СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМИНАЕМОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к технике испытаний и измерений, а именно к способам определения характеристик текстильных материалов при смятии, и может быть использовано в легкой промышленности и сфере бытовых услуг.

В качестве аналога может быть рассмотрен способ определения сминаемости текстильных материалов методом неориентированного смятия, в котором образец текстильного полотна, свернутый и сшитый в виде цилиндра, располагают вертикально, нагружают в осевом направлении, выдерживают под нагрузкой, разгружают и о степени сминаемости (%) судят по изменению высоты цилиндрического образца /1/.

Недостатками данного способа являются сложность подготовки образца и влияние шва на точность результатов испытаний, влияние массы образца и невозможность оценки сминаемости во всех направлениях одновременно по одному образцу. Воздействие на образец осуществляют только в одном направлении, что не позволяет объективно оценить анизотропию сминаемости. Кроме того, для получения информации об анизотропии сминаемости в известном способе используют несколько образцов в каждом направлении.

Способом, наиболее точно имитирующим анизотропный процесс смятия материалов в одежде, является органолептический (экспертный) метод оценки сминаемости, где формирование в образце складок осуществляют смятием образца рукой эксперта в разных направлениях. Данный способ, в силу субъективных причин, не позволяет получить одинаковую силу воздействия на образец. При этом визуальная оценка сминаемости субъективна и характеризуется не количественной, а описательной оценкой (несминаемая, малосминаемая, сминаемая), что снижает эффективность получаемых результатов.

Задачей настоящего изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям эксплуатации текстильных материалов в швейных изделиях, имитация анизотропного процесса смятия отдельных участков одежды, расширение информативности полученных характеристик за счет сведений об анизотропии сминаемости, повышение объективности и достоверности, сокращение трудоемкости и материалоемкости испытаний.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков, существующих в известных способах, достигается за счет того, что образец имеет форму круга радиусом 30 мм; смятие образца под нагрузкой осуществляют одновременно под углами 15^o, 30^o, 45^o, 60^o, 75^o, 90^o, 105^o, 120^o, 135^o, 150^o, 165^o, 180^o, 195^o, 210^o, 225^o, 240^o, 255^o, 270^o, 285^o, 300^o, 315^o, 330^o, 345^o, 360^o к продольному направлению, имитируя процесс смятия материала в одежде и характеризуя его анизотропию. Расширение информативности и получение достоверных данных осуществляют меньшим количеством испытаний, что сокращает трудоемкость и материалоемкость способа. Величину радиуса образца (30 мм) определяют как минимально необходимую для формирования в нем хаотичных складок и заминов, наиболее приближенных по своему виду к эксплуатационным. Меньшая величина радиуса не позволяет экспериментально получить качественного процесса смятия образцов текстильных материалов, а большая величина радиуса при перерасчете нагрузки не влияет на результаты испытаний, а лишь увеличивает их материалоемкость.

Расчет сминаемости (%) по заданным направлениям после формирования неориентированных складок и отдыха производят согласно формулам

где К_a - коэффициент сминаемости в заданном направлении, %;
r_kacp - среднее значение радиуса образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм:

где r_ka - радиус образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм;
r_o - первоначальная величина радиуса образца до испытания, 30 мм.

N - количество радиусов в заданном направлении.

Способ реализуют с помощью устройства, представленного следующими чертежами.

Фиг. 1. Устройство для определения сминаемости текстильных материалов. Основной вид.

Фиг. 2. Устройство для определения сминаемости текстильных материалов. Вид сверху.

Фиг. 3. Фрагмент устройства для определения сминаемости текстильных материалов в разрезе А-А.

Пример осуществления способа
Способом определяют сминаемость и анизотропию сминаемости тканей, трикотажа, нетканых материалов, а также пакетов одежды, состоящих из различных материалов. Полученные при испытании характеристики позволяют прогнозировать сминаемость различных деталей изделий текстильных материалов и оценить синергетический эффект от изменения того или иного способа соединения слоев материала в пакете одежды. Возможность прогнозирования анизотропии сминаемости позволяет обеспечить научно обоснованный выбор материалов и покроя одежды, оптимальное решение конструктивных линий и в конечном итоге выпуск изделий, наиболее полно отвечающих эргономическим и эксплуатационным требованиям.

Способ осуществляют на устройстве (фиг.1-3), состоящем из двух дисков 1, 2, расстояние между которыми может варьировать в пределах от 5 до 15 мм, соединенных между собой центральной осью 3 и расположенных на опорных стойках 14, закрепленных на основании 15. Обращенные друг к другу стороны дисков имеют полированные поверхности. Верхний диск 2 съемный, центральная ось 3 выполнена в виде иглы и своим основанием закреплена в нижнем диске 1, а острием игла входит в центральное отверстие ступицы 4 верхнего диска 2. Нижний диск 1 имеет радиально расположенные с определенным шагом пазы 5. По пазам могут свободно перемещаться ползуны 6, выполненные из материала с низким коэффициентом трения. На нижнем диске установлены неподвижные оси 7, на которых свободно вращаются ролики 8, выполненные из материала с низким коэффициентом трения. Количество роликов и их расположение соответствует количеству и расположению пазов. В ползунах установлены винты 9, верхняя часть которых находится между дисками, а к нижним крепятся гибкие тяги 11. Гибкие тяги огибают поверхность роликов. Кроме того, в ползунах закреплены шпильки 10, которые входят в пазы верхнего диска с зазором. К нижнему концу каждой тяги крепится груз 12. Перед началом испытания грузы устанавливаются на подвижной пластине 13. Для установки грузов пластина закреплена в верхнем положении винтом 16.

Устройство работает следующим образом. Вырезают образец материала, например ткани, в форме круга радиусом 30 мм, закрепляют на нижнем диске 1 устройства, нанизывая на центральную ось (иглу) 3. Образец укладывают на диске 1 таким образом, чтобы направление нити основы текстильного материала совпало с соответствующим пазом на диске (угол 0^o). Тогда поперечное направление будет соответствовать пазу с отметкой 90^o на диске. Образец по краям крепят к радиально расположенным шпилькам 10, установленным в ползунах 6, которые находятся в крайнем внешнем положении внутри пазов 5. Затем образец накрывают верхним диском 2, устанавливая его на игле 3 таким образом, чтобы направление пазов верхнего и нижнего дисков совпадало. Грузы 12 массой, создающей нормируемое усилие смятия 1 КГС /см²/2/, связанные с ползунами с помощью гибких тяг 11, установлены на пластине 13. Пластина после отвинчивания винта 16 быстро опускается, обеспечивая одновременное нагружение всех тяг 11, вследствие чего происходит сжатие образца ползунами и образование в нем неориентированных складок. Параллельно расположенные верхний и нижний диски 2, 1 ограничивают высоту складок по вертикали. Сжатие осуществляют в течение 15 минут. Параметры испытания (усилие, время нагрузки и отдыха) выбирают стандартными /2/.

По истечении времени нагружения образец освобождают от шпилек 10, разгружают, ползуны 6 одновременно отводят в крайнее внешнее положение внутри пазов 5, снимают верхний диск 2, образец оставляют на время отдыха на нижнем диске 1. Затем осуществляют замер проекций деформированных радиусов образца по заданным направлениям известным способом, например, по шкалам, нанесенным на нижнем диске 1 по краям пазов 5, и по формулам (1, 2) рассчитывают коэффициенты сминаемости.

Об анизотропии сминаемости (%) судят по сопоставлению коэффициентов для заданных направлений, выраженных формулой

где К_a - коэффициент сминаемости в заданном направлении, %;
r_ka cp - среднее значение радиуса образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм;

где r_ka - радиус образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм;
r_o - первоначальная величина радиуса образца до испытания, 30 мм;
N - количество радиусов в заданном направлении.

В качестве примера приведены результаты определения сминаемости льняной ткани (таблица).

Источники информации
1. Соловьев А.Н., Шахбазян В.В. Оценка несминаемости текстильных полотен при многократном неориентированном смятии цилиндрических образцов. /Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1976, 4. С.9-13.

2. ГОСТ 19204-84. Полотна текстильные и штучные изделия. Методы определения несминаемости. М.: Гос. ком по стандартам. - 5 с.

Способ относится к технике испытаний и измерений характеристик текстильных материалов при смятии. В способе используют образец в форме круга с радиусом 30 мм. Смятие образца под нагрузкой осуществляют одновременно под углами 15 - 360^o через каждые 15^o к продольному направлению, имитируя процесс смятия материала в одежде и характеризуя его анизотропию. Расчет сминаемости (%) по заданным направлениям производят согласно формулам

где К_a - коэффициент сминаемости в заданном направлении, %;
r_kacp - среднее значение радиуса образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм:

где r_ka - радиус образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм;
r_o - первоначальная величина радиуса образца до испытания, мм;
N - количество радиусов в заданном направлении.

Данный способ позволяет приблизить условия испытаний к реальным условиям эксплуатации текстильных материалов в швейных изделиях. 3 ил., 1 табл.

Способ определения сминаемости текстильных материалов, в котором образец закрепляют, нагружают, разгружают и после отдыха измеряют размеры, отличающийся тем, что используют образец в форме круга с радиусом 30 мм, смятие образца под нагрузкой осуществляют одновременно под углами 15^o-360^o через каждые 15^o к продольному направлению, имитируя процесс смятия материала в одежде и характеризуя его анизотропию, расчет сминаемости (%) по заданным направлениям производят согласно формулам

где К_a - коэффициент сминаемости в заданном направлении, %;
r_kacp - среднее значение радиуса образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм:

где r_ka - радиус образца в заданном направлении после разгрузки и отдыха, мм;
r_o - первоначальная величина радиуса образца до испытания, мм;
N - количество радиусов в заданном направлении.