автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка нового типа комплексного текстильного материала и экспрессного метода оценки его износостойкости

На правах рукописи

ГгЗ пя 2 2 ¿Л'З

ФЕДОСЕЕВА Ольга Юрьевна

РАЗРАБОТКА НОВОГО ТИПА КОМПЛЕКСНОГО ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛА И ЭКСПРЕССНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ ЕГО ИЗПОСОСТОЙКОСТИ (ПА ПРИМЕРЕ ОБИВОЧНОГО МАТЕРИАЛА АВТОМОБИЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ)

Специальность 05.19.01 - Материаловедение (текстилшое, кожевенно-меховое,

обувное, швейное)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение» Московского Госуда ственного Университета Сервиса

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

В.И. Стельмашенко

Научный консультант: кандидат технических наук, профессор

A.П. Жихарев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

B.Г. Бочаров кандидат технических наук, старший научный сотрудник

B.C. Федоровская

Ведущая организация: Исследовательский центр Управления лабораторно-испытательных работ ОАО «АвтоВАЗ»

Защита состоится «Ло » 2000г. в

Ж

^рТасов на заседании ди

сертационного совета Д 053.32.03. Московского Государственного Универи тета дизайна и технологий по адресу: г. Москва, ул. Садовническая, д. 33, зал заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государс венного Университета дизайна и технологий. Автореферат разослан «¿¿О» 2000г.

■ Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор ^ __В.В. Костылева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Комплексные текстильные материалы в настоящее время находят все более широкое применение как для бытовых, так и для технических целей. Среди отраслей народного хозяйства, использующих комплексные текстильные материалы, ведущее место занимают швейная, обувная, мебельная промышленности, а так же автомобильная.

С развитием автомобилестроения первоочередное внимание должно уделяться комфортабельности транспортных средств, безопасности их воздействия на человека и окружающую среду. Для создания комфортных условий в салоне автомобиля, а, следовательно, и для повышения его конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках сегодня всё большее применение находят комплексные текстильные материалы, обладающие высокими эстетическими и функциональными свойствами. В настоящее время их ассортимент в основном представлен материалами, дублированными пенополиуретаном, которые не удовлетворяют требованиям потребителей по гигиеническим свойствам и по причине старения пенополиуретана, что приводит к снижению срока их эксплуатации. Поэтому возникла необходимость в проектировании новых типов комплексных текстильных материалов без использования пенополиуретана, экологически чистых, обеспечивающих высокое качество изделий из них при длительной эксплуатации.

Отечественное автомобилестроение в большом количестве использует текстильные материалы импортного производства, поэтому перед текстильной промышленностью поставлена задача по разработке новых и экономичных текстильных материалов отечественного производства, которые должны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям по физико-механическим показателям и по художественно-декоративному оформлению.

Применение новых типов обивочных материалов кроме задачи внесения разнообразия в оформление интерьера салона автомобиля, несет в себе главнейшую функцию - улучшение качества обивочных материалов и повышение срока службы готовых изделий из них. Поэтому актуальность разработки новых типов комплексных текстильных материалов становится очевидной.

Насыщение рынка текстильными материалами, в основном импортного производства, применяемыми в качестве обивочных, ставит перед производителями отечественных автомобилей задачу быстрого и правильного их выбора из всего разнообразия. Однако, стандартных методов для оценки износа текстильных обивочных материалов для интерьера автомобиля не существует. Практически не проводились исследования по износостойкости обивочных материалов, хотя информация о поведении этих материалов в условиях эксплуатации имеет большое значение как для производителей, так и для потребителей.

Поскольку практическая значимость этого очевидна, то педостаток исследований и неполнота имеющихся в литературе сведений об износостойкости

текстильных материалов, применяемых в качестве обивочных в автомобил строении, должны быть восполнены.

Таким образом, возникла необходимость в разработке лабораторного мет да ускоренной оценки износостойкости текстильных обивочных материале автомобильного назначения.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР лаборатории полимернь; материалов Управления лабораторно-испытательных работ ОАО «АвтоВА; (г. Тольятти).

Целью диссертационной работы является разработка нового типа ко* плексного текстильного материала и экспрессного метода оценки его изноо стойкости, что предусматривало решение следующих задач:

- проведение анализа существующего ассортимента комплексных текстильнь материалов, используемых в качестве обивочных в автомобилестроении;

- разработку классификации комплексных текстильных материалов;

- определение факторов, влияющих па изнашивание текстильных обивочнь материалов;

- проведение анализа известных экспрессных методов оценки износостойкое! текстильных материалов;

- проведение социологического опроса для определения основных требовали установления значимости показателей качества и факторов износа комплек! ных текстильных материалов для обивки салона автомобиля;

- выбор исходных материалов для проектирования нового комплексного те] стильного материала и его разработку;

- проведение сравнительной оценки физико-механических свойств нового существующего комплексных текстильных обивочных материалов;

- разработку методики экспрессного метода оценки износостойкости ко» плексных текстильных обивочных материалов;

- проведение стендовых испытаний и опытной эксплуатации исследуемого м; териала;

- определение корреляционной зависимости между результатами экспрессно! метода, стендовых испытаний и опытной эксплуатации.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена необход] моегь разработки нового типа комплексного текстильного материала для и пользования его в качестве обивочного в автомобилестроении;

- впервые разработана классификация комплексных текстильных матери; лов, в основу которой положено: число слоев, структура и способы их дубш рования, сырьевой состав и назначение материалов;

- сформулированы основные требования к комплексным текстильным об] вочиым материалам: автомобильного назначения и определена значимость фа; торов, влияющих на их износ;

- разработан новый тип комплексного текстильного материала, пред ста] ляющий двухслойный синтетический текстильный материал, лицевой ело

которого - тканое полотно крупноузорчатого переплетения из полиэфирных текстурированных нитей, изнаночный слой - нетканое холстопрошивное безниточное полотно «Малифлис», дублирование слоев осуществлено клеевым способом на основе полиэфирных паст, новизна нового материала подтверждена патентом на изобретение № 2144589 от 19.01.1998г., выданным федеральным институтом промышленной собственности (ФИПС);

- впервые разработаны два варианта экспрессного метода оценки износостойкости текстильных обивочных материалов, полученные по ним экспериментальные данные тесно коррелируют с данными стендовых испытаний и опытной эксплуатации;

- установлена зависимость изменения критерия: оптимизации - разрывной нагрузки обивочных текстильных материалов - от комплексного воздействия факторов износа: истирания, многократного растяжения и инсоляции;

- подтверждено преимущество вновь разработанного материала перед существующим 3-х с.тойным материалом «Твид», и доказано, что при одном и том же сроке эксплуатации новый материал лучше сохраняет начальные показатели механических свойств.

Практическая значимость работы:

- разработанный комплексный текстильный материал внедрен в производство на ЗАО «Иштекс» (г. Ульяновск) и в качестве обивочного материала на ОАО «АвтоВАЗ» (г.Голвятти);

- разработанный экспрессный метод оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов рекомендован к внедрению на ОАО «АвтоВАЗ» и других предприятиях для ускоренной оценки их износостойкости.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и были обсуждены на П Международной научно-технической конференции «Наука - сервису» (Москва, 1997), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества» («Материаловедение -- 99») (Москва, 1999), Международной научно-технической конференции «Прогресс — 2000» (Иваново, 2000), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности» (Москва, 2000), семинарах кафедры «Материаловедение» МГУс в 1999г. и 2000г., семинаре кафедры «Материаловедение» МГУДиТ, 2000 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, получен патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений и списка использованной литературы. Текст диссертационной работы изложен на 123 страницах, содержит 19 рисунков, 28 таблиц и 16 приложений. Список литературы включает 132 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, определ ны цели и намечены задачи для их достижения, изложены научная новизна практическая значимость полученных результатов.

В первой главе на основании анализа отечественных и зарубежных литер турных источников выявлена тенденция расширения ассортимента и облас использования комплексных текстильных материалов, в том числе и в автом билестроении в качестве обивочных. Развитие и формирование современно ассортимента комплексных текстильных обивочных материалов автомобил ного назначения рассмотрены на примере их использования на ОА «АвтоВАЗ».

Сравнительная оценка основных способов дублирования комплексных те стильных материалов показала преимущества клеевого способа дублирован: перед термическим.

Выявлено, что в настоящее время комплексные текстильные материалы ] имеют разработанной единой классификации.

Рассмотрены факторы, влияющие на износостойкость текстильных мат риалов. Вместе с тем, литературные данные по изучению и исследованию фа торов износа комплексных текстильных материалов автомобильного назнач ния практически отсутствуют.

Проведен анализ известных методов лабораторного моделирования эксплуат ционного износа текстильных материалов различного назначения и сырьево состава, установлено, что существующие экспрессные методы оценки износ стойкости не могут быть использованы для оценки износа обивочных матери лов для автомобилей, так как не учитывают комплекса основных факторе влияющих на их износ.

В результате выполненного анализа литературных источников сформул рованы конкретные задачи диссертационной работы и основные направлен: их решения.

Во второй главе приведено теоретическое обоснование разработки нового т па комплексного текстильного материала и экспрессного метода оценки е износостойкости. На основании социологического исследования установле] значимость требований к комплексным текстильным обивочным материала Методом экспертной оценки определена весомость единичных показателей к чества обивочных материалов по всем группам требований. Установлено, ч текстильный материал для интерьера салона автомобиля должен быть наде; ным в эксплуатации, иметь высокие показатели прочности, быть устойчивым истиранию, многократному растяжению, светопогоде; обладать высокой вс духопроницаемостыо, низкой электризуемостью; удобен в пользовании - име небольшую жесткость и загрязняемость; быть безвредным для человека и о ружающей среды: пожаробезопасным и нетоксичным.

Методом априорного ранжирования установлено, что наиболее значимыми факторами износа обивочных материалов автомобильного назначения являются: истирание, многократное растяжение и действие светопогоды.

В работе обоснован выбор методов и приборов для исследования комплексного влияния выявленных факторов износа на обивочные материалы и использовались следующие методы испытаний: лабораторные, стендовые и опытная эксплуатация.

Последовательное воздействие факторов износа в лабораторных условиях позволяет обеспечить воспроизводимость условий испытаний и гарантирует получение экспериментальных данных с заданной ошибкой опыта, не требует дополнительных материальных затрат на разработку новых методик и приобретение дополнительного оборудования.

Моделирование эксплуатационного износа в лабораторных условиях проводилось по двум вариантам, отличающимися приборами, используемыми для имитации воздействия на материал механических факторов износа.

Оценка износа текстильных обивочных материалов в лабораторных условиях, при проведении стендовых испытаний и опытной эксплуатации осуществлялось по изменению наиболее чувствительной к изнашиванию характеристике - разрывной нагрузке, показатель который был принят- за критерий оптимизации. Выбор данного показателя обусловлен тем, что он имеет количественное выражение, метод определения разрывной нагрузки является стандартным, простым, доступным, инструментальным.

По I варианту моделирования эксплуатационного износа для имитации воздействия многократного растяжения использовали пульсар МР-2, на котором пробы в виде креста (рис. 1) подвергли испытаниям в продольном и поперечном направлениях при амплитуде растяжения 3% и частоте 120 циклов/мин.

Для имитации воздействия па материал истирания по плоскости использовали прибор ТИ-1М. Из центральной части крестов вырезали пробы в виде кругов (диаметр 80 мм) и подвергали их истиранию по ГОСТ 12739-85.

По II варианту лабораторного изнашивания для имитации воздействия комплекса механических факторов износа использовали прибор турбулентного типа ТОТ-2 (ЦНИХБИ). Для испытаний подготавливали пробы размером 90x180 мм в продольном и поперечном направлениях.

Для имитации действия светопогоды на текстильные обивочные материалы по обоим вариантам лабораторных испытаний использовали прибор

80

50

2^0

Рис. 1. Общий вид пробы для определения нагрузки текстильного материала после комплексного воздействия многократного растяжения, истирания и инсоляции

искусственного освещения «Ксенотест-450». Испытания на стойкость матери; ла к воздействию УФ-излучения проводили в соответствии с ГОСТ 9733.3-83.

Для проведения стендовых испытаний использовали стенд, на которо многократное растяжение пробы осуществляется переменной нагрузкой с ча( тотой 180 циклов/мин., а истирание - перемещением испытуемых объектов горизонтальной плоскости с амплитудой (80±1) мм и частотой (0-20) цш лов/мин. Испытания проводили в соответствии с существующей методикой и< пытаний сидений на долговечность в условиях, наиболее приближенных к р< альным условиям эксплуатации. В соответствии с данной методикой испыт; ния проводят до 250000 циклов нагружения, что соответствует 120000 км прс бега автомобиля при эксплуатации (или двум годам гарантийного срока экс плуатации). После испытаний на стенде исследуемый материал подвергал экспонированию на приборе «Ксенотест-450».

Опытная эксплуатация комплексных текстильных обивочных материало проводилась в течение одного года; в качестве образцов были отобраны обивк подушек сидений водителей служебных автомобилей ОАО «АвтоВАЗ». Крик риями отбора служили: дата выпуска автомобиля и его пробег. Согласно гара? тайному сроку эксплуатации автомобиля, равному двум годам, пробег его до/ жен составить 120000 км, то есть месячный пробег составляет в среднем 500 км.

Третья глава посвящена разработке нового типа комплексного текстшн ного материала

Анализ существующего ассортимента комплексных текстильных матерш лов и тенденции его развития позволили выявить общие признаки, присущи данному ассортименту материалов, и впервые разработать их классификации В качестве общих признаков большой совокупности данных материалов вы браны: число слоев, сырьевой состав и структура слоев, способы дублировани и назначение материалов (рис. 2).

Ассортимент комплексных текстильных материалов, применяемых в ж стоящее время в качестве обивочных для интерьера автомобиля, представлен большей степени материалами, дублированными пенополиуретаном термине скнм способом. Использование в качестве промежуточного слоя пенополиуре тана увеличивает толщину, жесткость материала, уменьшает срок его экс плуг тации, снижает воздухопроницаемость, повышает электризуемость и скорост горения материала. Сравнительная оценка основных способов дублировани комплексных материалов (термического и клеевого) показала, что предпочти ние следует отдать клеевому способу, поскольку он исключает ряд не до ста! ков, присущих термическому (экологически небезопасен, затруднительно рег> лирование и управление процессом склеивания, происходит расплавление пе нополиуретана, что ведет к уменьшению его толщины и ухудшению физике механических свойств). Решить данную проблему возможно созданием двух слойного текстильного материала, дублированного клеевым способом без при менения пенополиуретана.

Опыт работы отечественных и зарубежных производителей текстильны обивочных материалов автомобильного назначения, а также результаты социс логического опроса, проведенного в работе, показали, что данные материал! не удовлетворяют требованиям по структуре лицевого, промежуточного слое и по способу их дублирования.

Использование в лицевом слое тканых полотен простых и мелкоузорчаты переплетений небольшого раппорта ограничивает возможность получения бс лее сложных, разнообразных по цветовой гамме рисунков. Решить задачу раз нообразия рисунков к цветовой гаммы в лицевом слое проектируемого мате риала возможно увеличением раппорта ткацких переплетений. Поэтому ткано полотно для лицевого слоя нового материала выработано жаккардовым спосс бом производства, который позволяет получать полотна различной структурь разнообразного художественно-колористического оформления лицевой пс верхности.

В качестве сырья для производства лицевого слоя комплексного материал выбраны два варианта полиэфирных нитей: пневмотекстурированная линейно: плотности 85 текс и текстурированная способом ложной крутки линейно: плотности 40 текс. Данный выбор обусловлен тем, что полиэфирные нити об ладают хорошей стойкостью к истиранию, иизкой элеетризуемостью, имею высокие показатели прочности, термостойкости и светостойкости, что наибо лее важно для обивочных материалов автомобильного назначения.

Таблица 1

Структурные характеристики тканого полотна для лицевого слоя _комплексного текстильного материала_

№ Характеристика Числовые значения характеристик для тканей (варианты)

1 • 2 3 4

1 Ширина, см 143 143 143 143

2 Толщина, мм 0,8 0,9 0,9 0,8

3 Число нитей на 10 см

по основе 322 162 164 190

по утку 244 132 132 146

4 Линейная плотность нитей, текс

по основе 40 85 85+40 85+40

по утку 40 85 85 85+40

5 Поверхностная плотность ткани, г/м2 226 249 239 228

6 Соотношение нитей разной крутки в ткани, % Основа Уток Основа УгО!

-пневмотестурнрованная (85 текс) -ложной крутки (40 текс) 100 100 92,5 7,5 100 62 38 62 38

7 Вид переплетения Жаккардовое

8 Вид сырья ПЭ

На ЗАО «Иштекс» (г. Ульяновск) наработано 4 варианта тканого полотна для лицевого слоя комплексного текстильного материала, отличающихся процентным содержанием в основе и утке нитей различных линейных плотностей и способов текстурирования (табл. 1).

В качестве изнаночного слоя для нового комплексного материала выбрано полотно нетканое холстопрошивное, безниточное меланжевое «Малифлис», содержащее вискозные и полиэфирные волокна линейной плотности 0,31-0,44 текс в отношении 1:1. Обеспечивая необходимую каркасность проектируемого материала, оно обладает хорошими гигиеническими свойствами, является достаточно прочным, мягким, гибким, нетоксичным, пожаробезопасным, имеет небольшую толщину. Полотно «Малифлис» изготовлено на АО «Комитекс» (г. Сыктывкар) традиционным вязально-прошивным безниточным способом, на изнаночный слой которого нанесено точечное клеевое покрытие на оспове полиэфирной пасты, обладающее высокой адгезионной прочностью к лицевому слою, а клеевой способ дублирования способствует получению экологически чистого материала в период изготовления, переработки, эксплуатации и утилизации.

Новый комплексный материал был изготовлен на ЗАО «Иштекс» (г.Ульяновск) в соответствии с существующей «технологической цепочкой» получения комплексного материала клеевым способом, которая на данном предприятии внедрена впервые. В качестве оборудования для дублирования лицевого и изнаночного слоев использовалась машина «Декатир», Новый материал представлен четырьмя вариантами, отличающимися структурой тканого полотна для лицевого слоя, новизна которых подтверждена патентом на изобретение. Анализ физико-механических свойств разработанного комплексного текстильного материала выявил его преимущества перед трехслойным синтетическим текстильным материалом «Твид».

По сравнению с «Твидом» (табл. 2) новый материал примерно в два раза тоньше, что способствует повышению производительности (примерно на 1,2%) на раскройном участке за счет увеличения числа слоев в настиле, снижению трудоемкости переработки материала при пошиве обивок сидений.

Прочность связи между слоями нового материала почти в 1,4 раза превосходит аналогичный показатель трехслойного материала «Твид». Изменение линейных размеров после термической обработки в 3 раза ниже, что способствует уменьшению плошади лекал и снижению расхода материала при изготовлении из него изделий.

Новый материал менее материалоемок, так как легче «Твида» на 20 %. Несмотря на более низкий показатель условной жесткости, вновь разработанный комплексный текстильный материал обеспечивает необходимую каркасность изделий и в тоже время способствует снижению трудоемкости при настилании, выкраивании и стачивании деталей изделия.

Таблица

Показатели размерных характеристик и физико-механических _свойств комплексных материалов_

№ Наименование показателя «Твид» Новый материал (варианты)

1 2 3 4

1 Ширина, см 143 143 143 143 143

2 Толщина, мм 3,3 1,7 1,8 1,8 1,7

3 Поверхностная плотность, г/м* 428 346 369 359 348

4 Разрывная нагрузка, даН

продольное направление 109,0 111,0 110,0 110,0 110,С

поперечное направление 86,0 98,0 98,0 97,0 98,0

5 Относительное удлинение, %

продольное направление 34,0 31,5 32,0 32,5 31,0

поперечное направление 30,0 30,0 30,5 30,0 30,0

6 Относительное удлинение при на-

грузке 20 Н/см, %

продольное направление 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

поперечное направление 9.0 6,0 6,5 6,5 6,0

7 Прочность связи между слоями, даН

продольное направление 1,3 2,1 2,1 2,1 2,1

поперечное направление 1,1 1,8 1,8 1,8 1,8

8 Термоусадка, %

продольное направление 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5

поперечное направление 0,5 0,2 0,2 0,2 0,2

9 Воздухопроницаемость, дм3/м2-с 115 144 148 148 149

10 Устойчивость к истиранию, циклы 35 ООО 35000 35000 35000 3500С

11 Устойчивость окраски, баллы

- к свету 7 7 7 7 7

- к сухому и мокрому трению 5 5 5 5 5

- к дистиллированнои воде 5 5 5 5 5

- к стирке 5 5 5 5 5

- к «поту» 5 5 5 5 5

12 Пшшшгуемость, пилли Не обнаружено

13 Скорость горения, мм/мин 88 69 69 69 69

14 "Удельное поверхностное электриче-

ское сопротивление, Омм 9,1-Ю" 8,9-108 8,9108 8,9-10* 8,910

15* Жесткость, сН

продольное направление 27,3 17,6 16,7 16,7 17,6

поперечное направление 26,4 15,0 14,9 14,9 15,0

*- не нормируемый показатель.

Воздухопроницаемость нового материала на 20% выше, чем у «Твида», шикая электризуемость благоприятно влияет на протекание технологически процессов изготовления из него изделий, улучшает эргономические показател качества, снижает загрязняемость при эксплуатации. Разработанный комплекс ный текстильный материал пожаробезопасен, так как скорость горения его знг чительно ниже скорости горения «Твида».

Таким образом, по основным показателям физико-механических свойст новый комплексный материал существенно превосходит трехслойный

текстильный материал «Твид» и соответствует установленным в работе требованиям к данному виду материала.

Четвертая глава посвящена разработке экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов.

Моделирование эксплуатационного износа обивочных материалов в лабораторных условиях проводилось по двум вариантам, отличающимся приборами, используемыми для имитации воздействия на материал механических факторов износа, поэтому входными параметрами (Х^ выбраны: Х1 - число циклов многократного растяжения, тыс., (на приборе МР-2); Х2 - число циклов истирания, тыс. (на приборе ТИ-1М) ; Х3 - время инсоляции, час. (на приборе «Ксенотест - 450»); Х4 - время испытания в камере при комплексном воздействии механических факторов износа, мин. (на приборе ТОТ-2); Х5 - скорость вращения импеллера, об/мин. (на приборе ТОТ - 2). Критерием оптимизации 00 выбран показатель разрывной нагрузки проб, подвергнутых последовательному влиянию комплекса факторов.

Проведен полный факторный эксперимент по комплексной оценке износостойкости обивочных материалов, выбраны уровни варьирования факторов (табл. 3), соответствующие эксплуатации этих материалов в реальных условиях в течение одного года.

Таблица 3.

Фадторы и уровни варьирования__

№ Факторы Условное обозначение Уровни варьирования Интервалы варьирования

-1 0 +1

I вариант эксперимента

1 Число циклов растяжения, тыс X, 35 80 125 45

2 Число циклов истирания, тыс. Хг 3 7,5 12 4,5

3 Время инсоляции, час. X, 160 255 290 65

[I вариант эксперимента

1 Время инсоляции, час. Х3 160 225 290 65

2 Время испытания на ТОТ-2, мин. X» 10 20 30 10

3 Скорость вращения импеллера, об/мин. Х5 1000 1500 2000 500

Выбор уровней факторов - многократное растяжение (X]) и истирание (Х2) - проводился в соответствии с методикой стендовых испытаний и требований, предъявляемых к обивочным материалам автомобильного назначения. При выборе уровней факторов: скорость вращения импеллера (Х5) и время испытания на приборе ТОТ-2 (ХД основывались на данных, полученных Стельмашенко В.И. и Паршиной Л.Н. Время инсоляции на приборе «Ксенотест — 450» (Х3) выбрано в соответствии с данными, полученными при сопоставлении времени экспонирования ксеноновой лампой и в естественных условиях.

Результаты экспериментов обрабатывались е использованием персонал ного компьютера и приложений Excel и MathCad для математической обрабо ки данных с привлечением основных положений математической статистики.

Ошибка опыта при проведении испытаний исследуемого материала i превысила 4%.

Изменение разрывной нагрузки комплексного текстильного материала щ моделировании износа в лабораторных условиях по обоим вариантам экспер: мента имеет линейный характер и адекватно описывает реальный процесс, таблице 4 приведены математические модели, описывающие комплексш влияние факторов износа на изменение разрывной нагрузки для четырех типе нового материала в продольном и поперечном направлениях для двух вариш тов эксперимента.

Таблица

Математические модели изменения разрывной нагрузки _исследуемого магераада__

Вариаит Направление испытаний

материала

Продольное Поперечное

По I варианту эксперимента

1 УШ=93-Х,-2,5Х2-2Х3 У1у=83,25-ХгЗХ2-2,5Хз

2 Y30=92,875-0,875Xr2,875Xrl,875X3 Y2v=83,625-0,875Xr2,875Xr2,375Хз

3 УЗО=89Д5-2Хг5Х2-2,25ХЗ YV=78,375-0,875Xr2,625X2-2,375X3

4 Y4o=93,125-0,875Xi-2,&75Xrl,S75X3 Y4v=83,875-0,875Xt-2,625X2-l,875X3

По П варианту эксперимента

1 Унг=95,75-1,875Х4-3,125Х5-2,125ХЭ Yiv=84,25-3,0X4-4,5X5-2,5X3

2 ¥20=92,375-3,875X4-4,625X5-2,875X3 Y:w=81,25-3,0X,-4,5X5-3,0X3

3 Y30=92,625-1,375Х4-2,625Х5-1,25Х3 Y3v=7&,5-2,75X,-5,5X5-2,25X3

4 Y4r=93,5-2,75X4-3,25X5-2,5X3 Y4v=8 1,875-2,125X4-4,125Xs-3,375X3

Выявлено, что наибольшее влияние на изменение разрывной нагрузки и( следуемого материала оказывают факторы износа: по I варианту эксперимент; Х2 - число циклов истирания и Х3 -время инсоляции; по II варианту эксперк мента: Х5 - скорость импеллера и Х3 - время инсоляции.

Линейный характер изменения разрывной нагрузки исследуемого мате риала по результатам эксперимента объясняется следующим. Известно, что процессе изнашивания изменения, происходящие в структуре материалов, х* растеризуются 3 фазами; в I фазе наблюдается ориентация и уплотнение эле ментов структуры под воздействием многократного растяжения, истираню инсоляции и других факторов; во II фазе - структура достаточно устойчив: видимых разрушений не наблюдается и лишь в III фазе происходит интенеш ный процесс изменения структуры, сопровождающийся частичным или по! ным ее разрушением. В данной работе, сопоставляя срок эксплуатации об* вочного материала с параметрами испытаний, предположили, что один го эксплуатации соответствует I и II фазам процесса его разрушения (рис. 3).

1 - при взаимодействии много «ратного растяжения;

2 - при воздействия истиргния;

3 - при совместном воздействии многократного растяжеяи* и истирания;

4 - при действии светопогоды;

5 - при комплексном воздействии факторов износа.

Рис. 3. Кивегака изменения разрывной нагрузки тегстильного материала при воздействии различных факторов

В начальный период воздействия многократного растяжения (примерно 50000 циклов) преобладает процесс ориентации структуры, происходит небольшое увеличение разрывной нагрузки (кривая 1), а при дальнейшем увеличении циклов многократного растяжения (примерно 125000 циклов) наблюдается равенство процессов улучшения и ухудшения структуры, что свидетельствует о ее стабилизации. Изменения разрывной нагрузки протекают очень медленно. Третья фаза характеризуется превалированием процесса ухудшения структуры, протекающего сравнительно быстро. При этом происходит довольно резкое снижение разрывной нагрузки.

При истирании уже в начальной стадии происходит резкое уменьшение разрывной нагрузки (кривая 2), в дальнейшем (П и III фазы) наблюдается снижение скорости изменения разрывной нагрузки.

Кривая 3 показывает совместные действия истирания и многократного растяжения. Сравнение доли падения разрывной нагрузки материала отдельно

от истирания и отдельно от многократного растяжения для разных фаз испыт ния показывает, что от истирания доля уменьшения разрывной нагрузки знач тельно больше, чем от многократного растяжения, особенно на первой стада Динамику изменения разрывной нагрузки от сочетания истирающих и растяп вающих воздействий можно объяснить компенсацией падения разрывной н; грузки из-за истирания некоторым ее возрастанием из-за структурировав под влиянием растягивающих воздействий.

Под воздействием светопогоды сначала наблюдается небольшое увелич< ние разрывной нагрузки (кривая 4), при увеличении времени инсоляции прои* ходит плавное снижение разрывной нагрузки текстильного материала.

Учитывая изложенное выше, можно предположить, что при совместно воздействии факторов износа в первой фазе снижение разрывной нагрузки пр истирании компенсируется ее повышением при многократном растяжении инсоляции, поэтому изменение разрывной нагрузки будет иметь линейны характер (кривая 5). Во II фазе стабильное состояние структуры обуславливае равномерное линейное снижение разрывной нагрузки. В III фазе процесса ра: рушения, соответствующей сроку эксплуатации материала более 1 го'да, сш жение разрывной нагрузки должно увеличиваться.

В таблице 5 приведены показатели основных механических свойств четь рех вариантов нового комплексного текстильного материала и трехслойног материала «Твид» после одного года их эксплуатации. Варианты нового мате риала обладают достаточно высокими показателями разрывной нагрузки, отне сительного удлинения при разрыве, прочности связи между слоями, жесткостт Особо следует отметить, что по показателям прочности связи между слоям после года эксплуатации новый материал более, чем в два раза превосходи «Твид».

Таким образом, результаты опытной эксплуатации подтверждают пре имущества нового комплексного текстильного материала перед трехслойны; синтетическим материалом «Твид» и дают основания прогнозировать боле длительный срок его эксплуатации.

Стендовые испытания и опытная эксплуатация нового комплексного тек стильного материала подтвердили объективность и достоверность результатов полученных при лабораторном моделировании изнашивания этого материала Сопоставляя данные изменения разрывной нагрузки исследуемого материал; при разных условиях испытаний (табл. 6), следует отметить высокую степей их сходимости. Коэффициенты корреляции между результатами испытанш находятся в пределах от 0,72 до 0,99.

Анализируя зависимость разрывной нагрузки от срока эксплуатации да каждого варианта материала при разных условиях испытаний, установили, чт< общие тенденции изменения разрывной нагрузки для исследуемого материал: принципиальных различий не имеют, наблюдается плавное снижение разрыв ной нагрузки для всех вариантов материала.

Таблица 5.

Результаты опытной эксплуатации комплексных материалов

Наименование показателя «Твид» Новый материал (варианты)

1 2 3 4

1 .Разрывная нагрузка, даН продольное направление поперечное направление 86,5 67,0 90.0 79,0 89,5 79,0 89,5 78,0 90,0 80,0

2.Изменение разрывной нагрузки к первоначальной, % проданное направление поперечное направление 20,6 22,1 19,9 19,3 18,6 19,3 18,6 21,6 18,1 18,3

Относительное удлинение при разрыве, % продольвое направление поперечное направление 28,0 24,0 27,0 25,0 27,5 27,5 28,0 25,0 27,5 27,5

4.Измененне удлинения при разрыве к первоначальному, % продольное направление поперечное направление 17,6 20,0 14,2 16,6 14,0 16,4 13.8 16,6 11,3 15,0

5.Прочиостъ связи между слоями, даН продольное направление поперечное направление 0,9 0,7 1,9 1,9 1,6 1,9 1,6 1,9 1,6

б. Изменение прочности связи между слоями, % продольное направление поперечное направление 15,4 18,2 9,5 11,1 9,5 11,1 9,5 11,1 9,5 П,1

7. Жесткость при изгибе, сН продольное направление поперечное направление 25.5 24.6 6,7 14,1 16,7 14,1 16,7 14,1 16,7 14,1

8. Изменение жесткости, % продольное направление поперечное направление 6,5 6,7 5,1 6,0 5,1 6,0 5,1 6.0 5,1 6,0

Таблица 6.

Результаты изменения разрывной нагрузки исследуемого материала после проведения эксперимента, стендовых испытаний и опытной эксплуатации

Вариант Изменение разрывной вагрузки АР„,%, после проведения

материала Эксперимента Стендовых испытаний Опытной эксплуатации

I вариант II вариант

1 продольное 20,9 17,8 16,2 17,6

поперечное 23,1 19,5 17,4 18,4

2 продольное 22,0 21,0 17,3 19,1

поперечное 22,2 23,0 19,4 19,4

3 продольное 26,8 17,8 16,4 38,6

поперечное 24,8 23,9 18,6 18,6

4 продольное 20,3 15,3 15,9 17,3

поперечное 22,7 21,1 16,3 16,8

На кривых, представленных на рис. 4, ярко выражена тенденция равн мерного снижения разрывной нагрузки для 1 варианта материала в продолык и поперечном направлениях в течение одного года эксплуатации при разнь условиях испытаний.

—♦— опыгн. Экспл. —В—стека. И сп. -А- I а ар. Эксп. ■ Х- 8 вар. Эксп.

3 4 5 6 7 8 0 10 11 12 Срок эксплуатации, месяцы

•опытн. Экспл. -стенд. Исп. вар. Эксп. -^-11 вар. Эксп.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 Срок эксплуатации, месяцы

Рис. 4. Изменение разрывной нагрузки в зависимости от времени эксплуатации при разных условиях испытаний для 1 варианта материала: а - в продольном направлении: б - в поперечном направлении

На гистограммах (рис.5) показаны изменения разрывной нагрузки для все вариантов материала при разных условиях испытаний, соответствующих одне му году эксплуатации. Выявлено, что наименьшее снижение разрывной натру; ки обнаруживают 1 и 4 варианты материала, что позволяет их считать наиболе предпочтительными для использования в качестве обивочных в автомобиле строении.

I вариант материала

условие испытании 2 вариант материала

г з *

условие испытаний

3 вариант материала

г г 4

условие испытаний

4 вариант материала

2 3 4

условие испытаний

Рис. 5. Изменения разрывной нагрузки исследуемого материала при разных условиях испытаний: 1 - ] вариант эксперимента ,2 - И вариант эксперимента, 3 - опытная эксплуатация, 4 ~ стендовые испытания.

На основании проведенных исследований износостойкости комплекснь текстильных обивочных материалов в лабораторных условиях, стендовых и питаний и опытной эксплуатации, разработана и рекомендована к внедрени методика оценки их износостойкости двумя экспресс-методами.

Выбранные параметры испытаний по обоим вариантам экспресс-метод* оценки износостойкости соответствуют одному году эксплуатации текстил ных обивочных материалов в реальных условиях.

По 1 экспресс-методу пробы подвергают многократному растяжению } 125000 циклов на приборе МР-2 в продольном и поперечном направлениях П{ амплитуде растяжения 3% и частоте 120 циклов/мин. Затем пробы подвергай истиранию на приборе ТИ-1М до 12000 циклов истирания и облучают на пр боре «Ксенотест-450», время экспонирования составляет 290 часов.

По 2 экспресс-методу пробы подвергают испытаниям на приборе ТОТ-при скорости вращения импеллера 1500 об/мин. в течение 30 минут. Затс пробы облучают на «Ксенотест - 450» в течение 290 часов.

В пятой главе приведен расчет экономического эффекта от внедрения н< вого комплексного текстильного материала и экспресс-метода оценки изноо стойкости обивочных материалов, который ориентировочно составил 1031 тыс. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.На основании проведенного анализа ассортимента комплексных тс; стильных материалов, применяемых в качестве обивочных в автомобил строении, выявлена необходимость в создании нового типа комплексного те; стильного материала отечественного производства, экологически чистог безопасного при производстве, переработке, эксплуатации и утилизации, обл дающего высоким эксплуатационными и потребительскими свойствами.

2. Установлено, что существующие в настоящее время экспрессные м тоды не могут быть использованы для оценки износостойкости обивочных м териалов, так как не учитывают комплекс основных факторов, влияющих на I; износ, поэтому для получения оперативной и объективной информации о вно! создаваемых комплексных текстильных материалов целесообразна разрабо-п лабораторного экспресс-метода оценки их износостойкости.

3. По результатам социологического исследования определены наибож значимые требования к комплексным текстильным обивочным материалам а; томобильного назначения.

4. Установлено, что основными факторами износа текстильных обивочнк материалов, применяемых в автомобилестроении, являются: механически (истирание и многократное растяжение), физико-химические (действие свет< погоды).

5. Впервые разработана классификация комплексных текстильных материалов, в основу которой положено: число слоев, сырьевой состав и структура слоев, способ их дублирования и назначение материала.

6. Разработан новый двухслойный текстильный синтетический материал, лицевой слой которого представлен тканым полотном крупноузорчатого переплетения из полиэфирных текстурированных нитей, изнаночный слой - нетканое холстопропгавное безниточное полотно «Малифлис», дублирование слоев производят клеевым способом на основе полиэфирной пасты; новизна подтверждена патентом на изобретение №2144589

от 19.01.98 г.

7. Наработаны четыре варианта комплексного текстильного материала, отличающихся по показателям структурных характеристик тканого полотна для лицевого слоя: числа нитей, поверхностной плотности, различного процентного содержания нитей разной линейной плотности и способов тскстурировапия.

8. По основным физико-механическим свойствам выявлено преимущество разработанного материала над трехслойным текстильным материалом «Твид», содержащим в качестве промежуточного слоя пенополиуретан. Новый материал имеет высокие показатели разрывной нагрузки, прочности связи между слоями, воздухопроницаемости, низкую электризуемость, а также является пожаробезопасным, экологически чистым в процессе производства, переработки, эксплуатации и утилизации.

9. Впервые разработана и рекомендована к внедрению методика проведения экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов в других вариантах:

- по I экспресс-методу: пробы подвергают последовательному воздействию многократного растяжения (на приборе МР-2) в продольном и поперечном направлениях, истирания по плоскости (на приборе ТИ-1М) и инсоляции (на приборе «Ксенотест-450»);

- по II экспресс-методу: пробы подвергают воздействию комплекса механических факторов (на приборе ТОТ-2) и инсоляции (на приборе «Ксенотест-450»).

Внедрение методики обеспечивает получение достоверных результатов по их изнашиванию в короткие сроки.

10. Установлено, что независимо от условий проведения испытаний изменение разрывной нагрузки при комплексном воздействии факторов износа носит линейный характер и адекватно описывает реальный процесс; снижение разрывной нагрузки у всех четырех вариантов комплексного текстильного материала не превышает 20%, а наиболее устойчивы к комплексному воздействию факторов износа 1 и 4 варианты материала, поэтому являются наиболее предпочтительными для использования их в качестве обивочных в автомобилестроении.

И. Стендовые испытания и опытная эксплуатация нового комплексно текстильного материала подтвердили достоверность результатов, полученш при лабораторном моделировании изнашивания этого материала. Коэффицие ты корреляции между результатами проведенных испытаний находятся в пр делах от 0,72 до 0,99, что говорит об их тесной сходимости.

12. Результаты исследований внедрены:

- на ЗАО «Иштекс» (г. Ульяновск) и способствуют расширению ассорт мента выпускаемой продукции за счет освоения предприятием технологии п лучения комплексных текстильных материалов;

- на ОАО «АвтоВАЗ» новый комплексный текстильный материал вн дрен в производство в качестве обивочного для автомобилей;

- разработанные варианты экспрессного метода оценки износостойкое: текстильных обивочных материалов рекомендованы к использованию на ОА «АвтоВАЗ» взамен опытной эксплуатации.

13. Экономический эффект от внедрения в производство нового хст пяексного текстильного материала на ЗАО «Иштекс» составил 6 495 тыс, ру( от внедрения нового обивочного материала для автомобилей на ОА «АвтоВАЗ» - 3 816 тыс. руб., от внедрения экспрессного метода оценки изн состойкости текстильных обивочных материалов на ОАО «АвтоВАЗ» -5 1' руб.

14. Разработанный новый тип комплексного текстильного материала р комендуется к использованию не только в качестве обивочного в автомобил строении, а также для изготовления одежды, обуви, обивки мебели и т.п.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Федосеева О.Ю. Тенденции применения синтетических текстильнь материалов в интерьере автомобиля. (Сб. научных трудов ГГГИС. Выпуск Часть II.),-Тольятти, 1996, - с.57-59.

2. Федосеева О.Ю., Капустина Л.А. Выбор и моделирование основнь факторов износа обивочных материалов для автомобилей при оценке их н дежности. (Сб. научных трудов ГГГИС. Выпуск 3. Часть II.), - Тольятти, 1997 с. 67-70.

3. Федосеева О.Ю., Капустина Л.А. Текстильные обивочные материалы. М,; Академические вести (приложение к газете «Вестник ГАСБУ» № 45(7( апрель 1997.), - с. 3.

4. Федосеева О.Ю., Стельмашенко В.И., Капустина Л.А. Классификащ ассортимента обивочных материалов для автомобилей. (Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Наука-сервису») - N Академия проблем качества и ГАСБУ, 1997. - с. 320.

5. Федосеева О. Ю., Капустина Л.А. и др. Текстильный синтетический м териал. Патент на изобретение № 2144589 от 19.01.1998г. - М.; ФИПС, 1998.

6. Федосеева О.Ю., Стельмашенко В.И. Двухслойный текстильный синтетический материал. (Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества». («Материаловедение-99»)), ~М.; МГУсервиса, 1999, - с. 25-27.

7. Федосеева О.Ю., Трошина A.B., Стельмашенко В.И. Результаты социологического исследования по изучению потребительских свойств обивочных материалов для автомобилей. (Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества». («Материаловедение-99»)), - М., МГУсервиса, 1999, - с. 130-132.

8. Федосеева О.Ю., Стельмашенко В.И..Эргономические показатели качества новых типов комплексных материалов. (Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности»), - М.; МГУДиТ, 2000, - с. 251.

9. Федосеева О.Ю., Стельмашенко В.И. Свстоустойчивость комплексных двухслойных текстильных полотен. (Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности». («Прогресс -2000»)), - Иваново, 2000,- с. 125-127.

10. Федосеева О.Ю., Капустина Л.А. Сравнительная характеристика ассортимента обивочных материалов для автомобилей. (Сб. научных трудов 1ТГИС. Выпуск 6. Часть 1П.), - Тольятти, 2000, - с. 69-71.

Ротапринт .МШУ Заказ „!; 179. Тиран - 7и экз.

Введение

Глава I. Аналитический обзор

1.1. Анализ ассортимента и основных способов дублирования комплексных текстильных материалов

1.2. Факторы, влияющие на износостойкость текстильных материалов

1.3. Способы моделирования эксплуатационного износа текстильных материалов и экспрессные методы его оценки 28 Выводы по I главе

Глава II. Обоснование требований к комплексным текстильным обивочным материалам и методов исследования их износостойкости

2.1. Социологическое исследование по определению значимости требований к комплексным текстильным обивочным материалам и факторов их износа

2.2. Методы и приборы для исследования износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов 46 Выводы по II главе

Глава III. Разработка нового типа комплексного текстильного материала

3.1. Разработка классификации комплексных текстильных материалов

3.2. Выбор и обоснование исходных материалов для проектирования нового комплексного текстильного материала

3.3. Технология получения нового комплексного текстильного материала

3.4. Сравнительный анализ физико-механических свойств комплексных текстильных обивочных материалов 69 Выводы по III главе

Глава IV. Разработка экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов

4.1. Моделирование эксплуатационного износа комплексных текстильных обивочных материалов в лабораторных условиях

4.2. Результаты стендовых испытаний и опытной эксплуатации исследуемого материала

4.3. Определение корреляционной зависимости между результатами лабораторных, стендовых испытаний и опытной эксплуатации комплексного текстильного обивочного материала

4.4. Методика проведения экспрессного метода оценки износостойкости комплексного текстильного обивочного материала

Выводы по IV главе

Глава V. Экономическая часть

5.1. Расчет экономической эффективности от внедрения нового типа комплексного текстильного материала

5.2. Расчет экономической эффективности от внедрения экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов

Актуальность работы. Комплексные текстильные материалы в настоящее время находят все более широкое применение как для бытовых, так и для технических целей. Их ассортимент в основном представлен материалами, дублированными пенополиуретаном, которые не удовлетворяют требованиям потребителей по гигиеническим свойствам и по причине старения пенополиуретана, что приводит к снижению срока их эксплуатации. Поэтому возникла необходимость в проектировании новых типов комплексных текстильных материалов без использования пенополиуретана, экологически чистых, обеспечивающих высокое качество изделий из них при длительной эксплуатации.

Среди отраслей народного хозяйства, использующих комплексные текстильные материалы, ведущее место занимают швейная, обувная, мебельная промышленности, а так же автомобильная.

С развитием автомобилестроения первоочередное внимание должно уделяться комфортабельности транспортных средств, безопасности их воздействия на человека и окружающую среду.

Опыт работы зарубежных и отечественных производителей автомобилей показал, что для создания комфортных условий в салоне автомобиля, а, следовательно, и для повышения его конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках сегодня всё большее применение находят текстильные материалы. Выявлена тенденция расширения ассортимента текстильных материалов за счет использования в интерьере автомобиля комплексных текстильных материалов, обладающих высокими эстетическими и функциональными свойствами.

Применение новых типов обивочных материалов кроме задачи внесения разнообразия в оформление интерьера салона автомобиля, несет в себе главнейшую функцию - улучшение качества обивочных материалов и повышение срока службы готовых изделий из них. Отечественное автомобилестроение в большом количестве использует текстильные материалы импортного производства, поэтому перед текстильной промышленностью поставлена задача по разработке новых и экономичных текстильных материалов отечественного производства, которые должны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям по физико-механическим показателям и по художественно-декоративному оформлению. Актуальность разработки новых типов комплексных текстильных материалов становится очевидной.

Насыщение рынка текстильными материалами, в основном импортного производства, применяемыми в качестве обивочных, ставит перед производителями отечественных автомобилей задачу быстрого и правильного их выбора из всего разнообразия. Для решения этой проблемы необходимы лабораторные методы экспрессной оценки износостойкости текстильных материалов автомобильного назначения. Анализ способов моделирования эксплуатационного износа различных текстильных материалов в лабораторных условиях показал, что лабораторных методов оценки износа текстильных обивочных материалов для интерьера автомобиля не существует, исследование по их износостойкости практически не проводились, хотя информация о поведении этих материалов в условиях эксплуатации имеет большое значение как для производителя, так и для потребителя. Поэтому задача создания таких методов весьма актуальна.

Целью диссертационной работы является разработка новых типов комплексных текстильных материалов и экспрессного метода оценки их износостойкости, что предусматривало решение следующих задач:

1. проведение анализа существующего ассортимента комплексных текстильных материалов, используемых в качестве обивочных в автомобилестроении;

2. разработку классификации комплексных текстильных материалов;

3. определение факторов, влияющих на изнашивание текстильных обивочных материалов;

4. проведение анализа известных экспрессных методов оценки износостойкости текстильных материалов;

5. проведение социологического опроса для определения основных требований, установления значимости показателей качества и факторов износа комплексных текстильных материалов для обивки салона автомобиля;

6. выбор исходных материалов для проектирования нового комплексного текстильного материала и разработку нового типа комплексного текстильного материала;

7. проведение сравнительной оценки физико-механических свойств нового и существующего комплексного материала;

8. разработку экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов;

9. проведение стендовых испытаний и опытной эксплуатации исследуемого материала;

10. определение корреляционной зависимости между результатами экспрессного метода, стендовых испытаний и опытной эксплуатации комплексных текстильных обивочных материалов.

Научная новизна работы:

- разработана классификация комплексных текстильных материалов, в основу которой положено: число слоев, структура и способы их дублирования, сырьевой состав и назначение материалов;

- сформулированы требования к текстильным обивочным материалам и определена значимость факторов, влияющих на их износ;

- разработан новый тип комплексного текстильного материала, представляющий двухслойный синтетический текстильный материал, лицевой слой которого - тканое полотно крупноузорчатого переплетения из полиэфирных текстурированных нитей, изнаночный слой — нетканое холстопрошивное безниточное полотно «Малифлис», дублирование слоев проходит клеевым способом термоадгезивом на основе полиэфирных паст; новизна подтверждена патентом на изобретение № 2144589 от 19.01.1998г.;

- разработан экспрессный метод оценки износостойкости текстильных обивочных материалов;

- получены зависимости изменения разрывной нагрузки текстильных обивочных материалов от комплексного воздействия факторов износа.

Практическая значимость работы:

- разработанный комплексный текстильный материал внедрен в производство на ЗАО «Иштекс» (г. Ульяновск) и на АО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти);

- разработанный экспрессный метод оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов рекомендован к применению на АО «АвтоВАЗе» для ускоренной оценки качества внедряемых в производство обивочных материалов.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР лаборатории полимерных материалов Управления лабораторно-исследовательских работ АО «Авто ВАЗ» (г. Тольятти).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании проведенного анализа ассортимента комплексных текстильных материалов, применяемых в качестве обивочных в автомобилестроении, выявлена необходимость в создании нового типа комплексного текстильного материала отечественного производства, экологически чистого, безопасного при производстве, переработке, эксплуатации и утилизации, обладающего высоким эксплуатационными и потребительскими свойствами.

2. Установлено, что существующие в настоящее время экспрессные методы оценки износостойкости текстильных материалов не могут быть использованы для оценки обивочных материалов, так как не учитывают комплекс основных факторов, влияющих на их износ, поэтому для получения оперативной и объективной информации об износостойкости вновь создаваемых комплексных текстильных материалов целесообразна разработка лабораторного экспресс-метода оценки их износостойкости.

3. По результатам социологического исследования определены наиболее значимые требования, которым должны удовлетворять комплексные текстильные обивочные материалы автомобильного назначения: эксплуатационные (надежности), экологические, эргономические и эстетические.

4. Установлено, что основными факторами износа текстильных обивочных материалов являются: механические (истирание и многократное растяжение), физико-химический (действие светопогоды).

5. Впервые разработана классификация комплексных текстильных материалов, в основу которой положено: число слоев, сырьевой состав и структура слоев, способ их дублирования и назначение материала.

6. Разработан новый двухслойный текстильный синтетический материал, лицевой слой которого представлен тканым полотном крупноузорчатого переплетения из полиэфирных текстурированных нитей, изнаночный слой -нетканое холстопрошивное безниточное полотно «Малифлис», дублирование слоев производят клеевым способом термоадгезивом на основе полиэфирной пасты; новизна подтверждена патентом на изобретение № 2144589 от 19.01.98г.

7. Наработаны четыре варианта комплексного текстильного материала, отличающихся по показателям структурных характеристик тканого полотна для лицевого слоя: плотности ткани, поверхностной плотности, за счет различного процентного содержания нитей разной линейной плотности и способов текстурирования.

8. По основным физико-механическим свойствам выявлено преимущество разработанного материала над трехслойным текстильным материалом "Твид", содержащим в качестве промежуточного слоя пенополиуретан. Новый материал имеет высокие показатели разрывной нагрузки, прочности связи между слоями, воздухопроницаемости, низкую электризуемость, а также является пожаробезопасным, экологически чистым в процессе производства, переработки, эксплуатации и утилизации.

9. Впервые разработана методика проведения экспрессного метода оценки износостойкости комплексных текстильных обивочных материалов в двух вариантах:

I экспресс-метод: пробы подвергают последовательному воздействию многократного растяжения (на приборе МР-2) в продольном и поперечном направлениях, истирания по плоскости (на приборе ТИ-1М) и инсоляции (на приборе «Ксенотест-450»);

II экспресс-метод: пробы подвергают воздействию комплекса механических факторов (на приборе ТОТ-2), затем их облучают (на приборе «Ксенотест-450»).

10. Стендовые испытания и опытная эксплуатация нового комплексного текстильного материала подтвердили достоверность результатов, полученных при лабораторном моделировании изнашивания этого материала. Коэффициенты корреляции между результатами проведенных испытаний находятся в пределах от 0,72 до 0,99, что говорит об их тесной сходимости. Внедрение данной методики по комплексной оценке износостойкости обивочных материалов обеспечивает получение достоверных результатов по их изнашиванию в более короткие сроки.

11. Установлено, что независимо от условий проведения испытаний изменение разрывной нагрузки при комплексном воздействии факторов износа носит линейный характер и адекватно описывает реальный процесс, снижение разрывной нагрузки у всех четырех вариантов комплексного текстильного материала не превышает 20%, а наиболее устойчивы к комплексному воздействию факторов износа 1 и 4 варианты материала, поэтому являются наиболее предпочтительными для использования в качестве обивочных в автомобилестроении.

12. Результаты исследований внедрены на ЗАО «Иштекс» (г. Ульяновск) и способствуют расширению ассортимента выпускаемой продукции за счет освоения предприятием технологии получения комплексных текстильных материалов; на АО «АвтоВАЗ» новый комплексный текстильный материал внедрен в производство в качестве обивочного для автомобилей; разработанные варианты экспрессного метода оценки износостойкости текстильных обивочных материалов рекомендованы к внедрению на АО «АвтоВАЗ» взамен опытной эксплуатации этих материалов в реальных условиях для определения степени их изнашивания в более короткие сроки.

13. Экономический эффект от внедрения в производство нового комплексного текстильного материала составил 6 495 тыс. руб., от внедрения нового обивочного материала для автомобилей - 3 816 тыс. руб., от внедрения

122 экспрессного метода оценки износостойкости текстильных обивочных материалов - 5 140 руб.

14. Разработанный новый тип комплексного текстильного материала рекомендуется к использованию не только в качестве обивочного в автомобилестроении, а также для изготовления одежды, обуви, обивки мебели и т.п.

1. Усенко Т.Д. Разработка технологии изготовления трикотажного дублированного с пенополиуретаном материала для обивки автомобилей. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -М.; 1981, 159 с.

2. Усенко Т.Д., Верховинина Л.Д. и др. Трикотаж, дублированный пенополиуретаном, для автомобилей. М.; Текстильная промышленность, 1978, №5, с. 67.

3. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В. Материалы для изготовления и ремонта одежды. М.; Высшая школа, 1997.

4. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В. Материаловедение швейного производства. М.; Легпромбытиздат, 1987.

5. Пальмер К. Современные методы дублирования материалов. М.; Международная выставка одежды, 1967, доклад №14.

6. Survey of machinery for laminating. Textile Month, A., 1970, p. 56.

7. Лукошевичене E.C.-H., Гутаускас M.M. Проектирование дублированных материалов с заданными свойствами. М.; Текстильная промышленность, 1971, №2, с. 43-46.

8. Лукошевичене Е.С.-Н., Гутаускас М.М. Исследование влияния толщины слоя поролона на некоторые эксплуатационные свойства дублированных систем «Ткань-поролон». К.; Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1970, №1, с. 97.

9. Материалы, дублированные с пенопластами. М., Всесоюзный постоянный павильон лучших образцов товаров народного потребления Госкомитета по торговле при СНХ СССР, 1963, с. 21.

10. Ю.Лукошевичене Е.С.-Н. Исследование эксплуатационных свойств текстильных материалов, дублированных с поролоном термическим способом. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. - К.; 1973,180 с.

11. П.Игнатьева В.Ф., Воробьев Б.В. Производство дублированных материалов клеевым способом с применением полиуретанового клея. М.; ЦНИИТЭИ легпром, Экспресс-информация, 1975

12. The production of Laminated Fabric in England. Hosiery Trade Journal, 1970, №914, p. 56.

13. Карасев B.K. Свойства трикотажных полотен, дублированных поролоном, и их использование для верхней одежды. К.; Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1967, №2, с. 158-163.

14. Макарышева Т.С. Разработка метода определения и способов повышения формоустойчивости дублированных текстильных материалов для обуви. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -Киев, 1987, 151 с.

15. Weston. Evans machines for laminating. The Hosiery Trade Journal, Y., 1971, № 925, p.98.18.«World Leather» 1996-1997, №8, c. 136.

16. Журнал «За рулем» №5 (май), 1998.20.1ndustrial Textiles, №6, 1991, p. 14-15.21. «Knitt Tinus», № 11, 1996, (65), c. 12-14.22. «Maschen-Industrie», №8, 1996.23. «Maschen-Industrie», №46-9, 1996, с. 730-732.24.«Maschen-Industrie», №48-5, 1998, с. 277.

17. Материалы симпозиума ф. «Хёхст» (Германия), 1990.

18. Мурадьян P.A. Эффективность производства дублированных материалов. -М.; Кожевенно-обувная промышленность, 1975, №6, с. 38.27.«Nonwovens Rept.Int.» №320 1997, с. 4,6.

19. Саутенкова В.А. и др. Трикотажный материал для потолка салона автомобиля «Чайка». М.; Технология автомобилестроения, 1979, №3, с.23.

20. Федосеева О.Ю. Тенденции применения синтетических текстильных материалов в интерьере автомобиля. (Сб. научных трудов ПТИС. Выпуск 2. Часть II.) Тольятти, 1996, с. 57-59.

21. Мустаев И.Ф., Ермилова H.A. Применение текстильных материалов в интерьере легковых автомобилей. (Сборник научных трудов «Современные проблемы качества потребительских товаров»). СПб, 1997, с. 14-17.

22. Отчет по теме НИР 12071/11 «Разработка, освоение и внедрение ворсованного трикотажа, дублированного пленкой ПВХ для обивок дверей автомобилей ВАЗ». Тольятти, АО «АвтоВАЗ», УЛИР, 1989.

23. Кукин Т.Н. и др. Текстильное материаловедение( I часть). М.; Легпромбытиздат, 1989.

24. Склянников В.П., Афанасьев Р.Ф., Машкова E.H. Гигиеническая оценка материалов для одежды. -М.; Легпромбытиздат, 1985.

25. Отчет по теме НИР 12071/17 «Проведение исследований по увеличению светостойкости обивочных материалов». Тольятти, АО «АвтоВАЗ», УЛИР, 1989.

26. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства. М.; Легпромбытиздат, 1986.

27. Садыкова Ф.Х. и др. Текстильное материаловедение и основы текстильных производств. -М.; Легпромбытиздат, 1989.

28. Садыкова Ф.Х. Текстурированные нити, основные их свойства и методы определения. -М.; Легкая индустрия, 1974.

29. ТУ 8726-035-05790484-94 «Материал обивочный трикотажный типа «Капровелюр».

30. Федосеева О.Ю., Капустина Л. А. Сравнительная характеристика ассортимента обивочных материалов для автомобилей. (Сб. научных трудов ПТИС. Выпуск 6. Часть III.) Тольятти, 2000, с. 69-71.

31. Отчет по теме НИР 12071/10 «Подбор альтернативных обивочных материалов для использования в обивках сидений автомобилей ВАЗ». -Тольятти, АО «АвтоВАЗ», УЛИР, 1988.

32. ТУ 6-13-05763352-118-95 «Материал обивочный типа «Твид».

33. ТУ 8726-100-05790484-96 «Материал обивочный трикотажный триплированный типа «Бархат».

34. ГОСТ 15467-70 «Качество продукции. Термины».

35. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов. М.; Легкая и пищевая промышленность, 1984.

36. Бузов Б.А., Никитин A.B. Исследования материалов для одежды в условиях пониженных температур. М.; Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1985.

37. Зайцева Л.В. Моделирование эксплуатационного износа тканей для школьной формы в лабораторных условиях. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук.- М.; 1972, 157 с.

38. Афанасьева Т.А. Разработка метода оценки износостойкости ковровых изделий от истирания. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. М.; 1978, 21 с.

39. Мустаев И.Ф. Потребительские свойства обивочных тканей автомобильного назначения. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -СПб.; 1999, 19 с.

40. Кирюхин С.М. Исследование стойкости к истиранию шерстяных тканей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -М.; 1968, 23 с.

41. Марголин И.С. Изнашивание шерстяных тканей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени доктора тех. наук. -М.; 1979, 23 с.

42. Павлов А.И. Исследование износа текстильных материалов, разработка методов и аппаратуры для этих целей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени доктора тех. наук. Ленинград, 1973, 56 с.

43. Симоненко Д.Ф. Разработка лабораторного метода оценки износа бельевого трикотажа. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -М.; 1967, 167 с.

44. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение.(1 часть) — М.; Легпромбытиздат, 1989.

45. Кирюхин С.М., Додонкин Ю.В. Качество тканей. М.; Легпромбытиздат, 1986.

46. Склянников В.П. Строение и качество тканей. М.; Легкая и пищевая промышленность, 1984.

47. Горшкова С.С., Копчиков И.А. Новый прибор для оценки светостойкости материалов. (Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Наука сервису») - Москва, 1996, с. 353.

48. Никитиных Е.И. Разработка теоретических основ и методики прогнозирования характеристик старения текстильных материалов. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -М.; 1993, 18 с.

49. Федосеева О.Ю., Капустина Л.А. Выбор и моделирование основных факторов износа обивочных материалов для автомобилей при оценке их надежности. (Сб. научных трудов ПТИС. Выпуск 3. Часть II.) Тольятти, 1997, с. 67-70.

50. Соловьев А.Н. Прогнозирование стойкости текстильных волокон к различным воздействиям (11 конференция по текстильному материаловедению «Совершенствование методов и приборов, улучшающих оценку качества текстильных материалов»), М.; 1984, с. 174-175.

51. Белкина С.Б. Лабораторное моделирование изнашивания костюмных тканей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. М.; 1985, 25 с.

52. Беляева С.А. Исследование и оценка износостойкости искусственного меха. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. -М.; 1981, 31с.

53. Гинтибидзе Н.Г. Изыскание оптимального критерия для оценки устойчивости платьевых тканей к износу от истирания. М.; 1981, 29 с.

54. Уразов Н.Х. Проблемы оценки строения и износостойкости хлопчатобумажных тканей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени доктора тех. наук. Ленинград, 1975, 42 с.

55. Плеханова Г.М., Влияние условий внешней среды на эксплуатационные свойства тканей, выработанных из синтетических волокон и натурального шелка. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. Ленинград, 1967, 21 с.

56. Шаршов B.C. Оценка износа тканей в одежде специального назначения (для шахтеров). Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. Ленинград, 1971, 171 с.

57. Соколова Л.Н. Разработка и исследование технологии дублирования мебельных тканей. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата тех. наук. М.; 1987, 20 с.

58. Гущина К.Г. и др. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качества. М.; Легкая и пищевая промышленность, 1984.

59. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В., Калинина Г.В. Оценка износа тканей в лабораторных условиях. М.; Известия вузов, Технология текстильной промышленности, 1987.

60. Додонкин Ю.В., Кирюхин С.М. Ассортимент, свойства и оценка качества тканей. М.; Легкая индустрия. 1979.

61. Сухарев М.И. Проблемы оценки качества текстильных изделий. (Труды 8-й Всесоюзной конференции по текстильному материаловедению) -, Ленинград, 1974, с. 338.

62. Материалы к занятиям по социологии. / Под ред. П.Д. Павленка. М.; ГАСБУ, 1995.

63. Бузов Б.А. и др. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства. -М.; Легпромбытиздат, 1991.

64. Майоров М.А. Разработка метода оценки качества и прогнозирования надежности нетканых текстильных материалов для дорожного строительства. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. М.; 1989, 190 с.

65. РД 17 РСФСР 10-09.1-89 «Руководящий документ. Разработка, согласование, утверждение и регистрация технических условий».

66. ГОСТ 1.3-92 «Технические условия. Порядок согласования утверждения и государственной регистрации».

67. ГОСТ 2.114-0,5 «ЕСКД. Технические условия».

68. ГОСТ 3811-72 «Материалы текстильные. Ткани, нетканые полотна и штучные изделия. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей».

69. ГОСТ 3813-72 «Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения разрывных характеристик при растяжении».

70. ГОСТ 8972-78 «Кожа искусственная. Метод определения намокаемости и усадки».

71. ГОСТ 9733.0-83 «Материалы текстильные. Общие требования к методам испытаний устойчивости окрасок, к физико-химическим воздействиям».

72. ГОСТ 9733.3-83 «Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к свету в условиях искусственного освещения (ксеноновая лампа)».

73. ГОСТ 9733.4-83 «Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к стиркам».

74. ГОСТ 9733.5-83 «Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к дистиллированной воде».

75. ГОСТ 9733.6-83 «Материалы текстильные. Метод испытаний устойчивости окрасок к поту».

76. ГОСТ 9733.27-83 «Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к трению».

77. ГОСТ 9913-90 «Материалы текстильные. Метод определения пиллингуемости».

78. ГОСТ 12088-77 «Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости».

79. ГОСТ 12739-90 «Материалы текстильные. Метод определения стойкости к истиранию».

80. ГОСТ 17317-88 «Кожа искусственная. Метод определения прочности связи между слоями».

81. ГОСТ 19616-81 «Ткани и трикотажные полотна. Метод определения удельного поверхностного электрического сопротивления».

82. ГОСТ 25076-92 «Материалы неметаллические для отделки интерьера автотранспортных средств. Метод определения огнеопасности».

83. ГОСТ 20566-75 «Ткани и штучные изделия текстильные. Правила приемки и метод отбора проб».

84. ГОСТ 24957-81 «Ткани и штучные изделия текстильные. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

85. Паршина Л.Н. Разработка и исследование способов повышения качества соединений деталей швейных изделий специального назначения из материалов полиамидной группы. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата тех. наук. М.; 1992, 181 с.

86. Инструкция И 1973.37.101.017-89 Методика испытаний сидений на долговечность.

87. ТУ 6-13-05763352-02-96-93 «Нить полиэфирная пневмотекстурированная».

88. ТУ 6-13-05763352-03-96-93 «Нить полиэфирная текстурированная».

89. ТУ 17-28-17-94 «Полотно холстопрошивное безниточное обивочное «Малифлис».

90. ГОСТ 10435-80 «Волокно и жгут полиэфирные шерстяного типа».

91. ГОСТ 10546-80 «Волокно вискозное».

92. Бурдюков A.B., Петухов Г.Н. Механическая технология производства нетканых материалов. -М.; Легпромбытиздат, 1989.

93. Федосеева О.Ю., Капустина Л.А. и др. Текстильный синтетический материал. Патент на изобретение № 2144589 от 19.01.98 г., М.; ФИПС, 1998.

94. Беркович Н.Ю. и др. Шерстоткачество. М.; Легпромбытиздат, 1985.

95. Ковалева О.Н., Кедало В.Д. Устройство для изготовления дублированного материала. Решение о выдаче свидетельства на полезную модель № 96121818 от 15.11.1996г. -М.; ВНИИГПЭ, 1996.

96. ГОСТ 8977-74 «Кожа искусственная. Методы определения жесткости и упругости».

97. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.; Наука, 1976.

98. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М.; Легкая индустрия, 1970.

99. Поздняков Б.П. Методы статистического контроля и исследования текстильных материалов. — М.; Легкая индустрия, 1978.

100. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.; Легкая индустрия, 1974.

101. Кирюхин С.М. Анализ и использование статистических моделей при нормировании, оценке и исследовании показателей качества текстильных материалов. Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени доктора тех. наук. М.; 1978, 43 с.

102. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механикотехнологических процессов в текстильной промышленности. М.; Легкая индустрия, 1980.

103. Кокеткин П.П. Механические и физико-химические способы соединения деталей швейных изделий. М.; Легкая и пищевая промышленность, 1983.

104. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.; Высшая школа, 1988.

105. Сафронова И.В. Методы и средства измерений технологических процессов швейного производства. М.; Легкая и пищевая промышленность, 1983.

106. Севастьянов А.Г. Механическая технология текстильных материалов. М.; Легпромбытиздат, 1989.

107. ГОСТ 3810-72 «Ткани и штучные изделия текстильные. Метод отбора проб ».

108. ГОСТ 10681-75 «Материалы текстильные. Климатические условия для кондиционирования и испытания проб и методы их определения».

109. Крейнина М.Н. Финансовое состояние предприятия. М.; ИКУ «ДИС», 1997.