и эксплуатационных факторов.

2.Усовершенствована методика оценки составных частей деформации, позволяющая выявить вынужденную эластическую деформацию.

3. Впервые разработана методика оценки анизотропии деформационных свойств тканей и пакетов для одежды. Установлено, что величина деформации зависит от направления приложения и величины нагрузки, вида переплетения. Показано, что деформация пакетов для одежды меньше деформации ткани и зависит от его конструкции.

4. Изучены термодеформационные свойства льняных тканей с использованием специально разработанной автоматизированной установке. Выявлено, что при действии температуры, влаги и растялтиощей нагрузки льняные ткани обладают значительными величинами пластических деформаций.

5. Предложен метод оценки пластичности тканей, для которого на основе методов математического планирования эксперимент найдены оптимальные параметры температуры, времени и величины растягивающей нагрузки. Установлено, что льняные ткани при комплексной воздействии температуры, влаги и нагрузки способны приобретать пространственную форму, устойчивость которой определяется связностью структуры мате-

риала и его волокнистым составом. Оценены технологические возможш ста льняных тканей.

6. Разработана методика оценки комплекса деформационных свойса тканей и пакетов для одежды, позволяющая оценить поведение на опорнь; и неопорных участках одежды и анизотропию деформации, выявить вли; ние способов соединения деталей швейных изделий на их деформацио! ную способность.

7. Предложен коэффициент запаса нити в переплетении, учитывал щий основные структурные характеристики тканей, влияющие на их д< формационную способность. Получены аналитические зависимости меж/ предложенным коэффициентом и деформационными характеристикам льняных тканей, позволяющие проектировать ткани с заданными деформ, ционными способностями, и решать обратные задачи оценки свойств тк; ней по их структурным характеристикам.

8. Аналитически описана зависимость значений деформации от у ла приложения нагрузки. Установлена взаимосвязь между деформации тканей под углом 45° и коэффициентом подвижности переплетения.

9. Комплексная оценка деформационных свойств тканей при дейс вии технологических и эксплуатационных факторов позволила выполни: градацию льняных тканей по степени растяжимости, на основе которс разработаны рекомендации для проектирования одежды из льняных ткане с учетом их деформационных свойств. В рекомендациях учитываются ра личные варианты конструктивных решений и способов формообразоваш деталей.;

10. Разработанные рекомендации по учету деформационных свойс-льняных тканей при изготовлении одежды апробированы на АО ПП "Орбита" г. Костромы и рекомендованы к использованию на швейнь предприятиях.

Основное содержание работы отражено в публикациях:

1. Смирнова H.A., Борисова E.H., Мининкова И.В., Погорелова M.JI. Вза мосвязь структуры и деформационных свойств льняных тканей. // Тез сы докладов международной научно-технической конференции "Лен 96". Кострома - 1996, - с. 90-91.

2. Борисова E.H., Смирнова H.A., Белоногова М.Н., Мининкова И.В. Пр гнозирование свойств тканей на стадии их проектирования. // Тезис докладов всероссийской научно-технической конференции "Текстиль 96". Москва - 1996, - с. 96-97.

3. Смирнова H.A., Борисова E.H., Мининкова И.В. Прогнозирование д формации льносодержащих текстильных материалов для одежды. // Т

зисы докладов международной научно-технической конференции "Прогресс - 96". Иваново - 1996, - с. 273 .

4. Смирнова H.A., Борисова E.H., Мининкова Й.В. Мальцева Е.А. Прогнозирование деформационных и релаксационных свойств льняных тканей. //Известие вузов. Технология текстильной промышленност л. -1997, №4,

- с.14-16.

5. Мальцева Е.А., Борисова E.H. Прогнозирование линейных размеров льносодержащих материалов для одежды. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Прогресс - 91". Иваново -

1997,-с. 369-369.

6. Борисова E.H. Экспериментальное исследование релаксационных свойств льносодержащих тканей для одежды. И Сборник научных трудов молодых ученых КГТУ. - Кострома. 1997, - с. 89-92.

7. Борисова E.H., Белоногова М.Н., Смирнова H.A. и др. Комплект одежды женский. // Патент на промышленный образец № 44885 от 16 декабря 1998 г.

8. Смирнова H.A., Борисова E.H., Смирнова Е.Е., Мальцева Е.А. Влияние влаги на свойства льнохлопковых тканей. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Прогресс - 98". Иваново -

1998,-с. 297-298.

9. Борисова E.H., Смирнова H.A. О прогнозировании деформационных свойств тканей для одежды. //Тезисы докладов межвузоисхой научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной и лег* кой промышленности". Москва - 1998, с.148.

10. Борисова E.H., Иванова О.В. О методике определения деформационных характеристик.// Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Лен - 98". Кострома - 1998, с. 100-101.

11. Борисова E.H., Ульянова О.И., Мальцева Е.А. Оценка сутгоживаемости льняных тканей. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Лен - 98". Кострома - 1998, - с. 102-103.

12. Борисова E.H., Бородина Н.С., Киселева Ю.Ю. Эффективность процесса формования изделий из льняных тканей. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Лен - 98". Коярома -1998,

- с. 108-109.

13. Смирнова H.A., Борисова E.H., Смирнова Е.Е. Новая методика оценки пластичности текстильных материалов для одежды. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Лен - 93". Кострома -1998, - с. 102.

Автореферат

Борисова Елена Николаев на

Подписано в печать 15.01,99г. Заказ 16. Тираж 100. Бесплатно. КГТУ .Дзержинского 17.

^ / [ Ч —

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Костромской государственный технологический университет

На правах рукописи УДК 677.11.074.017.427

Борисова Ёлена Николаевна

Разработка методов оценки и исследование деформационных свойств льняных тканей

для одежды

Специальность: 05.19.01 - Материаловедение (текстильное, кожевенно-

меховое, обувное, швейное)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: К.Т.Я.5 проф. Смирнова К,А,

Кострома 1999

Содержание

стр.

Введение

1 .Обзор литературы. 10

1.1. Анализ ассортимента льняных тканей для одежды. 10

1.2. Деформационные характеристики текстиля. 17

1.2.1. Деформационные характеристики полимеров. 18

1.2.2. Структура льняного волокна и ее связь с деформационными свойствами 20

1.2.3. Закономерности деформирования текстильных полотен. 26

1.3. Влияние внешних факторов на деформационные

свойства текстильных материалов. 33

1.3.1. Влияние влаги и тещ^^^ш^щ-д^ормациов-

ные свойства текстильных материалов. 33

1.3.2. Влияние величины нагрузки и времени ее действия

на деформацию. 38

1.4. Методы и приборы для оценки деформационных

свойств текстильных материалов. 39

1.5. Выводы из обзора литературы и постановка задач исследований. 43

2. Методическая часть. 45

2.1. Характеристика и обоснование выбора объекта исследования. 45

2.2. Методики исследования деформационных свойств

тканей. 53

2.2.1. Общепринятая методика исследования деформационных свойств тканей- 53

2.2.2. Усовершенствованные и разработанные методики исследования деформационных свойств тканей. 55

2.3. Обработка результатов исследования, 56

2.4. Выводы по второй главе. 58

3. Исследование деформации льняных тканей в различных условиях деформирования. 59

3.1. Выбор и обоснование величины внешнего воздействия

при оценке деформации. 59

3.2. Исследование деформации льняных тканей в условиях длительного статического нагружения. 62

3.3. Исследование деформации льняных тканей в условиях кратковременного нагружения. 72

3.4. Выводы по третьей главе. 77

4. Разработка методов оценки и исследование анизотропии деформационных свойств льняных тканей, 78 4.1, Разработка методики оценки анизотропии деформационных свойств льняных тканей и пакетов одежды из них. 78

4,2- Исследование анизотропии деформации льняных тканей. 80

4.3. Разработка методики оценки анизотропии деформации

пакетов материалов для одежды. 90

4.4. Исследование анизотропии деформационных свойств однослойных пакетов льняных материалов. 91

4.5. Выводы по четвертой главе. 101

5. Разработка методов оценки и исследования деформационных свойств тканей под действием технологических факторов. 102

5.1. Термомеханический анализ льняных тканей. 102

5.2. Разработка методики оценки пластичности льняных материалов для одежды. 108

5.3. Исследование пластичности льняных тканей. 112

5.4. Разработка методики оценки и определение сутюжива-

емости льняных тканей. 117

5.5. Выводы по пятой главе. 119

6. Разработка методов оценки и исследование деформации тканей в деталях одежды под действием эксплуатационных

факторов. 120

6.1. Оценка изменения линейных размеров швейных изделий из льняных тканей в результате воздействий технологических и эксплуатационных факторов. 120 6.1 Л. Обоснование ассортимента и покроя одежды. 120

6.1.2. Условия проведения опытной носки. 122

6.1.3. Анализ изменений деформации тканей в одежде в

процессе ее эксплуатации. 123

6.2. Разработка методики прогнозирования деформации ткани

в деталях одежды. 125

6.2. Прогнозирование деформационных свойств льняных тканей при эксплуатации одежды из них. 128

6.3. Выводы но шестой главе. 140

7, Обсуждение результатов и разработка рекомендаций. 141

7.1. Прогнозирование деформационных свойств льняных

тканей по характеристикам их структуры. 141

7.1.1. Прогнозирование деформации льняных тканей в на -правлении основы и утка. 141

7.1.2. Прогнозирование анизотропии деформационных

свойств и пластичности льняных тканей. 149

7Л .3. Прогнозирование пластичности льняных тканей. 150

7.2. Разработка рекомендаций по учету деформационных

свойств льняных тканей при проектировании одежды. 151

7.3. Выводы по седьмой главе. 162 Общие выводы и рекомендации. 164 Список литературы. 166 Приложения. 183

Введение

Диссертационная работа посвящена разработке методов оценки, исследованию и прогнозированию деформационных свойств льняных тканей и пакетов одежды на их основе, а также изменению этих свойств в процессе производства и эксплуатации изделий из этих тканей.

Актуальность проблемы исследования деформационных свойств льняных тканей обусловлена рядом причин.

В процессе изготовления и эксплуатации одежды ткани подвергаются разнообразным механическим воздействиям, вызывающим различные деформации, преобладающими из которых являются деформации растяжения.

У стойчивость формы изделий и их внешний вид во многом зависят от способностей тканей реагировать на внешние растягивающие усилия. Поэтому оценка деформационных свойств тканей необходима для принятия правильных конструкторских и технологических решений при проектировании высококачественной одежды.

В последние годы возрос интерес к льняным тканям, произошло значительное расширение ассортимента материалов данной группы не только за счет количественных изменений, но и за счет качественных. Наряду с производством льносодержащи х тканей с вложением различных волокон значительно возрос выпуск чистольняных и льнохдопковых материалов. Ткани классического ассортимента - полотно, коломенок и рогожка - пополнились тканями мелкоузорчатых и жаккардовых структур.

В то же время слабая изученность технологических и потребительских свойств выпускаемых тканей, невозможность прогнозирования их поведения в процессе изготовления и эксплуатации одежды не позволяют выпускать качественные и надежные швейные изделия.

Существующие в настоящее время методы оценки деформации не в полной мере отражают поведение материалов в процессе производства и

эксплуатации одежды и поэтому не позволяют получить полной информации о деформативкой способности тканей и использовать ее при проектировании одежды.

В связи с этим возникает необходимость разработки новых более объективных методов оценки деформационных свойств тканей, учитывающих факторы, влияющие на них в процессе изготовления и эксплуатации одежды из них.

Отсутствие данных о деформационных свойствах льняных тканей и их изменениях при действии технологических факторов не позволяет использовать их в полной мере в процессе изготовления одежды, обоснованно подходить к выбору материалов, к подготовке проектно-конструкторской документации.

Разработка методов прогнозирования деформационных свойств льняных тканей позволит учитывать их уже на стадии разработки изделий и оптимальным образом использовать их технологические возможности, что обеспечит выпуск одежды из этих тканей с достаточной степенью формо-устойчивости и надежности.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программами научно-исследовательских работ Госкомвуза РФ "Русский лен", "Текстиль России", 'Тракт-96","2-БФ-97".

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является изучение деформационных свойств льняных тканей, разработка методов их оценки, приближенных к условиям изготовления и эксплуатации одежды, исследование возможности прогнозирования деформационной способности льняных тканей.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать новые и усовершенствовать существующие методы оценки деформационных свойств материалов для одежды, приближенные к условиям изготовления и эксплуатации одежды.

2. Получить экспериментальные данные о деформационных свойствах льняных тканей в различных условиях деформирования.

3. Выявить анизотропию деформационных свойств льняных тканей и однослойных пакетов из них.

4. Изучить влияние температуры и влаги на изменение деформационных свойств льняных тканей.

5. Определить взаимосвязь деформационных свойств льняных материалов с их структурными характеристиками.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию технолоии изготовления одежды из льняных тканей.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые проведено комплексное изучение деформационных свойств льняных тканей, пакетов одежды и швеных изделий из них в различных условиях деформирования и при действии различных факторов.

2. Найдена аналитическая зависимость между величинами деформации льняных тканей в режимах длительного и кратковременного нагруже-нии.

3. Разработаны методики оценки деформационных свойств текстильных материалов, приближенные к условиям изготовления и эксплуатации одежды.

4. Разработан метод оценки пластичности льняных материалов, основанный на действии температуры, влаги и растягивающей нагрузки. При комплексном воздействии этих факторов льняные ткани способны создавать пространственную форму и сохранять ее. На пластичность льняных тканей влияет связность нитей в их структуре.

5. Впервые исследована анизотропия деформационных свойств льняных тканей и пакетов материалов из них, описываемая параболической зависимостью.

6. Предложен экспресс-метод, который позволяет прогнозировать деформационную способность льняных тканей при действии различных факторов по структурным показателям.

7. Проведена градация льняных тканей по степени их растяжимости, на основании которой разработаны рекомендации по проектированию швейных изделий из них.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

Составлены справочные данные по величине деформации и ее составных частей для льняных тканей в направлении нитей основы и утка и под различными углами к ним.

Разработан метод оценки пластичности льняных материалов, который открывает возможность получения пространственной формы деталей швейных изделий и головных уборов из льняных тканей технологическим путем. Найденная зависимость пластических свойств льняных тканей от структурных параметров позволяет прогнозировать способность материала к формообразованию, в зависимости от которой на стадии разработки конструкции закладывается тот или иной способ создания объемно-пространственной формы деталей одежды.

Предложены впервые экспресс-методы прогнозирования анизотропии деформационных свойств льняных тканей и пакетов одежды из них по характеристикам структуры, которые позволяют на основании установленной зависимости уже на стадии эскизного проекта определить оптимальное направление конструктивных линий членения, обеспечивая тем самым стабильность формы изделий.

Предложены графические зависимости, позволяющие проектировать льняные ткани с заданной деформационной способностью и рекомендованы к использованию текстильными предприятиями, в частности, АО "Большая Костромская льняная мануфактура".

Разработанные рекомендации по учету деформационных свойств при проектировании и изготовлении одежды из льна реализованы в разработке

промышленного образца, на который получен патент № 44885 от 16 декабря 1998 года.

Разработанные методики оценки деформационных свойств льняных материалов и пакетов для одежды из них апробированы и используются в учебном процессе при изучении дисциплин: "Материаловедение швейного производства", "Конфекционирование материалов для одежды", " Конструирование одежды с элементами САПР"," Технология швейных изделий". Результаты работы включены в методические разработки на кафедре технологии и материаловедения швейного производства КГТУ. Рекомендации по учету деформационных свойств льняных тканей при проектировании одежды из них используются на швейной фабрике " Орбита" г. Кострома.

Предложенные в работе методики для оценки деформационных свойств льняных тканей й пакетов для одежды могут быть распространены на все материалы для одежды.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и получили одобрение на Международных научно-технических конференциях: "Лен - 96" (Кострома, 1996 ), "Прогресс - 96" { Иваново, 1996), "Прогресс - 97" (Иваново, 1997), "Прогресс - 98" ( Иваново, 98), "Лен - 98" (Кострома, 1998) на заседаниях и семинарах кафедр ткачества и технологии и материаловедения швейного производства КГТУ.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и общих выводов. Работа содержит 222 страницы, из них 55 таблиц, 16 рисунков, список литературы включает 196 наименований, 6 приложений.

Глава 1. Обзор литературы

1Л. Анализ ассортимента льняных тканей для одежды

Представить лен можно одной фразой - " наиболее древний текстиль, который остается вечно молодым" /1/.

Лен имеет более чем 9000-летнюю историю. В античные времена льняные ткани фактически продавали на вес золота. Льняные ткани были на мумиях египетских фараонов, в льняные одежды одевались римские патриции, солдаты и матросы петровского флота, а в конце XIX и начале XX века российские льняные фабрики снабжали своим товаром царский двор последних Романовых /2/, крестьяне пользовались домотканой льняной одеждой. В течение тысячелетий из льна делали тончайшие батисты, брюссельские и вологодские кружева и одновременно парусины, грубую одежду и половики /ЗЛ

Несколько раз появление новых, проще перерабатываемых волокон (хлопок, вискоза, синтетические волокна), казалось, ставило льняное производство на грань катастрофы. Но практика показала, что производство льняных тканей сохранилось, а в последние годы возросло, причем сочетание льна с новыми волокнами позволило путем применения более дешевой технологии обеспечить одновременно высокие потребительские свойства тканей /1/.

Льняное волокно в России единственное отечественное натуральное целлюлозное сырье. Лен с успехом произрастает от Вологодской области на севере до Украины на юге, от Белоруссии на западе до Восточной Сибири /4/.

Лен часто за его уникальные свойства называют золотом текстиля. Такие свойства льняного волокна и тканей из них, как гладкость, умеренная жесткость, способность поглощать капиллярную влагу с соприкасаю-

гцейся с ней поверхности, минимальная электризуемость, малая прили-паемость определяют приятное ощущение при соприкосновении с кожей человека. Достаточная воздухопроводимость и жесткость, гигроскопичность и влагоемкость обеспечивают быстрое удаление тепла и влаги от тела человека. Поэтому льняные ткани хороши для одежды, применяемой при больших физических нагрузках в сочетании высокой температурой воздуха и повышенной инсоляцией, для детской одежды и белья. Отражая ультрафиолетовую часть спектра, льняная одежда особенно хороша в связи с повышением озоновым дар /1,5- 8/.

Уникальные свойства льна часто делают непревзойденными и изделия технического назначения. Брезентовые парусины из льна, не пропуская воду, остаются воздухо-паропроницаемыми и используются для укрытия техники и других грузов /9/. Из льняной парусины делают верхнюю защитную одежду для шахтеров, сварщиков, пожарных /10/. Мешочные льняные ткани очень хороши для затаривания гигроскопичных пищевых продуктов. Иногда они используются для таких работ, где необходимо их полное экологически чистое биологическое разрушение. Каркасные льняные ткани используются для ковров и линолеума.

Широкое применение в пищевой, фармацевтической, лакокрасочной, парфюмерной промышленностях находит льняное масло /8/.

Различают три типа: льна долгунец, кудряш и межеумок. Лен-долгунец, используемый в основном для получения технического волокон, имеет длину 80- 120 см, диаметр 1-3 мм. /4,11/.

В процессе первичной переработки льна получают длинное волокно и отходы - трепанное короткое спутанное волокно и костру. Доля длинного волокна составляет в настоящее время 22 - 25%, а 75 - 78% получается малоценного короткого волокна, из которого в России делают мешки, шпагат, грубые изделия /11,12/. В то время как в странах Западной Европы выход длинного волокна составляет 51 - 64%.

Трепанный лен подвергают льночесанию, после чего формируют ленты массой 20 - 40 г/м2 в зависимости от номера пряжи, для которой она предназначена /13/. Различают сухое и мокрое прядение льна /14,15/.

Ткани бытового назначения вырабатываются чистольняными из льняной однониточной пряжи мокрого прядения линейной плотности 33,3117,6 текс, полульняными с хлопчатобумажной основой линейной плотности 18.5,20,25,29.4 текс, чаще крученой в два сложения . Для костюмно-платьевых тканей используется смешанная пряжа льнолавеановая. льнока-проновая, льнонитроновая. Наибольшее распространение получили льно-лавсановые ткани, содержащие 33 и 67% лавсанового волокна /16, 17/. Применение лавсановых волокон позволяет снизить сминаемо