СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК G01N3/02 

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано при определении жесткости трикотажных, композиционных и текстильных материалов.

Известен способ определения жесткости по методу кольца (1), сущность которого состоит в выкраивании элементарной пробы, кондиционировании пробы при нормальных условиях, изгибании элементарной пробы в виде кольца лицевой стороной наружу, закреплении элементарной пробы на площадке с кольцом вверх до соприкосновения с нажимной площадкой, сжатии кольца возрастающей нагрузкой до определенной величины и вычислении жесткости. Жесткость принимают равной величине нагрузки, необходимой для сжатия кольца на определенную величину и полученной умножением количества шариков на массу одного шарика. Недостатком известного способа является несоответствие определения жесткости реальным условиям эксплуатации менее жестких текстильных материалов, например трикотажного полотна, так как в известном способе один вид деформации изгиб возникает при действии на элементарную пробу сосредоточенной нагрузки.

Известно устройство для определения жесткости и упругости текстильных материалов марки ПЭУ 12М (1), содержащее основание, подъемный механизм с подвижным зажимом для элементарной пробы, нагружатель, измеритель усилия и средство для измерения деформации элементарной пробы.

Недостатком известного устройства является отсутствие средства для получения различных видов деформации в элементарной пробе, что не соответствует реальным условиям эксплуатации одежды. Известное устройство позволяет получить лишь один вид деформации изгиб под действием сосредоточенной нагрузки.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ определения жесткости методом консоли [2] сущность которого состоит в выкраивании элементарной пробы в виде полоски материала, расположении ее на опорной горизонтальной площадке лицевой стороной вверх с одновременным совмещением наружных краев элементарной пробы и площадки, зажиме полоски по центру путем установления на ней посередине груза шириной 2±0,2 см и массой 50±5 г, придании ей поперечного прогиба путем опускания боковых сторон опорной площадки и полоски до отделения концов полоски от поверхности площадки, выдерживании полоски материала в этом положении в течение одной минуты, измерении величины прогиба концов полоски и вычислении жесткости полоски материала по формуле: ЕУ 42046 m/А, где ЕУ жесткость мн·Н· см²;
m масса элементарной пробы, СН;
А функция относительного прогиба f_о, определяемая по специальной таблице.

Недостатком аналога (прототипа) является невозможность воспроизведения условий эксплуатации швейных изделий, при которых может возникнуть изгиб в двух направлениях, а в аналоге имеет место изгиб вдоль одной стороны элементарной пробы.

В качестве ближайшего аналога взято устройство для определения жесткости текстильных материалов марки ПТ-2 [2] содержащее основание с зажимом для элементарной пробы, установленную на основании опорную горизонтальную площадку, расположенное над последней зажимное средство для элементарной пробы, выполненной в виде полоски материала, и измерительную шкалу.

Недостатком известного устройства является отсутствие средств для получения деформации изгиба в двух направлениях, что не соответствует реальным условиям эксплуатации швейных изделий.

Техническим результатом заявляемого изобретения является придание текстильному материалу сложной деформации.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 то же, фронтальная проекция; на фиг. 3 зажимное средство в изометрии; на фиг.4 последовательность приемов элементарной пробой: а) соединение элементарной пробы в кольцо, б) придание элементарной пробе изгиба вдоль продольных срезов, в) придание элементарной пробе поперечного изгиба.

Прибор состоит из основания 1 с задней стенкой 2, зажимного и подъемного механизмов. На основании 1 установлен подъемный механизм, в конструкцию которого входят корпус 3, вертикально расположенная зубчатая рейка 4, имеющая возможность возвратно-поступательного движения за счет зубчатого колеса (на фиг. 1 не показана), приводимого в действие ручкой 5, и фиксируемая в требуемом положении стопорным винтом 6. На верхнем торце зубчатой рейки 4 жестко закреплена опорная горизонтальная площадка 7. К верхней части боковой стенки 2 посредством консоли 8 закреплено зажимное средство, состоящее из фигурной планки 9, закрепленной на консоли 8, направляющих планок 10, закрепленных на фигурной планке 9 с помощью регулировочных винтов 11 с возможностью регулирования положения по вертикали. Симметрично фигурной планке 9 размещены прижимные губки 12, перемещение которых относительно последней осуществляют с помощью ходового винта 13 с правой и левой резьбами. На заднюю стенку 2 нанесена измерительная шкала 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед испытанием регулировочными винтами 11 закрепляют направляющие планки 10 с прижимными губками 12 относительно жестко закрепленной с помощью консоли 8 к задней стенке 2 фигурной планки 9 так, чтобы расстояние по вертикали между нижними концами прижимных губок 12 фигурной планки 9 равнялось толщине элементарной пробы. Вращая ходовой винт 13, устанавливают прижимные губки 21 в крайнее раскрытое положение, соответствующее ширине элементарной пробы. Ослабляют стопорный винт 6, расположенный на корпусе 3 подъемного механизма, установленного на основании 1. Вращая ручку 5, опускают зубчатую рейку 4 с опорной площадкой 7 в крайнее нижнее положение. Пробу в виде заранее изготовленного кольца размещают на опорной горизонтальной площадке 7 так, чтобы шов соединения поперечных срезов элементарной пробы совпадал с центром опорной горизонтальной площадки 7, а края элементарной пробы находились на одинаковом от него расстоянии. Между слоями элементарной пробы помещают направляющую пластинку (на фиг.2 не показана), и вращая ручку 5, поднимают опорную горизонтальную площадку 7 так, чтобы верхний слой элементарной пробы касался фигурной планки 9. Вращая винт 6, фиксируют опорную горизонтальную площадку 7 в этом положении. Вращая ходовой винт 13, зажимают элементарную пробу прижимными губками 12. Ослабив стопорный винт 6 и вынув направляющую пластинку, вращением ручки 5 опускают опорную горизонтальную площадку 7 в крайнее нижнее положение. Жесткость элементарной пробы определяют по измерительной шкале 14 в горизонтальном и вертикальном направлениях. В горизонтальном направлении измеряют длину стрелы изгиба элементарной пробы по обе стороны от центра пробы в месте зажима, а в вертикальном направлении от ее центра в месте зажима до нижней точки элементарной пробы.

Способ осуществляют следующим образом.

Выкраивают элементарную пробу из материала, например трикотажного полотна, дублированного утепляющим материалом, в виде полоски. Соединяют поперечные срезы одним из известных способов, например ниточным швом, для получения кольца. Получившееся из элементарной пробы кольцо укладывают на площадке лицевой стороной вверх таким образом, чтобы соединенные поперечные срезы были обращены к площадке и совпадали с ее серединой. Затем закрепляют элементарную пробу по центру, складывая ее пополам срезами вверх путем изгиба элементарной пробы вдоль продольных срезов, например, зажимом. Затем опускают площадку до тех пор, пока элементарная проба не перестанет касаться площадки. После этого элементарная проба под действием собственной массы принимает произвольную форму. В таком положении элементарную пробу выдерживают в течение некоторого времени, например одной минуты. В верхней части элементарной пробы образуется горизонтальный участок, равный стреле изгиба. Жесткость элементарной пробы определяют по измерительной шкале в горизонтальном и вертикальном направлениях. В горизонтальном направлении измеряют длину стрелы изгиба элементарной пробы по обе стороны от центра пробы в месте зажима, а в вертикальном направлении от ее центра в месте зажима до нижней точки элементарной пробы.

П р и м е р. Проводим испытания трикотажных композиционных материалов состава: "трикотажное полотно арт. N 2643062120585 + клей "латакрил 388Н + объемный утепляющий материал арт. 93" на жесткость и упругость. Материалы отличались нанесением клея либо на трикотажное полотно, либо на утепляющий материал толщиной последнего от 17 до 5 мм. Поэтому материалы имели разную жесткость и упругость.

Испытания проводили по предлагаемому способу (на специально сконструированном приборе) и по прототипу (на приборе ПТ-2 ГОСТ Р50130-92), в обоих случаях определяли жесткость проб, выкроенных вдоль панельных рядов. Испытания по предлагаемому способу проводили в следующей последовательности:
выкраивали элементарную пробу размером 440 х 30 мм;
соединяли поперечные срезы элементарной пробы стачным ниточным швом для получения кольца;
укладывали кольцо на площадку лицевой стороной вверх;
закрепляли элементарную пробу по центру зажимным средством с одновременным изгибом;
опускали площадку до момента отрыва ее от элементарной пробы;
выдерживали в таком положении элементарную пробу в течение одной минуты;
оценивали жесткость по результатам двух измерений в горизонтальном и вертикальном направлениях. В горизонтальном направлении измеряли длину стрелы изгиба элементарной пробы по обе стороны от ее центра в месте зажима, а в вертикальном направлении от ее центра в месте зажима до нижней точки элементарной пробы.

За показатель жесткости брали Ж l· m, где l результат измерения в горизонтальном или вертикальном направлениях, мм;
m масса элементарной пробы, г;
ж жесткость элементарной пробы соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях, мм².

Количество испытаний каждой элементарной пробы 3.

Испытания по прототипу проводим в следующей последовательности:
выкраивали элементарную пробу размером 160 х 30 мм;
располагали элементарную пробу на площадке;
закрепляли элементарную пробу посередине при помощи груза m 50±5, ширина 2±0,2 см;
опускали боковые стороны площадки до момента отрыва элементарной пробы от концов площадки;
выдерживали в таком положении элементарную пробу в течение одной минуты;
измеряли величину прогиба концов элементарной пробы;
вычисляли жесткость элементарной пробы по формуле:
EУ 42046 m/A, где EУ жесткость, мн ·Н ·см²;
m масса элементарной пробы, сН;
А функция относительного прогиба, определяемая по специальной таблице.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что все материалы отличаются по показателям жесткости.

По данным таблицы можно сделать следующие выводы.

Прототип не позволяет определить жесткость для материалов, не изгибающихся на приборе ПТ-2, что ограничивает область его применения и делает его неуниверсальным.

Благодаря предложенной схеме создания деформации в элементарной пробе предложенное устройство позволяет определять жесткость всех текстильных материалов.

Таким образом, предложенный способ обладает явными преимуществами перед прототипом.

Использование: в легкой промышленности при определении жесткости трикотажных, композиционных и текстильных материалов. Сущность изобретения: в способе поперечные срезы элементарной пробы полоски материала соединяют, а в момент зажима элементарной пробы осуществляют ее изгиб вдоль продольных срезов, складывая ее попалам срезами вверх и замеряют длину прогиба. Устройство содержит зажимное средство, выполненное в виде фигурной планки, жестко закрепленной на консоли, направляющих планок и прижимных губок, установленных с возможностью их горизонтального перемещения. Горизонтальная площадка для элементарной пробы установлена с возможностью вертикального перемещения. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ определения жесткости текстильных материалов, заключающийся в укладывании элементарной пробы в виде полости материала на горизонтальную поверхность, зажиме полости по центру, придании ей поперечного прогиба, выдерживании в этом положении и замере параметров величины поперечного прогиба, оценивающего жесткость материала, отличающийся тем, что перед укладыванием полоски материала на горизонтальную поверхность поперечные срезы ее соединяют швом с образованием кольца, в момент зажима полоски осуществляют ее изгиб вдоль продольных срезов, складывая полоску пополам срезами вверх, а перед выдерживанием полоски после зажима ее освобождают от горизонтальной поверхности, при этом замеряют параметр продольной длины прогиба полоски. 2. Устройство для определения жесткости текстильных материалов, содержащее основание, установленную на последней опорную горизонтальную площадку, расположенную над последней зажимное средство для элементарной пробы, выполненное в виде полоски материала и измерительную шкалу, отличающееся тем, что зажимное средство имеет фигурную планку, жестко закрепленную на консоли, направляющие планки с прижимными губками, установленные с возможностью их горизонтального перемещения, при этом горизонтальная площадка для элементарной пробы установлена с возможностью вертикального перемещения. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что направляющие планки с прижимными губками установлены с возможностью регулирования по высоте относительно фигурной планки.