Инструментальные методы оценки качества текстильных материалов (стр. 2 из 4)

3) хлопчатобумажная отваренная, отбеленная, не аппретированная миткаль;

4) образцы полушерстяной или шерстяной ткани.

Сухое трение.

Из точечной пробы испытуемого материала вырезают элементарную пробу размером 180 х 80 мм и помещают на столик 2 прибора, закрепляя ее кольцом. Из хлопчатобумажной неокрашенной ткани вырезают пробу размером 50 х 50 мм (смежная проба). Смежную пробу натягивают на резиновую пробку 3 и закрепляют зажимным кольцом 4. Грузовую головку с закрепленной на ней смежной пробой опускают на столик 2. Общее давление между столиком и пробой равно 1 даН. С помощью рукоятки 1 столик перемещают по направляющим на расстоянии 100 мм по 10 раз в одном и другом направлении.

Оценку устойчивости окраски к трению проводят по степени закрашивания смежной ткани по шкале серых эталонных окрасок. Для этого смежную ткань до и после испытания располагают рядом друг с другом на одной плоскости с ориентацией в одном направлении. Сравнение проводят на сером фоне. Активность окружающего поля должна быть между 1-2 баллами шкалы серых эталонов для оценки изменения окраски. Сравниваемые поверхности должны освещаться дневным светом с северной стороны или источником света в 600 лк и более. Свет должен падать на поверхность приблизительно под углом 45о, а направление луча зрения должно быть перпендикулярно к поверхности образцов.

Устойчивость окраски оценивается баллом той пары серых эталонов, контраст которой признается одинаковым с контрастами между окрашенными образцами до и после испытания или между не подвергавшимися испытанию и после испытания образцами смежных тканей.

Если контраст находится между двумя ближайшими эталонами шкалы, то устойчивость такой окраски оценивается двумя баллами, например: 3-4 – эта оценка означает, что окраска имеет устойчивость меньшую, чем эталон 4-го балла, но большую, чем эталон 3 балла.

Мокрое трение.

При определении устойчивости окраски при мокром трении пробу смежной ткани перед ее закреплением на грузовой головке замачивают в дистиллированной воде и отжимают до 100% привеса, пропуская между двумя резиновыми валиками. Дальнейший ход испытания тот же, что и при трении в сухом состоянии. По окончанию испытания образец сушат по ГОСТ9733.0-83, т.е. образцы сушат на воздухе в подвешенном состоянии при t не выше 60оС, образцы должны быть защищены от прямого солнечного света.

2. Методы и приборы оценки одноцикловых характеристик при растяжении (компонентов деформации при растяжении) – релаксации.

В швейном производстве, в частности при разматывании рулона полотна, настилании его для раскроя, выполнении швов, влажно-тепловой обработки и т.п., материалы подвергаются действию, как правило, небольших по величине нагрузок, значение которых составляет 1 — 2 % разрывных. В зависимости от способности материала сопротивляться этим воздействиям устанавливаются режимы технологических операций.

При эксплуатации одежды материалы, из которых она изготовлена, в редких случаях подвергаются однократному воздействию непрерывно возрастающей и доходящей до разрушающей нагрузки. Обычно материалы деформируются в результате действия усилий, величины которых значительно меньше разрывных: для тканей они составляют в основном 1 — 3 даН на ширину полоски 5 см и только на отдельных участках одежды достигают 8 — 9 даН. При эксплуатации трикотажных изделий напряжение от растяжения трикотажа составляет около 0,1 МПа.

Таким образом, и в производстве швейных изделий, и при их эксплуатации на материал действуют небольшие нагрузки, которые, чередуясь с разгрузкой и отдыхом, расшатывают структуру материала и приводят к его ослаблению; происходящие при этом изменения в размерах и форме материала на отдельных участках одежды значительно ухудшают ее внешний вид.

Изучение получаемых при испытаниях в цикле нагрузка—разгрузка—отдых характеристик механических свойств текстильных материалов представляет большой интерес, а результаты подобных исследований могут использоваться при конструировании деталей одежды, ее изготовлении, при разработке новых материалов с улучшенными свойствами.

Исследованием тканей при растяжении их нагрузками меньше разрывной начали заниматься в начале XX в. русские ученые. Однако эти работы в то время не получили развития.

Успехи в изучении механических свойств полимеров способствовали развертыванию работ по изучению механических свойств текстильных материалов и исследованию релаксационных явлений, вызванных внешними воздействиями на материалы. Значительные работы в этой области выполнили Г.Н.Кукин, А.Н.Соловьев, А.И.Кобляков, И.И.Шалов, А.В.Матуконис, В.М.Милашюс, В. П. Склянников и др.

Сетчатое строение тканей и петельное строение трикотажа обуславливают образование многочисленных связей. Все связи, действующие в материале, принято разделять на две группы: внешние, определяемые особенностями строения материала, и внутренние, обусловленные особенностями строения нитей (пряжи) и волокон.

При переплетении нитей в ткани между ними возникают силы трения и сцепления. В точках контакта нитей основы и утка эти силы значительно возрастают. Кроме того, структура ткани представляет собой пространственную решетку, форма и размеры которой в значительной степени определяют способность ткани деформироваться. В зависимости от вида переплетения, фазы строения ткани изменяются изгиб и взаиморасположение нитей основы и утка, углы обхвата нитей. Все эти внешние связи, определяемые особенностями строения ткани, оказывают существенное влияние на проявление сил трения и сцепления между нитями и, в конечном счете, на деформационную способность ткани.

Наряду с внешними связями в ткани действуют внутренние связи, определяемые силами трения и сцепления между волокнами в нитях (пряже), силами межатомных и межмолекулярных связей в волокнах.

В трикотаже внешние связи характеризуются силами трения и сцепления, возникающими между нитями петель. Вследствие петельного строения трикотажа его внешние связи несколько слабее и подвижнее, чем в ткани. Для изменения этих связей требуется приложить меньшее усилие. Внутренние связи в трикотаже, как и в тканях, обусловлены силами трения и сцепления между волокнами, составляющими нить, и силами межатомных и межмолекулярных связей в волокнах.

Нетканые полотна существенно отличаются по своему строению от тканей и трикотажа, их волокнистое строение в значительной степени определяет образование связей, влияет на их механические свойства. Для прошивных нетканых полотен внешние связи определяются главным образом силами трения и сцепления волокон, образующих материал. Эти силы, в свою очередь, зависят от расположения волокон в материале (ориентированное или неориентированное), вида волокон, способа прошивания и т.п.

Для клееных нетканых полотен внешние связи, кроме того, в значительной степени дополняются силами склеивания отдельных волокон связующим веществом. В зависимости от количества связующего вещества силы склеивания волокна могут быть очень значительными и оказывать преобладающее влияние на механические свойства материала, на его деформационную способность.

Таким образом, ткани, трикотажные и нетканые полотна имеют сложное строение, которое в значительной степени влияет на их деформационную способность, на характер развития релаксационных процессов.

Релаксационными называют процессы, протекающие во времени и приводящие к установлению равновесного состояния материала. Релаксационные процессы в текстильных материалах наблюдаются при всех видах механических воздействий на материал (растяжение, изгиб, сжатие и др.) и являются их характерной особенностью. Эти процессы в текстильных материалах оказывают большое влияние, как на качество изготовления, так и на эксплуатацию швейных изделий.

Одноцикловые испытания при растяжении материалов можно выполнять многими методами, поскольку цикл нагрузка—разгрузка—отдых может осуществляться различно. Рассмотрим четыре основных из этих методов.

1-й метод. Первая половина цикла (нагружение) соответствует режиму ползучести /, а вторая — режиму уменьшения деформации //за счет исчезновения высокоэластической деформации. В качестве входного возбуждения используется нагрузка (рис. 1, а).

2-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия, вторая — режиму астригнации усилия. (Если деформация поддерживается постоянной после ее уменьшения, то происходит обратный релаксационный процесс — увеличение усилия. Этот процесс В.М.Милашюс назвал астригнацией усилия.) В качестве входного возбуждения используется изменение деформации в виде широкого импульса, а в качестве выходной функции — изменение внутреннего усилия в пробе во времени (рис.1,б).

3-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия, вторая — режиму уменьшения деформации за счет исчезновения высокоэластической деформации. В первой половине цикла в качестве выходной функции используется изменение усилия, во второй половине — изменение деформации (рис.1, в).

4-й метод. Режим испытания состоит из трех частей: ползучести, релаксации усилия, уменьшения деформации за счет исчезновения высокоэластической деформации (рис.1, г).

Помимо этих четырех методов к одноцикловым испытаниям относят метод, при котором пробу постепенно деформируют, а затем постепенно разгружают. Осуществляется этот метод испытания за относительно короткое время на разрывных машинах.

Число испытаний может быть увеличено вследствие варьирования амплитуды возбуждающей функции. Зависимость же релаксационных характеристик от температуры и относительной влажности воздуха требует учета и этих факторов.

Из одноцикловых характеристик, получаемых при растяжении текстильных материалов, наибольший интерес представляет изучение релаксации напряжения, или деформации, и определение полного удлинения и его составных частей. При изучении релаксации напряжения (усилия) регистрируют величину усилия при заданном постоянном удлинении (см. рис.1, б). По степени уменьшения напряжения за определенное время делают сравнительную оценку материалов. Следует отметить, что проявление релаксации напряжения у тканей имеет почти одинаковый характер, поэтому эта характеристика не получила широкого распространения.