Под износоустойчивостью материала понимается его способность длительное время противостоять действию комплекса разрушающих факторов, которым он подвергается не только в процессе непосредственной носки одежды, но и при стирке, глажении, химчистке и хранении.
Износоустойчивость материалов для одежды — тканей, трикотажа, нетканых материалов — зависит как от их грубой структуры, так и свойств формирующих их волокон и нитей. Наряду с природными свойствами волокон на износоустойчивость выработанных из них материалов могут оказывать влияние условия, в которых происходит развитие волокон, характер механических воздействий, испытываемых волокнами в процессе их переработки в пряжу, а затем в ткань, трикотаж или нетканый материал, а также способы химической обработки при красильно-отделочных операциях. Все это вместе взятое определяет сопротивляемость материала износу при его использовании. Поэтому износоустойчивость тканей или трикотажа является свойством, объективно отражающим качество материала.
Причиной износа материалов для одежды является воздействие сложного комплекса различных факторов: механических, физико-химических, биологических.
К механическим воздействиям относятся в первую очередь истирание и утомление, а также сжатие, кручение и др. Истирание материала, происходящее вследствие трения об окружающие предметы, всегда связано с уменьшением его массы.
Утомление, вызываемое многократными растяжениями и изгибами, приводит к расшатыванию структуры материала без существенной потери его массы и образованию неисчезающих деформаций (см. стр. 149). Мерой износоустойчивости материала к механическим воздействиям является количество относительной удельной работы, затраченной на его разрушение или образование пластических деформаций.
Старение, наступающее в результате длительного воздействия на материал физико-химических факторов: кислорода воздуха, света и температуры приводит к химическому процессу деструкции волокон. К физико-химическим факторам относится также действие пота, стирки, химической чистки. Выносливость материалов к действию этих факторов обычно измеряется степенью потери прочности после некоторого срока инсоляции, температурных воздействий или стирок.
К биологическим факторам относятся процессы гниения, вызываемые развитием различных микроорганизмов, а также повреждение шерстяных тканей молью.
Почти никогда износ материалов для одежды не является следствием одного изолированно действующего фактора, а наступает как результат целого комплекса одновременно или последовательно воздействующих причин — истирания, многократного растяжения, светопогоды, стирки и др. Так, бельевые ткани и трикотаж разрушаются прежде всего от стирки, изнашиваются от трения. Износ подкладочных тканей происходит вследствие истирания при ничтожном влиянии других факторов. В верхней одежде важнейшей причиной разрушения также является истирание, но не исключается и влияние таких факторов, как воздействие светопогоды, а на отдельных участках одежды — многократных растяжений и изгибов.
Таким образом, разрушение различных видов одежды происходит в результате разнообразных механических и физикохимических воздействий; но основной причиной все же является их истирание, имеющее место при износе почти всех видов материалов для одежды. В зависимости от того, какие механические, физико-химические или биологические факторы износа сопутствуют истиранию материала, его разрушение происходит быстрее или медленнее.
Интенсивность эксплуатационных нагрузок распределяется по отдельным деталям одежды неодинаково, вследствие чего одни участки изделия изнашиваются быстрее, чем другие. В результате этого все изделие приходит в негодность несмотря на то, что большая часть материала еще сохраняет свои первоначальные качества. Анализ топографии износа, проведенный в ЦНИИШерсти, показал, что распределение изношенных мест одноименных видов изделий обычно одинаковое; на мужских сорочках в первую очередь изнашивается верхняя часть спинки; на кальсонах — колени, сиденье и под карманами брюк. В мужском костюме разрушаются: на брюках — изгибы низа, места сиденья, колени, карманы; на пиджаке — сгиб низа рукавов, сгиб борта, обтачка карманов, воротника, локтевая часть рукава, низки рукавов. Места наиболее интенсивного износа изделия упрочняют в процессе пошива вторым слоем материала (налокотники, наколенники, ластовицы) или тесьмой — подковки у низов брюк, тесьма с бортиком у карманов брюк и пиджака и т. п.
Износоустойчивость тканей
Внешнее трение об окружающие предметы, вызывающие износ материала вследствие его истирания, возникает в точках фактического контакта соприкасающихся поверхностей. Характер разрушения волокон на контактирующих участках определяется как структурой самого материала, так и видом истирающей поверхности. Существует два граничных вида разрушения волокон: расщепление на отдельные продольные структурные элементы, обусловленное многократным воздействием истирающих поверхностей (усталостный износ) и микросрезание, обусловленное однократным воздействием выступов контактной поверхности. Для текстильных материалов, используемых для одежды, первый вид разрушения является более характерным и протекает следующим образом.
В начальной стадии истирания взаимодействующие элементы деформируются упруго без разрушения. Затем тангенциальные, силы, прикладываемые к материалу и действующие в различных направлениях, приводят к многократному растяжению одних и сжатию других микроучастков материала, что в конце концов вызывает усталостное разрушение отрезков волокон, расположенных на гребнях волн нитей. Начинается разрушение глубинных слоев материала: волокна, расщепленные в продольном направлении, разделяются на части, происходит их постепенное выпадение. Толщина материала, сначала вследствие разрыхления поверхностных слоев увеличивающаяся, снова уменьшается. Происходит потеря массы материала, который становится более редким и, наконец, разрушается.
Читайте также: Местоположение клеток эпителиальной ткани
Таким образом, разрушение нитей тканей и трикотажа при истирании происходит в результате удаления коротких участков волокон по мере их разрушения вследствие расщепления, микросрезания и реже удаления волокон из пряжи без их разрушения. В трикотаже разрыв нитей от истирания приводит к спуску петель, в результате чего разрушение трикотажа по истертым местам происходит скорее, чем тканей.
В тканях и трикотаже с начесом, а также в валеных тканях износ начинается с волокон ворса или фильца, которые по мере разрушения выпадают из материала. Примерно так же происходит разрушение прошивных нетканых материалов: сначала разлохмачивается поверхность материала, а затем постепенно выпадают волокна ватки, в результате чего обнажаются прошивные нити и начинается разрушение самого каркаса.
Таким образом, во всех материалах прежде всего истирается их опорная поверхность. Поэтому от ее размеров и структуры в большой степени зависит устойчивость материалов к истиранию. С увеличением опорной поверхности материала интенсивность ее износа падает, так как удельное давление на площадь контакта, а следовательно, и истирающие усилия распределяются на большую площадь. Так как для изнашивания единицы объема каждого тела требуется определенное количество работы, то естественно, что с увеличением опорной поверхности износ ткани происходит медленнее.
На скорость износа тканей оказывает влияние высота рельефа и радиус кривизны волн нитей, образующих опорную поверхность. При рельефе поверхности с более плавными изгибами нитей, материал оказывает лучшее сопротивление действию истирающих усилий. Например, в гладких (плоских) тканях признаки износа появляются позднее, чем в тканях с рельефно выступающими перекрытиями на поверхности.
Как показали исследования, проведенные в ЦНИИшерсти, для повышения износоустойчивости тканей необходимо: 1) увеличить массу системы нитей, образующей опорную поверхность путем уменьшения массы второй малоизнашиваемой системы, 2) лучшее сырье вкладывать в опорную систему нитей и 3) добавлять в смесь или прикрутку капроновые и лавсановые волокна.
Но величина опорной поверхности и ее рельеф не являются единственными факторами, определяющими прочность материала к истиранию. Так как износ ткани и трикотажа от истирания связан с потерей их массы, то, естественно, чем лучше закреплены волокна в общей структуре ткани, тем дольше они не выпадают из нее при истирании и, следовательно, дольше не разрушается материал. Поэтому большое влияние на износоустойчивость тканей и трикотажа оказывает прочность закрепления волокон в структуре материала, зависящая от длины волокон, толщины и крутки пряжи, переплетения, плотности расположения нитей, длины нити в петле трикотажа, а также от характера обработок, которым материалы подвергаются в процессах отделочных операций. Однако слишком большая степень зажима волокон может повысить жесткость ткани, что приводит к образованию в одежде жестких, быстро истирающихся складок.
Отделки, повышающие жесткость тканей, также приводят к уменьшению прочности тканей, к истиранию, особенно по сгибам. Так, например, уменьшается прочность к истиранию сатина после тиснения. Значительно падает устойчивость к истиранию всех тканей после отделки «стирай — носи».
Материалы для одежды, наделенные большими упругими и эластическими деформациями, обладающие гибкостью и мягкостью, оказываются более устойчивыми к трению. Под давлением трущих поверхностей они легко сжимаются, деформируются, рельеф их поверхности изменяется, волокна не сопротивляются перемещению в поле сил трения — износ таких материалов от истирания происходит медленнее.
Износ текстильных материалов. Факторы износа. Критерии оценки износостойкости материалов. Пиллинг текстильных полотен
Износостойкость тканей характеризуется их способностью! противостоять разрушающим факторам. В процессе использования швейных изделий на них действуют свет, солнце, влага, растяжение, сжатие, кручение, изгиб, трение, пот, стирка, химчистка, пониженные и повышенные температуры и пр. В результате воздействия всех этих факторов происходит изменение структуры материалов с постепенной потерей прочности вплоть до их разрушения.
Интенсивность износа изделий зависит от волокнистого состава швейных материалов, их строения, отделки и условий эксплуатации. Например, белье изнашивается прежде всего от многочисленных стирок; верхняя одежда в наибольшей степени разрушается от действия трения, а оконные гардины и занавеси — от действия света.
Износ от истирания сопровождается уменьшением массы ткани в результате отщепления и выпадения мелких частиц волокон и нитей. Разрушение тканей из-за трения начинается с истирания выступающих на поверхности ткани изгибов нитей, образующих ее опорную поверхность. Поэтому стойкость ткани к истиранию существенно зависит от структуры поверхности ткани, строения волокон и нитей, отделки ткани.
Выносливость к истиранию характеризуется чаще всего числом циклов истирания до разрушения — образования дыр. Выносливость к истиранию зависит от волокнистого состава ткани, ее поверхностной плотности, переплетения, вида отделки.
Наибольшую стойкость к истиранию имеют ткани, ленты, тесьмы, шнуры из полиамидных нитей и ткани с полиамидными волокнами. Добавление в состав шерстяной пряжи 10% капроновых волокон повышает стойкость изделий к истиранию в три раза. Удлинение перекрытий в переплетении ткани повышает стойкость к истиранию. Более тяжелые ткани изнашиваются медленнее более легких. Для многих тканей устойчивость к истиранию является нормированным показателем.
Читайте также: Из чего состоит сердечная ткань человека
Для увеличения долговечности изделий необходимо, чтобы механические нагрузки на ткань не превышали ее предела выносливости. Износостойкость и долговечность швейного изделия могут быть увеличены конструктивным путем. По низу брюк нашивается лента с бортиком, по отлету воротника, клапанам карманов, линии борта — тесьма из синтетических нитей, в изделиях спортивного и рабочего назначения предусматривают налокотники и наколенники.
Под действием трения происходит расшатывание структуры материалов, в рыхлых материалах на поверхность выскальзавают кончики коротких волокон (особенно синтетических), появляется своеобразная мшистость из-за того, что волокна скатываются, т. е. возникает явление, называемое пиллингуемостью.
Пиллингуемость — свойство материала образовывать на своей поверхности закатанные в комочки или косички концы волокон, называемые пиллями. Пиллингуемость портит внешний вид изделия и снижает его прочность, так как сформировавшиеся пил-ли отрываются от поверхности материала. Затем образуются новые пилли, т. е. происходит выпадение волокон из материала, его утонение.
Пиллингуемость наблюдается в процессе изготовления изделий, их носки, стирки, химчистки.
Наибольшей пиллингуемостью обладают малоплотные ткани из рыхлой слабо крученой пряжи и из объемных текстурированных нитей, холстопрошивные нетканые полотна, драпы и пальтовые суконные ткани с большим содержанием в составе пряжи обратов производства, ткани из смеси волокон, содержащие короткие полиэфирные волокна.
Устойчивость к пиллингу особенно важна для подкладочных тканей. Ткани с хлопчатобумажным утком пиллингуются больше, чем с утком из химических нитей. Практически не пиллингуются синтетические подкладочные ткани из гладких комплексных полиамидных нитей.
Пиллингуемость шелковых и полушелковых тканей определяется на пиллингометре. Сущность метода заключается в образовании на ткани ворсистости, а затем пиллей и в подсчете максимального числа пиллей на определенной площади ткани. Помимо пиллингометра для определения пиллингуемости могут использоваться другие приборы, например пиллинг-тестеры. В зависимости от результатов испытаний, т.е. от числа пиллей на площади 10 см2, материалы делятся на непиллингующиеся, малопиллин-гующиеся (1-2 пилля), среднепиллингующиеся (3-4 пилля), сильнопиллингующиеся (5-6 пиллей).
Ухудшение свойств тканей под действием светопогоды обусловлено окислительными процессами. Устойчивость к светопогоде определяют по уменьшению разрывной нагрузки после облучения образца лампами дневного света. При этом число условных доз облучения (УДО), получаемых образцом, равно 75000.
Устойчивость к светопогоде зависит от волокнистого состава ткани, ее структуры, характера отделки.
Так, хлопчатобумажные ткани более устойчивы к светопогоде, чем вискозные; толстые и плотные разрушаются не так интенсивно, как тонкие и менее плотные; суровые ткани меньше подвержены воздействию светопогоды. чем отваренные. Крашение тканей снижает их устойчивость к светопогоде.
Устойчивость к светопогоде оценивают после естественной инсоляции или после инсоляции на специальном приборе.
Многократные стирки — важный фактор износа тканей. Под влиянием моющего раствора, его температуры и механических воздействий волокна разрушаются, структура ткани расшатывается и ее свойства ухудшаются. Устойчивость к многократный стиркам определяют по уменьшению разрывной нагрузки после заданного числа стирок образца в мыльно-содовом растворе при температуре 20°С в стиральной машине.
Стирка, химчистка и влажно-тепловая обработка изделий должны производиться при строгом соблюдении режимов, обеспечивающих максимальное сохранение свойств текстильных материалов. В связи со сложностью воссоздания всех воздействий, испытываемых тканью в процессе эксплуатации, до сих пор не найден единый метод определения износостойкости ткани.
В лабораторных условиях с помощью специальных приборов и установок определяют отдельные факторы или их комплексы, приводящие к износу ткани: стойкость к истиранию, стирке и химчистке, к многократным растяжениям и изгибам, к действию светопогоды.
Разработан акустический метод испытания материалов без их разрушения, основанный на зависимости затухания ультразвука от степени износа материала.
Изностойкость новых швейных материалов можно определять путем опытной носки, в процессе которой партию изделий, изготовленных из новых материалов, передают для опытной носки определенной группе лиц. Через установленное время в организации, проводящей опытную носку, изделия просматриваются специалистами, анализирующими причины износа и дающими заключение о целесообразности внедрения новых материалов в массовое производство.
Пиллингуемость. Пиллингом называется процесс образования на поверхности тканей, трикотажа и нетканых материалов комочков скатавшихся волокон. Комочки волокон — пили. Они возникающие на участках, испытывающих наиболее интенсивное трение, образуются обычно в изделиях из синтетических материалов уже в первые две-три недели носки. Особенно большой склонностью к образованию пиллинга обладают полушерстяные материалы с полиамидными и полиэфирными волокнами.
Процесс пиллингообразования: сначала волокна выступают своими кончиками над поверхностью материала, потом перепутываются и образуют рыхлый комочек. Часть волокон, входящих в него, отрывается от материала, запутывается в комочке. Так формируется головка на ножке из трех-четырех волокон. Пилль сохраняется на поверхности материала, пока прочность в ножке станет недостаточной. Таким образом, в процессе эксплуатации изделий одни пилли отрываются от поверхности материала, другие образуются. В зависимости от прочности волокон и их устойчивости к многократным изгибам головка пилля удерживается на ножке дольше или отрывается быстрее. Испытание материала на склонность к пиллингу может осуществляться на приборе для истирания ТИ-1.
Читайте также: Метод культуры тканей в селекции растений
Оценку пиллинга производят подсчетом числа пиллей на единицу поверхности, сравнением образца с эталоном, визуальной оценкой образца или взвешиванием оторванных пиллей в процессе испытания.
38. Воздухо- и паропроницаемость текстильных материалов. Их зависимость от волокнистого состава материалов и показателей структуры. Методы и приборы для определения характеристик этих свойств.
Воздухопроницаемость — способность ткани пропускать через себя воздух. Она зависит от волокнистого состава, плотности и вида отделки ткани и характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости В который показывает, какое количество воздуха прохо дит через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны ткани.
Коэффициент воздухопроницаемости В дм подсчитывается по формуле
где — количество воздуха, прошедшего через материал, дм 8 площадь материала, м 1— длительность прохождения воздуха, с.
Воздухопроницаемость зависит от строения ткани, ее пористости, от вида отделки. длинные перекрытия переплетений повышают воздухопроницаемость. При всех равных условиях наименьшую воздухопроницаемость имеют ткани полотняного переплетения. Несминаемая отделка уменьшает воздухопроницаемость ткани на 20—25%, а каландрирование — на 20—40%.
Воздухопроницаемость очень важна для тканей бельевого и лет него ассортимента. Малоплотные ткани, имеющие большое число сквозных пор, обладают хорошей воздухопроницаемостью и, следовательно, вентилирующей способностью. Плотные ткани из синтетических и триацетатных волокон, ткани со спецпропитками и отделками, материалы с пленочным покрытием, прорезиненные мате риалы вообще не обладают воздухопроницаемостью или имеют низкий показатель этого свойства. Но материалы с низкой воздухопроницаемостью отличаются высокой ветростойкостью. Именно поэтому ткани с пленочными покрытиями широко используются для изготовления штормовок, курток, стеганьих пальто; искусственная кожа и замша применяются для изготовления ветростойкой межсезонной одежды. Поэтому оценку показателей гигиенических свойств материалов всегда следует проводить с учетом их назначения.
Воздухопроницаемость колеблется в очень широких пределах — от 6 до 1500 дм для летних хлопчатобумажных и шелковых тканей этот показатель составляет 500—1 500 дм для пальтовых тканей — до 180 дм для ветрозащитных тканей со специальной пропиткой — 6—10 дм
В процессе влажно-тепловой обработки в результате действия влаги, пара, повышенной температуры могут изменяться линейные размеры текстильных материалов. Изменение линейных размеров — усадка текстильных химических материалов происходит при воздействии на материал влаги и температуры, близкой к температуре термофиксации.
Повышенная тепловая усадка материалов, появляющаяся в результате влажно-тепловой обработки, усложняет технологический процесс, увеличивает трудозатраты и материалоемкость при изготовлении изделий. Усадка более 2% приводит к переводу изделий в меньшие размеры.
Тепловая усадка возрастает с увеличением количества тепловых воздействий на материал. При изготовлении изделий отдельные детали (полочки, воротник) многократно подвергаются влажно-тепловой обработке. С увеличением числа обработок от одной до семи усадка материалов может увеличиваться в 1,4-6 раз.
Предельные режимы влажно-тепловой обработки устанавливают в зависимости от вида ткани и технологической операции. Превышение установленных параметров режима приводит к появлению лас, пятен, опалов, тепловой усадки, чрезмерному утонению рыхлых пушистых тканей. Для отдельных материалов, например объемных, ворсовых, синтетических, трикотажных и нетканых полотен, следует по возможности исключать влажно-тепловую обработку для получения объемной формы деталей. Объемная форма деталей должна создаваться путем конструкторских решений. С целью уменьшения усадки материалов в текстильной промышленности в процессе отделки проводятся ширение, декатировка, обработка на специальных усадочных машинах, противоусадочное пропитывание, термофиксация тканей из синтетических волокон и смешанных тканей, содержащих синтетические волокна. В швейном производстве для придания усадки всему полотну производится декатировка.
Паропроницаемость — способность ткани пропускать водяные пары. Коэффициент паропроницаемости В г1(м показывает, какое количество водяных паров проходит через единицу площади материала в единицу времени:
где А — масса водяных паров, прошедших через пробу материала, г; Р — площадь пробы материала, м 1 время испытания, ч.
Паропроницаемость является важнейшим гигиеническим свойством материала, так как она обеспечивает выход излишней парообразной и капельно-жидкой влаги (пота) из пододежного слоя.
Паропроницаемость особенно важна для тканей с низкой воздухопроницаемостью. Паропроницаемость зависит от гигроскопических свойств волокон и нитей, составляющих ткань, и от пористости ткани, т. е. от ее плотности, вида переплетения и характера отделки. В тканях с неплотной структурой пары влаги проходят через поры, в более плотных материалах паропроницаемость должна обеспечиваться высокой гигроскопичностью волокон. Паропроницаемость — очень важное гигиеническое свойство бельевых, летних, спортивных изделий и спецодежды.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом