Разрывной нагрузкой называется наибольшее усилие, выдерживаемое прямоугольным образцом стандартного размера к моменту разрыва. По принятой в настоящее время системе единиц величина разрывной нагрузки определяется в кГ. По Международной системе единиц ее выражают в единицах силы — ньютонах (н), имеющих размерность кГм/сек (1 кГ = 9,81 н). Показатели разрывных нагрузок для каждого вида материала стандартизованы. Несоответствие цифровым показателям, указанным в ГОСТе, является сигналом недоброкачественности материала. Поэтому показатели прочности остаются основным критерием оценки механических свойств материалов, несмотря на то что испытываемые ими усилия как в процессах швейного производства, так и при эксплуатации одежды составляют лишь небольшую часть разрывных усилий. Даже в прилегающей одежде при резких движениях человека на наиболее напряженных участках (спинка по линии проймы, участок локтя в рукаве и др.) материал испытывает нагрузки, не превышающие 5—10% от разрывных. Чаще они составляют лишь 0,5—1,5 кГ. Разрывное напряжение σр представляет собой отношение прочности Рр к площади S поперечного сечения образца
Разрывным напряжением пользуются для характеристики прочности твердых материалов. Для текстильных материалов, особенно таких, как ткани, трикотажные и нетканые полотна, этот способ выражения относительной прочности, требующий определения площади поперечного сечения испытываемого образца, затруднителен. Между волокнами и нитями находятся воздушные прослойки, поперечные сечения волокон неправильны, многие имеют в середине канал. В результате этого определение действительной площади поперечного сечения материала практически невозможно. Поэтому для текстильных материалов площадь поперечного сечения определяется расчетным путем. Так как объем материала v равен произведению площади поперечного сечения S на длину L, а вес g объему, умноженному на объемный вес β, то
Чаще же в текстильном материаловедении для характеристики относительной прочности нитей и тканей пользуются разрывной длиной. Разрывной длиной Lp называется та условная длина, при которой вес (масса) g образца приближенно равен его прочности (разрывной нагрузке) Р. Прочность Р образца всегда во много раз превосходит его вес g, соответственно во столько же раз разрывная длина Lp больше фактической длины L образца:
Принимая приближенно числовые значения кГ и кг равными, получаем разрывную длину в км. Между разрывной длиной и разрывным напряжением существует зависимость. Подставляя в формулу разрывного напряжения значение 5, имеем:
т. е. разрывная длина равна отношению разрывного напряжения к объемному весу материала.
Зная вес 1 м 2 ткани g1, определяют вес образца, который при ширине 50 мм и длине L равен:
Подставляя в формулу разрывной длины полученные значения, имеем:
Так как при определении прочности ткани в разрыве участвует какая-то одна система нитей — основа или уток, а прочность относится к весу всего квадратного метра ткани, разрывная длина при различной доле веса основных и уточных нитей не в полной мере отражает действительное отношение прочности ткани к единице ее веса.
Для устранения этого недостатка предложено в формулу разрывной длины ввести коэффициент, учитывающий долю веса системы нитей, подвергающейся разрыву:
где А — доля, которую составляет от веса 1 м 2 ткани вес системы нитей, подвергающейся разрыву.
Разрывным удлинением называется деформация, возникающая под действием растягивающей нагрузки к моменту разрыва материала. Разрывное удлинение определяется в абсолютных единицах (мм) как разность конечной LK и первоначальной L0 длины образца:
Рис. 11-4. Диаграмма растяжения материалов для одежды (нечетными цифрами обозначены кривые по основе или длине, четными — по утку или ширине):
1—2 — ткань хлопчатобумажная; 3—4 — полотно льняное; 5—6 — ткань шерстяная гребенная костюмная; 7—8 — трикотаж хлопчатобумажный (гладь); 9—10 — нетканый материал прошивной хлопчатобумажный или в процентах от первоначальной длины (относительное удлинение):
Величина одной конечной деформации в момент разрыва не дает представления о ходе деформации материала, происходящей под действием возрастающей нагрузки. Графическое выражение зависимости удлинения материала от действующей на него нагрузки в течение всего испытания дают диаграммы растяжения. По оси ординат откладывают нагрузку Р или напряжение а, по оси абсцисс — удлинение в абсолютных величинах l или в процентах ε. В большинстве случаев в начале нагружения происходит быстрое удлинение материала, которое по мере увеличения нагрузки замедляется (рис. 11-4). Приближенно кривые растяжения материалов для одежды могут характеризоваться уравнением параболы.
где Р — нагрузка в кГ; ε — относительное удлинение в %; l — абсолютное удлинение в мм; а, β, п — коэффициенты, зависящие от волокнистого состава и структуры материала.
В процессах швейного производства, а также при эксплуатации готовых изделий материалы для одежды подвергаются нагрузкам, которые значительно меньше разрывных.
Рис. 11-5. Диаграмма работы разрыва ткани
Поэтому особый интерес представляет величина деформации материала на первых этапах его нагружения. Материалы с одинаковым разрывным удлинением, но различно деформирующиеся на начальных стадиях растяжения, совершенно по-разному ведут себя при настилании, раскрое, пошиве, влажно-тепловой обработке, а также в изделиях при их эксплуатации. Разными должны быть для них и припуски на свободное облегание фигуры и свободу движений. Чтобы не стеснять движений человека и не вызывать преждевременной усталости материала, припуски в изделиях из малорастягивающихся материалов должны быть больше. Интервалы безразличия при построении ростовочно-полнотного ассортимента одежды должны устанавливаться с учетом способности материала растягиваться. Так как одежда из легко растягивающихся материалов, например трикотажных полотен, подходит людям со значительно большим диапазоном размерных признаков, то и выпускается она в меньшем ассортименте размеров, чем одежда из тканей.
Читайте также: Брависсимо ткани в барнауле
Работа разрыва показывает, какое количество энергии затрачивается на т о, чтобы преодолеть энергию связи между частицами материала и довести его до полного разрушения. Характеризуется работа разрыва Rp геометрической площадью, ограниченной кривой разрыва и максимальными координатами Pv и lр (рис. 11-5):
где т) — коэффициент полноты диаграммы, определяемый отношением площади, ограниченной кривой растяжения, ко всей прямоугольной площади диаграммы, ограниченной сторонами Рр и lр, откуда
Практически площадь под кривой растяжения определяется планиметрически. При выпуклой кривой коэффициент полноты диаграммы и, следовательно, работа разрыва больше, при вогнутой — меньше. Таким образом, коэффициент полноты диаграммы характеризует относительную работу, затрачиваемую на разрыв образца. Чем больше коэффициент полноты диаграммы, тем лучше материал сопротивляется разрыву.
Работа разрыва материалов, имеющих большее удлинение при небольшой прочности, может быть больше, чем материалов с большой прочностью, но малой растяжимостью. Например, трикотаж несмотря на значительно меньшую, чем у тканей, прочность и большую растяжимость требует для разрыва большей затраты энергии, чем некоторые ткани. Для получения сравнимых результатов работы разрыва материалов с различным весом (массой) или объемом, вводится понятие относительной (удельной) работы разрыва, т. е. работы, отнесенной к единице массы rg или единице объема rv:
Свойства тканей, влияющие на срок их службы
Это такие свойства тканей, которые характеризуют их поведение в процессе эксплуатации и определяют срок их службы
или долговечность, стабильность строения. В процессе эксплуатации различные факторы действуют на ткань как раздельно, так и совместно, что приводит к постепенному износу.
Прочность тканей на разрыв при растяжении. Разрывная нагрузка — наибольшее усилие, выдерживаемое пробными полосками при растяжении их до разрыва. Размеры пробных полосок 25 х 50 или 50 х 100 мм для шерстяных тканей и полосок 25 х 200 или 50 х 200 мм для всех остальных. Этот показатель является основным стандартным показателем, характеризующим механические свойства тканей.
Разрывная длина тканей — минимальная длина, при которой масса образца равна разрывной нагрузке. Абсолютные значения разрывной нагрузки не позволяют сравнивать ткани разного волокнистого состава, строения, отделки. Для этих целей используют относительный показатель прочности (разрывную длина)
Удлинение при растяжении характеризует способность ткани к деформации растяжения и выражается в миллиметрах или процентах. На удлинение оказывает влияние волокнистый состав, строение, отделка тканей и др.
Деформация тканей при растяжении. Большое значение для характеристики свойств тканей имеет удлинение при нагрузках меньше разрывных. В этом случае ткань деформируется — удлиняется, а после прекращения действия нагрузки снова укорачивается, частично или полностью восстанавливает свою длину. В общем случае деформация растяжения ткани складывается из неисчезающей (пластичной) и исчезающей частей деформации (упругой и эластичной):
Устойчивость тканей к многократным растяжениям. Способность тканей противостоять многократным деформациям растяжения меньшим, чем разрывные, называется их выносливостью или долговечностью, а также показателем усталости. Усталостью ткани называют постепенное местное изменение ее структуры, изменение формы и размеров отдельных участков одежды (образование вздутий на локтях и коленях).
Устойчивость ткани к истиранию. Это важный показатель эксплуатационных свойств, по которому судят о продолжительности срока службы тканей, которые в процессе эксплуатации часто подвергаются истирающим воздействиям. Изнашивание тканей от истирания происходит по выступающим гребням нитей, при этом волокна разрываются, разделяются на части и выпадают. Ткань становится редкой, уменьшается ее масса и, наконец, ткань разрушается.
Стойкость тканей к действию микроорганизмов. Разрушение текстильных изделий микроорганизмами происходит при хранении их в неблагоприятных условиях и при эксплуатации в мокром состоянии (брезенты, палатки, рыболовные снасти и т.п.). Б этих условиях микроорганизмы могут вызывать снижение прочности изделий, изменение их окраски и блеска. Следует отметить, что изделия повреждаются микроорганизмами только в том случае, если составляющие их вещества являются питательной средой для микроорганизмов.
Стойкость тканей к действию светопогоды. Действие светопогоды — это действие комплекса факторов: солнечного света, влаги, кислорода воздуха, температуры и др. При облучении ткани солнечными лучами в присутствии кислорода воздуха, влаги происходит сложный фотохимический процесс разрушения (деструкции) вещества, составляющего волокно.
Фотохимическая деструкция под влиянием инсоляции ведет к изменению механических свойств тканей: снижению прочности на разрыв, удлинению, стойкости к истиранию, уменьшению выносливости к многократным растяжениям, изгибам и др.
Читайте также: Новогоднее украшение из ткани мастер класс
Стойкость тканей к износу от стирки. Износ этого вида имеет наибольшее значение для бельевых тканей. Это комплексный фактор износа. В процессе стирки, сушки, глажения ткань подвергается действию моющего состава, механическим усилиям при мытье, истиранию, тепловому воздействию, действию светопогоды и др. В результате многократных стирок происходит изменение внешнего вида поверхности ткани, ослабление волокон и последующее их выпадение, приводящее к местным разрушениям.
Износостойкость тканей. Известно, что в условиях эксплуатации ткани подвергаются действию различных факторов: истирания, света, стирок и т.д. Под их воздействием ткань постоянно разрушается, теряет свои основные свойства, в результате чего к концу службы изделия оно становится непригодным для дальнейшей эксплуатации.
Процесс изнашивания является сложным и многообразным, потому что очень многообразны и различны изнашивающие
факторы; очень сложны те явления, которые происходят в тканях в процессе изнашивания.
Разнообразные причины или факторы износа можно объединить в следующие группы: механические, физико-химические, биологические, химические и комбинированные.
Для различных текстильных изделий основные факторы износа неодинаковы. Например, основной причиной износа верхней одежды является светопогода, истирание, усталость; гардин и занавесей — действие света; белья — стирка, истирание и т.д.
В текстильных изделиях различают износ двух видов; общий и местный.
Образовательный портал
Электронный журнал Экстернат.РФ, cоциальная сеть для учителей, путеводитель по образовательным учреждениям, новости образования
- Главная
- Публикации в журнале
- Методические разработки и пособия по труду
- Свойства тканей
Свойства тканей
Свойства тканей
Общие механические свойства тканей.
В процессе использования основной износ одежды происходит в результате многократного действия растягивающей нагрузки, сжатия, изгиба, трения. Поэтому большое значение для сохранения вида и формы одежды и увеличения срока ее носки имеет способность ткани противостоять различным механическим воздействиям, т. е. ее механические свойства.
К механическим свойствам тканей относятся: прочность, удлинение, износостойкость, сминаемость, жесткость, драпируемость и др. Прочность ткани при растяжении — один из важнейших показателей, характеризующих ее качество. Под прочностью ткани при растяжении понимается способность ткани противостоять нагрузке.
Минимальная нагрузка, достаточная для разрыва полоски ткани определенного размера, называется разрывной нагрузкой. Разрывная нагрузка определяется путем разрыва полосок тканей на разрывной машине.
Прочность ткани при растяжении зависит от волокнистого состава тканей, толщины пряжи или нити, плотности, переплетения, характера отделки ткани. Наибольшую прочность имеют ткани из синтетических волокон. Увеличение толщины нитей и плотности ткани увеличивает прочность тканей. Применение переплетений с короткими перекрытиями также способствует росту прочности ткани. Поэтому при всех равных условиях полотняное переплетение сообщает тканям наибольшую прочность. Такие операции отделки, как валка, аппретирование, декатировка, увеличивают прочность ткани. Отбеливание, крашение приводят к некоторой потере прочности.
Износостойкостью тканей называется их способность противостоять ряду разрушающих факторов. В процессе использования одежды ткань испытывает действие света, солнца, трения, многократного растяжения, изгиба, сжатия, влаги, пота, стирки, химической чистки, температуры и др.
Характер воздействий, испытываемых тканью в процессе использования, зависит от назначения изделия и условий эксплуатации. Например, белье изнашивается от многократных стирок; при кипячении в растворах моющих средств под действием кислорода воздуха происходит окисление целлюлозы и снижение прочности волокон; механические воздействия на ткань в процессе стирки, а также действие нагретой металлической поверхности при утюжке также приводят к ослаблению ткани. Оконные гардины и занавеси теряют прочность от действия света, солнца.
Износ верхней одежды происходит преимущественно от трения. В начальной стадии истирания на многих текстильных материалах наблюдается пиллинг.
Пиллингом называется процесс образования на поверхности текстильных изделий комочков скатывающихся волокон — пиллей, возникающих на участках, испытывающих наиболее интенсивное трение, и портящих внешний вид изделия.
Большое влияние на износ оказывают действие света и многократно повторяющиеся изгиб, растяжение, сжатие. В процессе эксплуатации изделий ткань протирается в низу рукавов и брюк, на локтях, коленях, воротнике пиджака. Для увеличения срока носки изделий в низу брюк и рукавов рекомендуется нашивать капроновую ленту с бортиком, которая препятствует истиранию ткани.
Следует помнить, что нарушение режима влажно-тепловой обработки тканей — чрезмерное нагревание и длительность обработки — приводит к снижению износостойкости тканей. На участках шерстяной ткани, имеющих едва заметный опал, прочность и износостойкость ткани снижаются на 50%.
Под действием многократно повторяющихся растяжения, сжатия, кручения происходит расшатывание структуры ткани и нитей. В изделии накапливаются пластические деформации, ткани растягиваются, изделия теряют форму. Волокна постепенно выпадают, уменьшаются толщина и плотность ткани; ткань разрушается.
Драпируемость — способность ткани образовывать мягкие, округлые складки. Драпируемость зависит от массы, жесткости и мягкости ткани. Жесткость — это способность ткани сопротивляться изменению формы. Величиной, обратной жесткости, является гибкость — способность ткани легко поддаваться изменению формы. Жесткость и гибкость ткани зависят от размеров и вида волокна, толщины, крутки и структуры пряжи, строения и отделки ткани.
Искусственные кожа и замша, ткани из комплексных капроновых нитей и монокапрона, из шерсти с лавсаном, плотные ткани из крученой пряжи и ткани с большим количеством металлических нитей обладают значительной жесткостью. Хорошей драпируемостью обладают ткани из натурального шелка, шерстяные ткани креповых переплетений и мягкие пальтовые шерстяные ткани. Ткани из растительных волокон — хлопчатобумажные и особенно льняные — обладают меньшей драпнруемостью, чем шерстяные и шелковые.
Физические свойства тканей
К физическим (гигиеническим) свойствам ткани относятся гигроскопичность, воздухопроницаемость, паронепроницаемость, водонепроницаемость, намокаемость, пылеемкость, электризуемость и др.
Гигроскопичность характеризует способность ткани впитывать влагу из окружающей среды (воздуха).Воздухопроницаемость — способность пропускать воздух — зависит от волокнистого состава, плотности и отделки ткани. Хорошей воздухопроницаемостью обладают малоплотные ткани. Паропроницаемость — способность ткани пропускать водяные пары, выделяемые телом человека. Проникновение паров происходит через поры ткани, а также за счет гигроскопичности материала, впитывающего влагу из пододежного воздуха и передающего его в окружающую среду. Шерстяные ткани медленно испаряют водяные пары и лучше других регулируют температуру воздуха. Теплозащитные свойства особенно важны для тканей зимнего ассортимента. Эти свойства зависят от волокнистого состава, толщины, плотности и отделки ткани. Волокна шерсти наиболее «теплые», волокна льна «холодные». Водоупорность — это способность ткани сопротивляться просачиванию воды. Водоупорность особенно важна для тканей специального назначения (брезентов, палаток, парусины), плащевых тканей, шерстяных пальтовых и костюмных тканей. Пылеемкость — это способность тканей загрязняться. Пылеемкость зависит от волокнистого состава, плотности, отделки и характера лицевой поверхности ткани. Наибольшей пылеемкостью обладают рыхлые шерстяные ткани с начесом. Электризуемость— это способность материалов накапливать на своей поверхности статическое электричество. При соприкосновении и трении, неизбежных в процессе производства и использования текстильных материалов, на их поверхности непрерывно происходит накапливание и рассеивание электрических зарядов.
Оптические свойства тканей
Выбор модели, разработка конструкций, зрительное восприятие сминаемости, объема, размера, пропорций изделия зависят от оптических свойств тканей, т. е. от их способности количественно и качественно изменять световой поток. В зависимости от отражения, поглощения, рассеивания, пропускания светового потока проявляются такие свойства материалов, как цвет, блеск, прозрачность, белизна. Если материал полностью отражает или поглощает световой поток, то возникает ощущение ахроматического цвета (от белого до черного): при полном отражении — белый цвет, при полном поглощении — черный, при равномерном неполном поглощении — серый цвет различных оттенков.
Блеск ткани зависит от степени зеркального отражения светового потока и, следовательно, от характера поверхности ткани, строения нитей, вида переплетения и т. д. Применение переплетении с удлиненными перекрытиями (атласные, сатиновые, основные саржевые), проведение прессования, каландрования, придание лощеной, серебристой отделки, «лаке» увеличивают блеск тканей.
Прозрачность связана с ощущением проходящего через толшу ткани светового потока и зависит от волокнистого состава и строения ткани. Наибольшей прозрачностью обладают тонкие малоплотные ткани из синтетических волокон и натурального шелка.
Колорит — это соотношение всех цветов, участвующих в расцветке ткани. Сочетанием цветов различной тональности, насыщенности, светлоты можно придать тканям радостный или мрачный колорит.
Сюжетными называются рисунки, о которых можно рассказывать (портреты, картины и пр.). Сюжетные рисунки могут иметь юбилейные косынки, гобелены, скатерти, некоторые ткани и др.
Тематическими называются рисунки, которые можно характеризовать каким-то понятием (горох, полоска, клетка и др.). Беспредметными называются абстрактные рисунки. В тканях это различные цветовые пятна или. неопределенные контуры.
Технологические свойства тканей
Технологическими свойствами тканей называются свойства, которые могут проявляться на различных этапах швейного производства — в процессе раскроя, стачивания и влажно-тепловой обработки изделий. К технологическим свойствам тканей относятся: сопротивление резанию, скольжение, осыпаемость, прорубаемость, усадка, способность тканей к формованию в процессе влажно-тепловой обработки, раздвигаемость нитей в швах.
Усадка — это уменьшение размеров ткани под воздействием тепла и влаги. Усадка происходит при стирке, замачивании влажно-тепловой обработке изделий в процессе утюжки и прессования. Усадка тканей может привести к уменьшению размера изделия, к искажению формы его деталей. Если ткани верха, прокладки и подкладки дают разную усадку при мокрой химической чистке или утюжке, на изделии могут возникнуть морщинки, складки.Некоторые ткани после стирки дают усадку по основе и несколько увеличиваются в ширину, получают так называемую притяжку.
Притяжка может проявиться, например, в тканях, имеющих хлопчатобумажную основу и уток из некрученого вискозного шелка. При сутюживании, т. е. принудительной усадке ткани, происходит сокращение ее размеров на отдельных участках. Достигается такая местная усадка путем утюжки или прессования участков увлажненной шерстяной ткани, собранной в виде небольших волнистых складок. Сутюживание используют для придания изделию объемной формы.
Читайте также: Иннервация мягких тканей это
Список использованной литературы
Н. А Савостицкий «Материаловедение швейного производства» -М.: «Академия» 2004.
Б.А Бузов Т.А. Модестова «Материаловедение швейного производства» -М.: Легпромбытиздат 1986.