СПОСОБ ОЦЕНКИ СГИБОВ НА ТЕКСТИЛЬНЫХ ПОЛОТНАХ Российский патент 2001 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для оценки сгибов на текстильных полотнах по показателю остроты угла восстановления после деформации и также может быть использовано для стандартизации, при проведении научно-исследовательских работ, периодических и сертификационных испытаний.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к текстильным полотнам, является сохранение их формы в одежде при эксплуатации. При носке в деталях одежды образуются неисчезающие сгибы и морщины в результате комплексного воздействия механических деформаций растяжения, изгиба, сжатия. Установившиеся сгибы деформируют детали одежды и, для придания им первоначального вида, приходится часто прибегать к утюжке, что затрудняет эксплуатацию и приводит к преждевременному изнашиванию одежды. Сопротивление текстильного материала к действию сминающих усилий характеризуется несминаемостью, которая выделяется в литературе как один из наиболее значимых показателей формоустойчивости костюмно-плательных тканей и имеет коэффициент весомости 0,32 (Соловьев А. Н., Бостанджян А.Г. Моделирование и ускорение оценки несминаемости тканей в носке. / Изв. ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1981, N 5, с. 24).

Имеются сведения (Карпова Е.Е. Оценка основных показателей формоустойчивости льносодержащих тканей. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук - Санкт-Петербург: СПГУТД, 1995, с. 15), где приводится градация льносодержащих тканей по формоустойчивости, исходя из комплексной оценки по показателям усадочности, несминаемости и доли остаточной деформации при растяжении, где низкой формоустойчивости соответствует группа тканей, имеющая до 30% формоустойчивости, средней - 30-60%, а высокой - более 60%.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ оценки сгиба тканей в соответствии с ГОСТ 19204-73, Полотна текстильные и штучные изделия. Метод определения несминаемости, Москва, Издательство Стандартов, 1985, предназначенный для определения несминаемости хлопчтобумажных, шелковых, льняных и смешанных тканей, нетканых полотен из всех видов волокон.

Способ включает измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180^o, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле:

где α_ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, α_ср= ∑α_i/n ; α_i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180 - угол сгиба пробной полоски, градус.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности и объективности оценки сгибов на текстильных полотнах в условиях, приближенных к условиям эксплуатации за счет анализа дополнительно полученных данных по анизотропии несминаемости и распрямления текстильных полотен путем выбора дополнительных направлений подготовки пробных полосок 15^o, 30^o, 45^o, 60^o, 75^o к продольному. Заявляемый способ моделирует реальный процесс деформирования отдельных участков одежды (область сидения, коленей, участки локтевых сгибов и другие) при ее эксплуатации, так как предусматривает последующее после смятия распрямление образцов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе оценки сгибов на текстильных полотнах, включающем измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180^o, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле:

где α_ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, α_ср= ∑α_i/n ; α_i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180 - угол сгиба пробной полоски, градус,
согласно изобретению каждую из пробных полосок вырезают под углом 15^o, 30^o, 45^o, 60^o, 75^o к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0^o с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):

где ρ_ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус, ρ_ср= ∑ρ_i/n ; ρ_i- отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус; n - число испытаний;
после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K_ρ-K_α<100 для каждого из направлений полотна.

Пример осуществления способа.

Для получения данных к оценке сгибов на чистольняной ткани (табл. 1) используют:
- прибор СМТ по ГОСТ 19204073;
- шаблон Т-образной формы с рифленой поверхностью;
- вилка для перегиба элементарных проб;
- секундомер.

Отбор точечных проб производят в соответствии с требованиями ГОСТ 19204-73 со следующими дополнениями: из каждой отобранной точечной пробы текстильного полотна вырезают квадрат размером 300х300 мм, из него вырезают по пять элементарных проб Т-образной формы в продольном и поперечном направлениях и направлениях, совпадающих с 15^o, 30^o, 45^o, 60^o, 75^o к продольному. На каждой пробной полоске указывают выбранное направление: например, 45^o.

Пробные полоски перед испытанием должны быть выдержаны не менее 24 ч в климатических условиях, близких к стандартным по ГОСТ 10681-75 (W = 65±5%, t = 20±2^oC). В этих же условиях проводят испытания.

Подготовленные к испытанию пробные полоски для двух направлений помещают на барабане лицевой стороной вниз под прижимные пластины, подъем которых осуществляют рычагами. Пробные полоски закрепляют так, чтобы их края совпадали с Т-образным контуром, начерченным на пластинке поворотного барабана.

С помощью вилки перегибают рабочие части пробных полосок и опускают вниз лапки устройства предварительного нагружения нажатием на их головки. При этом угол сгиба пробной полоски будет равен 180^o.

После того как все 10 элементарных проб будут заправлены, барабан переводят в положение "нагружение". К пробным полоскам, сложенным в петлю, подводят основную нагрузку, равную 1,5-10 даН, и в течение 15-20 мин пробные полоски подвергают нагружению.

После приложения нагрузки прибор приводят в положение "разгружение".

Последовательно нажимая на кнопки, поднимают вверх лапки устройства предварительного нагружения, вследствие чего пробные полоски освобождают от элементарной нагрузки. Одновременно включают секундомер.

Через 5±1 мин после снятия нагрузки проводят замер угла восстановления (α_i) с помощью транспортира, закрепленного на приборе. Угол восстановления измеряют в градусах с погрешностью ±1^o. Если верхний край пробной полоски отойдет на больший или меньший угол по сравнению с нижним, то за результат принимают среднее арифметическое результатов измерений этих углов.

Критерием оценки несминаемости является угол восстановления сгиба после отдыха α = ∑α_i/n , где α_i- отдельный результат измерения угла восстановления, градус; n - число испытаний.

Рассчитывают коэффициент несминаемости:

Далее оценивают поведение полотна под действием принудительного распрямления пробных полосок следующим образом: восстановившиеся после смятия и находящиеся в приборе пробные полоски с помощью вилки разгибают до плоского состояния, которое закрепляют путем опускания вниз лапок устройства предварительного нагружения. При этом угол сгиба пробной полоски будет равен 0^o.

После того как все 10 пробных полосок будут расправлены, барабан переводят в положение "нагружение".

Через 15-20 мин после приложения нагрузки прибор приводят в положение "разгружение".

Последовательно нажимая на кнопки, поднимают вверх лапки устройства предварительного нагружения, вследствие чего пробные полоски освобождают от элементарной нагрузки. Одновременно включают секундомер.

Через 5±1 мин после снятия нагрузки проводят замер угла распрямления (ρ_i) с помощью специального измерительного устройства, закрепленного на приборе. Угол измеряют в градусах с погрешностью ±1^o. Угол восстановления сгиба после распрямления и отдыха рассчитывается как ρ = ∑ρ_i/n ; где ρ_i- отдельный результат измерения угла восстановления после принудительного распрямления, градус; n - число испытаний.

Рассчитывают коэффициент распрямления (%):

где ρ_ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления после принудительного распрямления, градус.

Полученные данные заносят в таблицу 2.

Описанные действия повторяют для всех подготовленных пробных полосок как чистольняного образца, так и смешанных со льном и полиэфирной тканей (образцы 1-8), результаты заносят в таблицу 2.

Далее строят диаграммы анизотропии несминаемости и распрямления полотна.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены полярные диаграммы анизотропии несминаемости и распрямления образца ткани 1, на фиг. 2 - образца ткани 2, на фиг. 3 - образца ткани 3, на фиг. 4 - образца ткани 4, на фиг. 5 - образца ткани 5, на фиг. 6 - образца ткани 6, на фиг. 7 - образца ткани 7, на фиг. 8 - образца ткани 8, где a - диаграмма анизотропии несминаемости, b - диаграмма анизотропии распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K_ρ-K_α<100 для каждого из направлений полотна, при этом K_ρ-K_α_→ 100 характеризует значительное изменение формы сгиба во времени и при эксплуатации, в то время как K_ρ-K_α_→ 0 показывает устойчивость полученного сгиба во времени и при эксплуатации.

Например, для образца 4 выполняется K_ρ-K_α_→ 0 и составляет (8,3-12,2)%, что говорит о незначительных изменениях в формоустойчивости этой ткани во времени. Экспериментальные данные подтверждаются сведениями о волокнистом составе выбранного образца - синтетической полиэфирной ткани, обладающей значительной упругостью и малыми значениями остаточной деформации. Данные по прототипу в сопоставлении с аналогом также позволяют судить о данной ткани как обладающей высокой формоустойчивостью, однако именно новые данные позволяют характеризовать данный текстильный материал с позиции формоустойчивости как близкий к изотропному. Напротив, для чистольняного образца 1 K_ρ-K_α находится в пределах (44-56,3)% и характеризует значительное изменение формы в процессе носки, отражающееся в первую очередь в возможности образования новых нежелательных сгибов при носке. Образец 1 является также сильно анизотропным материалом, о чем позволяют судить полученные экспериментальные данные (табл. 2) и результаты сравнения диаграмм анизотропии несминаемости и распрямления (фиг. 1), при этом направление раскроя 45^o для данной ткани с позиции формоустойчивости является приоритетной, так как характеризуется наибольшим восстановлением и после смятия и после распрямления. Оценка данного образца ткани только по прототипу ^(Kα=прод,

^30,6%,Kα=попер.^35,7%) и в сравнении с аналогом дает характеристику данной ткани как обладающей низкой формоустойчивостью, однако данные по анизотропии несминаемости позволяют выделить системы, раскрой в направлении которых позволит повысить формоустойчивость, например, деталям одежды в процессе носки (например,
Кроме тканей полотняного переплетения оценка сгибов производилась для тканей сложных переплетений (образцы 6-8). По диаграммам (фиг. 1) видно, что на анизотропию несминаемости и распрямления таких тканей значительное влияние оказывают длина и расположение перекрытий основных и уточных нитей в ткани, однако скачкообразное изменение несминаемости от направления к направлению позволяет выявить наиболее стабильную во времени систему и использовать полученные данные при проектировании и изготовлении одежды.

Разные численные значения характеристик несминаемости для исследованных тканей одного волокнистого состава (табл. 2) свидетельствуют о различиях в структурных и геометрических характеристиках, однако подобный вид одноименных графиков (фиг. 1) обусловлен сетчатым строением тканей.

Пример способа оценки сгибов реализован на тканях, однако он может быть использован и для других видов текстильных полотен, например нетканых, трикотажеподобных материалов.

Использование заявляемого способа позволяет оценить анизотропию несминаемости текстильных полотен, а тем самым способствовать расширению информации о свойствах полотен и рационально учитывать их на стадиях проектирования и изготовления одежды. Данные, полученные при принудительном распрямлении полотен, в сопоставлении с результатами анизотропии несминаемости позволяют прогнозировать поведение текстильных полотен при сгибе в различных направлениях.

Таким образом, способ оценки сгибов на текстильных полотнах достоверно характеризует их поведение при смятии в одежде при эксплуатации.

Способ относится к текстильному материаловедению и предназначен для оценки сгибов на текстильных полотнах. Способ оценки сгибов на текстильных полотнах включает измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180°, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле

где α_ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, α_ср= ∑α_i/n ; α_i- отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180° - угол сгиба пробной полоски. В способе каждую из пробных полосок вырезают под углом 15°, 30°, 45°, 60°, 75° к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0° с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):

где ρ_ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус, ρ_ср= ∑ρ_i/n ; ρ_i- отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус,
после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K_ρ-K_α<100 для каждого из направлений полотна. Данный способ отличается достоверностью и объективностью оценки сгибов на текстильных полотнах. 8 ил., 2 табл.

Способ оценки сгибов на текстильных полотнах, включающий измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после погружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180^oС, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле

где α_ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус α_ср= ∑α_i/n ;
α_i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус;
n - число испытаний;
180^oС - угол сгиба пробной полоски,
отличающийся тем, что каждую из пробных полосок вырезают под углом 15^o, 30^o, 45^o, 60^o, 75^o к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0^o с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):

где ρ_ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус ρ_ср= ∑ρ_i/n;
ρ_i - отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус,
после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K_ρ-K_α<100 для каждого из направлений полотна.