СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТКАНИ Российский патент 2000 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для оценки качества готовой сорочечно-плательной ткани по показателю ее остаточной загрязненности как одного из потребительских свойств и также может быть использовано для стандартизации при проведении научно-исследовательских работ, периодических и сертификационных испытаний. Настоящий способ пригоден как для отбеленных, так и для цветных светлых тонов сорочечно-плательных тканей, преимущественно полотняного переплетения с поверхностной плотностью до 190 г/м², выработанных их хлопчатобумажной пряжи, пряжи из смеси химического и хлопкового волокна, пряжи из смеси химических волокон и с одним из видов заключительной отделки.

Одним из основных требований, предъявляемых к тканям, является повышение их эксплуатационной надежности, т.е. способности сохранять свои основные характеристики в заданных пределах в процессе эксплуатации. Часто ресурсной характеристикой тканей выступает показатель прочности, который используется в качестве критерия их долговечности.

Однако, основным недостатком тканей вышеуказанного ассортимента является малый срок службы, выражающийся, в первую очередь, в изменении внешнего вида ткани в процессе носки, происходящем в результате их легкой загрязненности и плохой отстирываемости загрязнений, что характеризует надежность тканей. Проявление этих свойств в процессе эксплуатации изделий приводит не столько к уменьшению прочности, как к ухудшению эстетических и гигиенических показателей. Ткань приобретает тусклый или серый оттенок, изменяется интенсивность и яркость окраски, гигроскопичность, воздухопроницаемость, прилипшая к волокну грязь отрицательно влияет на кожу человека. Это приводит к ухудшению первоначального качества ткани и уменьшению срока носки изделий несмотря на еще достаточно хорошие физико-механические свойства.

Систему "ткань - загрязнение - моющий раствор" исследуют ученые разных областей науки. Создают различные виды синтетических средств для очистки текстильных изделий любого ассортимента и контролируют их моющую способность, показатель которой регламентируется, например, ГОСТ Р 51108-97 (копия фрагментов прилагается) и должен составлять не менее 52%, испытывают различные виды пятнообразующих составов (зягрязнений) и конкретные способы их удаления. Однако, вопрос нормирования устойчивости тканей к воздействию загрязнения и стирки остается сложно решаемым, так как в результате многочисленных исследований показано, что для каждого ассортимента тканей на их способность загрязняться и отстирываться влияет большое количество факторов.

Наиболее близким к заявляемому способу является метод оценки качества ткани, выпускаемой в соответствии с ГОСТ 11518-88 "Ткани сорочечные из химических нитей и смешанной пряжи" (копия прилагается). Существующий метод предусматривает испытание ткани по следующим показателям: линейные размеры и поверхностная плотность, число нитей на 10 см, разрывная нагрузка, пиллингуемость, несминаемость, стойкость к раздвигаемости, осыпаемость, стойкость к истиранию, гигроскопичность, воздухопроницаемость, устойчивость окраски, изменение размеров после мокрой обработки и белизна, которую определяют по коэффициенту отражения поверхности только отбеленной ткани в синей области спектра при светофильтре с длиной волны 457 нм с учетом необходимой информации о наличии оптического отбеливателя, что сужает область использования существующего метода.

Перечисленные показатели с достаточной достоверностью дают представление о первоначальных свойствах сорочечно-плательных тканей и выполняют свою задачу, однако, показатели упомянутых свойств, определенные по отдельности на приборах, не дают характеристики ткани при эксплуатации. В то же самое время среди этого перечня отсутствует показатель, по которому возможно оценить качество этих тканей после воздействия жиропотового загрязнения и стирки, а также определить уровень безопасности для жизни и здоровья населения. Обязательные требования к качеству тканей, обеспечивающие ее безопасность для жизни и здоровья населения, определены показателями гигроскопичности и воздухопроницаемости, которые, однако, не оценивают изменение свойств ткани при носке, так как определяются только на исходных тканях.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности и объективности оценки качества в процессе эксплуатации как отбеленных, так и цветных светлых тонов хлопчатобумажных и смесовых сорочечно-плательных тканей полотняного переплетения с поверхностной плотностью до 190 г/м² с одним из видов заключительной отделки за счет введения дополнительного показателя, определяющего способность этих тканей загрязняться и отстирываться при одновременном сохранении нормированных физико-механических и гигиенических показателей качества; возможность прогноза эксплуатационной надежности сорочечно-плательных тканей и сроков эксплуатации изделий из них по численному значению дополнительно вводимого показателя остаточной загрязненности; приближение условий испытаний при загрязнении и стирке к эксплуатационным воздействиям на ткань.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе оценки качества ткани, включающем определение линейных размеров и поверхностной плотности, числа нитей на 10 см, разрывной нагрузки, пиллингуемости, несминаемости, стойкости к раздвигаемости, осыпаемости, стойкости к истиранию, гигроскопичности, воздухопроницаемости, устойчивости окраски, изменения размеров после мокрой обработки, дополнительно определяют показатель остаточной загрязненности (3_о%), представляющий собой отношение оставшегося после стирки загрязнения на сорочечно-плательных тканей как отбеленных, так и цветных светлых тонов к общему количеству нанесенного загрязнения, который рассчитывают по формуле:

где X_иск, X_з и X_ст - значение коэффициента в синей области в диапазоне длин волн 400 - 457 нм соответственно для исходной ткани, ткани, искусственно загрязненной водной суспензией, приготовленной на основе сажи и масла, и ткани, постиранной синтетическим моющим средством в бытовой стиральной машине;
Y_исх, Y_з и Y_ст - значение коэффициента отражения в зеленой области спектра в диапазоне длин волн 520 - 540 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной, и ткани постиранной;
Z_исх, Z_з и Z_ст - значение коэффициента отражения в красной области спектра в диапазоне длин волн 620 - 640 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной, и ткани постиранной; причем значение показателя остаточной загрязненности должно удовлетворять условию 30≤48%.

Определение показателя остаточной загрязненности по предлагаемому способу осуществляют с использованием следующей аппаратуры:
фотометрический прибор, или лейкометр Цейсса, или другой прибор, позволяющий измерять коэффициент отражения поверхности ткани в синей, зеленой и красной областях спектра;
машина стиральная бытовая активаторного типа, в которой стирка осуществляется перемешиванием образцов ткани и моющего раствора расположенным горизонтально вращающимся лопастным диском.

Для испытания берут 3 пробы размером 100х100 мм чистой сорочечно-плательной ткани без прядильных, ткацких и механических пороков и без внешних дефектов красильно-отделочного производства (см. табл. 1).

Перед обработкой загрязняющей суспензией измеряют коэффициенты отражения поверхности ткани на фотометрическом приборе ФО-1 в синей, зеленой и красной областях спектра при длине волны соответственно 457 нм, 520 нм и 620 нм. Каждую пробу измеряют по 2 раза с лицевой и изнаночной стороны ткани (на разных половинах - всего 4 раза).

Сорочечно-плательные ткани загрязняют искусственной суспензией, имитирующей жиропотовые выделения при носке изделий из этих тканей.

Экспериментально обнаружено и доказано, что одно воздействие искусственной загрязняющей суспензией на сорочечно-плательные ткани соответствует 5 дням носки изделий из этих тканей в условиях эксплуатации.

Для приготовления загрязняющей суспензии используют следующие компоненты (по действующей нормативной документации): олеиновую кислоту - 4±0,2 г, ланолин - 3±0,2 г, сажу - 0,2±0,01 г, казеин - 2±0,2 г, вазелиновое масло - 1±0,1 г, аммиак - 5±0,5 см³, эмульгатор - 1±0,1 г, воду дистиллированную до - 1 л.

Сначала готовят казеиновый раствор: молотый казеин, предварительно замоченный, и 20 мл дистиллированной воды в течение 12 часов растирают в фарфоровой ступке до однородной сметанообразной массы; в растертый казеин вливают 20 мл раствора аммиака в дистиллированной воде.

Соединяют жировые компоненты, предварительно подогретые на электроплите до расплавления, добавляя эмульгатор по одной капле после каждого компонента. В жировую смесь высыпают навеску сажи и все тщательно растирают до равномерной окраски массы, после чего в нее вливают казеиновый раствор и все хорошо перемешивают. Потом всю смесь постепенно разбавляют теплой дистиллированной водой при перемешивании, после чего выливают в колбу, где объем суспензии доводят до 1 литра.

Загрязняющую суспензию наливают в эмалированную емкость объемом не менее 3-х литров. Пробу погружают в суспензию 2-3 раза, затем слегка отжимают руками, не перекручивая ткань, а комкая ее, так повторяют 3 раза. Для высушивания пробы подвешивают на скрепках в расправленном виде. Воздушно-сухие при нормальных климатических условиях пробы проглаживают через фильтровальную бумагу утюгом массой 1,8±0,2 кг при нагреве подошвы не более 150^oC и снова измеряют коэффициенты отражения поверхности загрязненной ткани как указано выше.

Стирку выполняют стиральным порошком "Лотос" по одинаковому для всех видов тканей температурно-временному режиму двухванной стирки. Расчет модуля ванны и подготовку балластной ткани проводят в соответствии с ТУ 6-15-1836-95. Режим стирки включает: предварительную стирку в течение 2 минут при начальной температуре воды 45±2^oC (концентрация порошка - 3 г/дм³), основную стирку продолжительностью 6 минут при начальной температуре воды 80±2^oC (концентрация порошка - 5 г/дм³) и два полоскания в водопроводной воде по 2 минуты каждое при температуре для первого полоскания: 45±2^oC, для второго: 25±2^oC. После стирки пробы ткани высушивают на скрепках в подвешенном состоянии, проглаживают утюгом через фильтровальную бумагу и в третий раз измеряют коэффициенты отражения поверхности ткани как указано выше.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение коэффициентов отражения из 4-х результатов измерений для каждого светофильтра, округленное до первого десятичного знака (А_ср см. табл. 2).

Данные таблицы 2 ( σ₁ % - среднее квадратическое отклонение и Е, % - относительная погрешность при доверительной вероятности 0,95) иллюстрируют равномерность загрязнения и отстирывания проб, а также высокую воспроизводимость результатов, полученных на трех параллельных пробах по предлагаемому методу.

По приведенным А_ср результатов испытаний рассчитывают показатель остаточной загрязненности (3_о), по которому можно определить изменение качества ткани в процессе эксплуатации (см. табл. 3).

За окончательный результат испытания принимают значение 3_o, округленное до целого числа.

Пример расчета показателя остаточной загрязненности по предлагаемой формуле, для ткани N 1 (3_о=32%):

Остальные показатели 3_о рассчитывают аналогично.

Например, при удовлетворительных показателях белизны, разрывной нагрузке, гигроскопичности и воздухопроницаемости исходных тканей N 1 и N 6 образец ткани N 6 менее долговечен, так как по показателю остаточной загрязненности (3_о= 53%) возможно спрогнозировать изменение эксплуатационной надежности этой ткани, а также дополнительные расходы на частые стирки.

Использование заявляемого способа позволяет учитывать свойства сорочечно-плательных тканей, различных по волокнистому составу и виду отделки, изменяющиеся в процессе эксплуатации в комплексе с загрязнением, поэтому результаты, полученные с помощью данного способа, близки к действительному поведению ткани при эксплуатации. Коэффициент корреляции экспериментальных результатов между оценкой ткани по отдельным показателям (например, гигроскопичности, воздухопроницаемости) и обобщенным показателям остаточной загрязненности является удовлетворительным. По уровню остаточной загрязненности ткани можно судить об эксплуатационной надежности изделий из сорочечно-плательных тканей, что существенно сокращает длительность контроля.

Таким образом, показатель остаточной загрязенности сорочечно-плательной ткани, полученный по заявленному способу, более достоверно характеризует эксплуатационную надежность ткани при носке изделий, так как одновременно с прогнозом дает представление об изменении физико-механических свойств и уровня безопасности для жизни и здоровья населения (см. табл. 3). Разные численные значения показателя остаточной загрязненности сорочечно-плательных тканей в результате лабораторного воздействия, имитирующего реальные условия эксплуатации, свидетельствуют о существенных различиях в тканях, а предлагаемый способ позволяет достоверно оценить эти различия, что облегчает целенаправленное изменение физико-механических свойств готовых тканей (см. табл. 3).

Сущность изобретения: способ оценки качества ткани включает определение линейных размеров и поверхностной плотности, числа нитей на 10 см, разрывной нагрузки, пиллингуемости, несминаемости, стойкости к раздвигаемости, осыпаемости, стойкости к истиранию, гигроскопичности, воздухопроницаемости, устойчивости окраски, изменения размеров после мокрой обработки. Дополнительно определяют показатель остаточной загрязненности (3_о %), представляющий собой отношение оставшегося после стирки загрязнения на сорочечно-плательных тканях как отбеленных, так и цветных светлых тонов к общему количеству нанесенного загрязнения, который рассчитывают по формуле:

где Х _исх, Х_з и Х_ст - значение коэффициента отражения в синей области спектра в диапазоне длин волн 400 - 457 нм соответственно для исходной ткани, ткани искусственно загрязненной водной суспензией, приготовленной на основе сажи и масла, и ткани, постиранной синтетическим моющим средством в бытовой стиральной машине; Y_исх, Y_з и Y_ст - значение коэффициента отражения в зеленой области спектра в диапазоне длин волн 520 - 540 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной, и ткани постиранной; Z_исх, Z_з и Z_ст - значение коэффициента отражения в красной области спектра в диапазоне длин волн 620 - 640 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной, и ткани постиранной; причем значение показателя остаточной загрязненности должно удовлетворять условию 3_о ≤ 48%. Предложенный способ позволяет повысить достоверность и объективность оценки качества тканей в процессе их носки. 3 табл.

Способ оценки качества ткани, включающий определение линейных размеров и поверхностной плотности, числа нитей на 10 см, разрывной нагрузки, пиллингуемости, несминаемости, стойкости к раздвигаемости, осыпаемости, стойкости к истиранию, гигроскопичности, воздухопроницаемости, устойчивости окраски, изменения размеров после мокрой обработки, отличающийся тем, что дополнительно определяют показатель остаточной загрязненности (3_o, %), представляющий собой отношение оставшегося после стирки загрязнения на сорочечно-плательных тканях как отбеленных, так и цветных светлых тонов к общему количеству нанесенного загрязнения, который рассчитывают по формуле

где X_исх, X_з и X_ст - значение коэффициента отражения в синей области спектра в диапазоне длин волн 400 - 457 нм соответственно для исходной ткани, ткани, искусственно загрязненной водной суспензией, приготовленной на основе сажи и масла, и ткани, постиранной синтетическим моющим средством в бытовой стиральной машине;
Y_исх, Y_з и Y_ст, - значение коэффициента отражения в зеленой области спектра в диапазоне длин волн 520 - 540 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной и ткани постиранной;
Z_исх, Z_з и Z_ст - значение коэффициента отражения в красной области спектра в диапазоне длин волн 620 - 640 нм соответственно для исходной ткани, искусственно загрязненной и ткани постиранной,
причем значение показателя остаточной загрязненности должно удовлетворять условию 3_o ≤ 48%.