автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающей технологии и рациональных заправок бикомпонентного трикотажа спортивного и бельевого назначения

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

т.». л i г т,гг\ги тт,п 1 л ГШ . Н.. П . Г\1_л_^пи. ЯПН

пш ирсшслл у у n.uim' jk'1

ХГТТХУ агу'Ч r\ncz -f Cfl Г» И

J Дг\ Ulf. UliLi-J , J. . Do l . i

ППОП^'ППЛ глтттпл tnni rnn« 1 UrUAUDH UJ1П1 H. ШГлЕоПН

пддо ДТГПТЬ'Л ОСП1ГОПП!"Т^ОГЛ Д!Л?П1Г#

rHXDUirVK rtioj гьиьлс.гса

Л ТАТПГТ'Т/Г TTTVI 1ГЛ ТПТПТ/ГГ/Г НЛЛЦСЛ'! I L/vnu.ilUl J'iil

Ы П л TTXtVU! л TTT I п п,- пдттпдплг; j'i гяцшпшшпсьч оаигнвиа

■mvn/ni ¿ТТГигГГТ !TI innn ТПН1/ПТ л иг л

ßi'lr\.UlVlliunП,П J. nui U 1 mrvu 1HJTIH

ПГТППТМП' [ППП T<T РГ7ТП ГППТ1П IT Л n IT л тпттгг-ггг Uiunnbnuiu i'l DLJlDLDUi U ПШПнЧйпИп.

' flttnTtTrn T»T -ГТГ-1 r-tm-r О CT "10 Г\ О

ииецисищ tiuuiD ш . ia. uo

технология текстильных материалов

TT» »л л wn m n t t т n n /-> т »птттт» r»

Дnuut?у гctu,k'iii ttct '_;uwut\,citinti

учёной степени кандидата

m л 1итт«тт >—w t итпг тт i->t rtn

хвлаичвилил tictyn.

Научный руководитель

■n r-i » /irni-v тл m у—ч i r ttt »t » n л «ntiir тт ni г т r»

дилТир тйлиичеипил nciyn. Lipuiptfuuup I\J Дглопп Ji . Hl .

Москва -

ПАЛ

1заз

(-1ПТ1"ггп1Г/,л I гг/ггг о и/а, с,глгн.пИс-

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ ОДЕВДЫ В ТЕПЛООБМЕНЕ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА С 13 ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ. АНАЛИЗ СУ11ЩСТВУЮЩЕГ0 АССОРТИМЕНТА БЕЛЬЕВОГО И СПОРТИВНОГО ТРИКОТАЖА И СПОСОБОВ ПОЛУ-

ТТТГПТ/ГСТ гТЧТПП/ТТТ/ГП"Л 7ТТ ГГТ П.' тпш/птлтпт П.' ГТПТТОТП'Ц ПППТ Л I |ПП_

чс.п1'1Л. пгч1^ипнл.шпп1л. 1 гу±1\<и 1 шипид шли1сп. шынпиЬ

КА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Физпологические особенности теплообмена организма 13

по

человека с внешней средой.

1.2. Развитие учения об одежде. 18

1.3. Гигиенические требования к одежде и текстильным материалам .

1.4. Понятие о комфорте одежды и факторах,его определяю- 27 щих.

1.5. Анализ существующего ассортимента и способов изго- 30 товления функциональной одежды.

Выводы по главе 1 43

ГЛАВА 2. ВЫБОР СЫРЬЯ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН. 44 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛАГОПОГЛО-ЩАЩИХ И ВЛАГОПГОВОДЯЩИХ СВОЙСТВ ПАКЕТОВ ИЗ ОБРАЗЦОВ ТРИКОТАЖА.

2.1. Капиллярные процессы в текстильных материалах. 44 Принципы построения капиллярных насосов. Определение пористости трикотажа. 55

о п

«С № «С I

о

о

2.2.1. Поры б трикотажном полотне. 55

ООО Пттптип »-»«^▼»^-.гги-п^тт» С О

ице£и\с! пирпСТииТи. и о

2.3. Методика проектирования и оценка, влагопроводящих и 83 влагопоглощэющих свойств трикотажных пакетов для функциональ ной од ежды.

2.3.1. Обзор существующих методик определения гигроскопи- 69 чеоких свойств текстильных полотен.

2.3.2. Методика и оценка влагопоглощащих свойств трикота- 78 жа из монокомпонентного сырья.

2.3.3. Проектирование бикомпонентных пакетов трикотажа для 84 функциональной одежды.

2.3.4. Методика оценки влагопоглощащих и влагопроводящих 88 свойств бикомпонентных пакетов из трикотажа.

Выводы по главе 2 95

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУР ЕЙКОМПО- 97 НЕНТНОГО ТРИКОТАЖА.

3.1. Обще особенности строения бикомпонентного трикота- 97

•МГ П * п* 9 ТТТ »Т* Т»» г л « л гт ут ГУ гтч л

та ПдуЛариыл иервиЛехеиши.

3.2. Проектирование структуры бикомпонентного трикотажа 108 с заданным послойным разделением сырья.

3.3. Метод проектирования материалоёмкости бикомпонент- 148 ных полот 6 к.

3.4. Экспериментальная апробация получения бикомпонент- 155 ных полотен на кругловязальных машинах.

Выводы по главе 3 176

- ч. -

л rtr> 11 а

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЙКОМПОНЕНТНЫХ ПОЛОТЕН С ПОСЛОЙНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ипнгпл.

4.1. Анализ факторов, влияющих на влагопоглощающие свой- 180

mr% m m л « в/1 m т г тгт »» rv ti rv \ а г-\ г»» л vw т»п

uTHcl ХВП.иХШШИШ'и MirLiepi'lcUlct.

4.1.1. Исследование влияния процентного содержания сырья в 180 полотне на влагопоглощающие свойства полотна.

4.1.2. Исследование влияния опорной поверхности полотна на 186 его влагопоглощающие свойства.

4.2. Исследование влагопоглощающих и влагопроводящих 194 свойств бикомпонентных трикотажных полотен с послойным разделением сырья.

4.2.1. Анализ существующих методов оценки влажности слоев 194 бикомпонентных полотен. Разработка методики определения привеса влаги слоев при помощи влагопоглощающих салфеток.

4.2.2. Оценка привеса влаги образца бикомпонентного полот- 201 на с полным разделением сырья по слоям.

4.2.3. Оценка привеса влаги образца бикомпонентного полот- 206 на с неполным разделением сырья по слоям.

4.3. Исследование теплозащитных свойств бикомпонентного 210 трикотажа.

4.3.1. Анализ существующих методик по оценке теплозащитных 213 свойств текстильных материалов.

4.3.2. Исследование процессов сушки образцов трикотажа, 220 различающихся по сырьевому составу.

Выводы по главе 4 225

с: Li

П ГЗ Г7 ТТН1 ЦТ/Г Г7 ОП)СДС.П ПП*

Рынок товаров народного потребления представляет собой форму к средство удовлетворения потребностей людей. Обеспечить полную продажу на рынке всего объёма запланированной к выпуску продукции по предполагаемым ценам можно только при условии выпуска продукции в необходимом потребителям объёме с требуемыми потребительскими свойствами. Поэтому анализ рынка сбыта, выявления количественных и качественных потребностей в продукции лёгкой промышленности представляет собой один из наиболее ответственных этапов работы.

Особенность текстильного производства связана с характером спроса, удовлетворяемого данным производством, учитывая, что в текстильной промышленности доминирует производство предметов потребления, для каждого из которых существует определённый уровень насыщения. Также изделиям лёгкой промышленности присуще свойство быстрого морального износа, степень которого определяется современностью изделия. Качество продукции является относительным её свойством, изменяющимся в соответствии с эволюцией потребностей людей. Научно-технический и социальный прогресс обуславливает появление новых потребностей и, соответственно, продукции с новыми потребительскими свойствами.

Основным и необходимым условием конкурентоспособности продукции является максимально точное определение запросов потребителей и наиболее полное их удовлетворение. Спрос на продукцию всегда конкретен в своих проявлениях. Он привязан ко времени и к месту, товарам, группам населения, ценам и доходам. Поэтому при анализе рынка необходимо изучение потребностей той группы потре-

бителей, для которой предназначен данный товар.

В настоящее время вследствие насыщения рынка трикотажной продукцией требования к её качеству со стороны покупателей резко возросли. Современный дизайн и оптимальная конструкция уже не являются единственными требованиями, которые обеспечивали бы сбыт трикотажной продукции. Чтобы выжить в условиях конкуренции, производителю необходимо постоянно расширять ассортимент, изучать рынок, искать новые ниши в нём, создавать одежду,обладающую новыми свойствами, способную удовлетворить потребности той или иной группы населения.

С этой точки зрения очень перспективно такое направление, как производство функциональной одежды, в которой наряду с требованиями конструкции и внешнего оформления доминирующими являются свойства, определяющие её целевое назначение. В последнее время понятие комфорта (удобства) стало одним из основных при проектировании новых видов одежды. Такие изделия позволяют обеспечить высокую комфортность в носке и создают физиологические условия нормального самочувствия человека при эксплуатации этих изделий, например, при значительных физических нагрузках, и, следовательно, усиленном потоотделении за счёт быстрого удаления влаги из пододёжного пространства.

За рубежом в последние годы это направление усиленно развивается, проектирование подобной одежды получило название "комфортного дизайна". Лучшими зарубежными аналогами в этом направлении являются двухслойные структуры трикотажа, одна сторона которого выполнена из натуральных волокон, другая - из синтетических микроволокон (т.е. волокон, линейная плотность которых менее 0,1 текс). В России микроволокна в настоящее время не производятся.

о

- О -

За счет структуры переплетений таких полотен можно обеспечить

/■г Т тт» гг» т-. 1» -Л Т7 «-1ТЧ Т* Г—- т П-» п ТГ ГЛ ТТЛ", "ТТ I г\ Л-. Т1-. 1—1

иыитрыи их а ид идсип ит телсл челиаелсь.

Позтому разработка структуры бикомпонентного (т.е. содержа-

1ТТ -»-» Г-\ ТТ Т*. 1П ГЧ П Г-. *ТТ »» ТТТ» ТЧ Г Т ГТТ Г» .1—1 » 11ПТ I—Г Л т ТЛ Т »» «г» ГГ» ГЛ МГ Г> <~| Т Г ТТТ ГТ ТТМ Л»Т»Т? »1 *Т Ж Т »».Л1ТТ1

ш,в1и АЫс1 рс1сзлич.м.ыл ш%Цс1 иырсн; гутчихсинс! >.; улу чшеиными гт п«ни~

чеокими свойствами для изделий спортивного и бельевого ассортимента из такого трикотажа является перспективным направлением развития технологии трикотажного производства, ресурсосбережения и расширения ассортимента трикотажной продукции.

П п Л г-1 т «п /-у г—» /—I гп гтл ГТЛ т—, т » л т /—к Л ттт л» /т г ттшт »ттттп % » тт пттп *■> ттлттг цп I Л ( I Т* Л •» »» *

гси^итЗ ииихветихиу еТ ииш,ему Нслучпиму псшусшлвш'ш IVи. т ш.

АТ I ХГ I—I .—л Т ТТЧ Т»ТТ 1П ТТ Г"» «П «-к П »1 Г"\ Л /1 ГП «ИЛ Т » Г—V Т\ 1 Т1 Г ГТ* Г.1Г Т Т Г-% ТГ Г\ ТЧ Т »Т V Т» п I Г\ "ГТ ПТТ» ПГ» Т Т 1-1 Т1Т Г гг«» п п

. п. гуииьи.'Ш1е1 ни ускэуоииТпл; пидыл хелпилипш и, иОсздсшгии пидыл гп.^-

ней, трикотажа и нетканых материалов.

Работа направлена на дальнейшее развитие теории и практики

т»ПТ»» пг\ш «-1 МГ ТТ ЛП тп г-% ТТ»^ Т I Г-% Г% Г» ТТ п гп ■»-> Щ ТТП Т» ТТТ гмг ТТТ»Т» * # 1*1 т V г г *-» тт Г-V -к ** пп «—I глт* П V—I ТТ» Т ГШ .

г у пл,и 1.г1т,м.и1'и иуиийнидигВси иуп иишвшш млх«упалиом1\иитп, раишиуе-

нии, ассортимента изделий спортивного и бельевого назначения и улучшении их качества.

Основная цель работы направлена на разработку трикотажных полотен для изделий спортивного и бельевого ассортимента с высокими функциональными свойствами на основе создания структур бикомпонентного трикотажа из сырья, применяемого на российских трикотаж,ных предприятиях в настоящее время.

В соответствии с целью в работе поставлены следующие задачи:

П ТТ 1—1 ТГТГ г-V 1ЧТ«ПТ*П Т Т Т»Т Т /-к » Т П»»1 Г ГТ11Г-\ /-V Л «—I ТТТ» ТГ 1 п г» "ТТ -МГ ТТ л ТГ т п 1 п г—\ т Т V ТТ Т ТТ1 П > »««1

- сппситс! 1'1'Ц7Кипчеип.ил хреиинсшпп л п теКитпЛхтым материалам для нее, а также факторов, определяющих комфортность одежды-,

- определение основных направлении создания одежды с высокими функциональными свойствами спортивного и бельевого назначения;

- выбор сырья для функциональных трикотажных полотен,основываясь на теории массопереноса жидкости в пористом материалел

г»

- Э -

- анализ существующих одинарных и двойных кулирных переплетений с целью выявления тех переплетений, на базе которых можно вырабатывать бикомпонентные полотна;

- разработка метода проектирования структуры бикомпонентных трикотажных полотен с заданным послойным разделением сырья при помощи матричного метода (системы УМК);

- разработка матричного метода проектирования материалоёмкости бикомпонентных полотен;

- разработка методики оценки влагопоглощающих и влагопрово-дящих свойств разработанных бикомпонентных трикотажных полотен с послойным разделением сырья;

- анализ факторов, влияющих на влагопоглощающие и влагопро-водящие свойства бикомпонентных полотен;

- исследование влагопроводящих и теплозащитных свойств бикомпонентных полотен;

Методика исследования. В работе проведены теоретические и экспериментальные исследования. Для решения поставленных задач использован системный подход. Методической и теоретической основой является информационный анализ научных и патентных источников, труды отечественных и зарубежных учёных по технике и технологии трикотажного производства. Постановка экспериментальных исследований проводилась с применением методов математической статистики, современных измерительных приборов и ЭВМ для обработки экспериментальных данных. Достоверность и обоснованность результатов подтверждена практической реализацией разработанных материалов. Исследование и оценка свойств материалов при помощи существующих методик проводилась с использованием нормативно-технической документации (ГОСТ).

Научная новизна.

При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые были получены следующие результаты!

- уточнен расчетный метод определения содержания различного вида пор для трикотажных полотен

- разработан послойный принцип построения бикомпонентного трикотажного полотна с улучшенными гигиеническими свойствами5

- на основании теории массопереноса жидкости в пористом материале и экспериментальных данных определён состав сырья, используемого для верхнего и нижнего слоев полотна;

- предложена методика определения привеса влаги образцов трикотажа;

- предложена классификация кулирных бикомпонентных трикотажных переплетений;

- разработан метод проектирования структуры бикомпонентных полотен с заданным послойным разделением сырья и их материалоёмкости;

- сформулированы правила построения матриц лица, изнанки и матрицы переплетения в системе УМК для получения бикомпонентных полотен с полным или неполным разделением сырья по слоям;

- предложена методика определения привеса влаги слоев бикомпонентного полотка при помощи влагопоглощающих салфеток;

- экспериментально установлена зависимость между привесом влаги образца и такими факторами, как процентное содержание сырья в полотне и опорная поверхность полотна;

-1 -1 - X J- _

llpaKTiiHtJUI'ietn Цкннии'гп .

Все перечисленные разработки позволяют вырабатывать высоко» л л* * л j—I mi-v tttt* т» .—k trt»rr ■?» rii-itt»» »»-i rr m* r\ г» v—i m т ri гг* т»п тт л -тт-г ?t» n -r-r гл *птт»»\ тт i—ь n i

f^dHtiu x ненныв псзделкп n рёлиитриго £&_л J и p T wivi etii пвдеЛти utiuymanuiu

tr Л Л trr Л 1". r\ Ч-l ЛП T t r\»T ПТТГ, TtTtlt /—I Tl» »—1 » nrw> ft v UtT lit tt n—I T T n T»T ТТ» TV ЖТ » —I -Г-. r-\ Tt n тт^ nt »Т» Т»

XL UfJID tiHUl'U ilctdrtdHetll'lil U ИЫииЛПМИ LJJ_V rtKjJ^'LUtlcUlD ПЬШШ. UHLm'JXactMtt w

эстетическими показателями. Предложенная методика проектирования структуры переплетения бикомпонентнык полотен позволяет проектировать полотна с заданным процентным содержанием сырья разных видов ,а также заданной материалоемкости. Предложенная методика по определению привеса влаги полотна в целом и его слоев позволяет оценить влагопоглощаюпще и влагопроводящие свойства бикомпонент-

ТТТ ТЧ Г ТТ ТТ r~l m rt tf гч i-г г—» Л тт /—V TttTI t* * тч г» г—. *т» л ТТ ПТТТГ \ » /-л Ч ТТ—I ▼ 1—Г

пыл UUJIU'lWH U HUiJJiUl'LtlhlM y3cJ Д tfJltt trU'lti М iJhipD;rL.

Апробация работы проводилась в УПм fvu?TA им. А.К.Косыгина. На крутловязалъном оборудовании были выработаны бикомпонентные полотна различных заправок.

Основные положения диссертационнои работы были доложены и обсуждены:

- на Российской республиканской научной конференции "Теория и практика ресурсосберегающей технологии трикотажного производства и компьютерные методы его технологической подготовки" (ноябрь

•1 lino -Л \ 1330 Г.J

- на научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГТА им. А.Н.Косыгина

/¿Ьъ прпкт -1 ПП Л -Г- л

^иуеирЭлш г . j

- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль-95)" (ноябрь

•1 ЛПС Т, л

Г.j

- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль-98)" (ноябрь

■1 п

■1 пле -г-, А

í'aau i'. }

- на Бс ероооиискои научно- технической конференции "Современ-

тт1 »л m nir т т г—i тт /—i тч t»tt m í-, t n^i m т»ттт т т шт» r>\ «t it»t Tf rv »тттг» i*4 m ■» f / T* л т itn m ▼ w vtt fT~!f \ П / ttnrr Л ют

tita« ítfAíiujiui'm'i тtít\uгшюriun аримышлепаиигн i, ieriuimio- з / i ^пилиуп

-1 ГЦТТГ n ч

iaa( i.j

- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текс-

гт.т.-гт-р __ t~"¡О Л (I Луг^ггЛпт А ППГ1 -гч Л

Тшя! эо; t,tiurtupb idao r.i

- на расширенном заседании кафедры технологии трикотажного

ттт1гчт»лт%/-гтг--1П1тм-1 I /ТТГ Л г» > Л [Г »тптвтгп / г-» ч тегг» .-»/л •»-. Л

ирипйвидихна 1Уи. ш шй. н.. п. аииьа ппс! \,ип.хиирл гааа г. ;

По материалам диссертации опубликованы докладов.

статьи и тезисы

Тттлт rt nm» л t» /пЛгт л> « гл **N Л г-1 mт * TTt»i-i <—« л m «»tt rmп т тч щЛ i—\ m п >-i m r-t m í—% т« m ▼ » i—i

yTpyn.Typa ti Ридам уаииты. ДшСбртациинпаи yciuOia uuuxuni' no

введения, 5 глав с выводами, списка литературы и приложении * Работа изложена на 255 страницах машинописного текста, имеет 66 рисунков, 15 таблиц, список литературы включает 68 наименований. Приложения представлены на 10 страницах и включают пример составления рациональной раскладки лекал изделия с применением бикомпо-нентных полотен на отдельных участках и акт о внедрении результатов работы.

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ ОДЕЖДЫ В ТЕПЛООБМЕНЕ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

п гэгттггпгп1!}' пт-нт-гтой' оппшп ел! огсДии.

АНАЛИЗ СУН^СТВУЩЕГО АССОРТИМЕНТА БЕЛЬЕВОГО И СПОРТИВНОГО

ТРИКОТАЖА И СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Физиологические особенности теплообмена организма человека

с внешней средой.

Человеческий организм представляет собой саморегулируемую систему с внутренним источником тепла, в которой в нормальных условиях количество вырабатываемого тепла - теплопродукция - соответствует количеству тепла, отдаваемому во внешнюю среду - теплоотдаче. При этом температура тела человека остаётся на постоянном уровне. Тепловое равновесие между организмом чел�