Задания. 1. Изучить приборы и методы определения несминаемости (сминаемости) материалов.

1. Изучить приборы и методы определения несминаемости (сминаемости) материалов.

2.Провести испытания материалов методами ориентированного и неориентированного смятия и определить показатели несминаемости (сминаемости).

3.Проанализировать полученные результаты и дать характеристику исследуемых образцов текстильных материалов.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Несминаемость – свойство материала сопротивляться смятию и восстанавливать первоначальное состояние после снятия усилия, вызвавшего его изгиб и смятие.

Сминаемость – свойство материала при изгибе и сжатии образовывать неисчезающие складки.

Способность материала сопротивляться изгибу зависит от его жесткости, а способность разглаживаться, восстанавливая первоначальное состояние, — от упругости.

Сминаемость является следствием проявления в текстильном материале пластических и эластических деформаций с большим периодом релаксации, а несминаемость - упругих. Сминаемость — характеристика, обратная несминаемости. Материалы для одежды должны обладать оптимальной как несминаемостью, так и сминаемостью. Очень высокая несминаемость, как и чрезмерная сминаемость — отрицательный фактор, осложняющий процесс изготовления одежды, ухудшающий ее внешний вид и качество.

Сминаемость тканей зависит также от вида переплетения, волокнистого состава, плотности, т.е. числа нитей на 10 см. Ткани, взаимный сдвиг нитей в которых ограничен, имеют большую упругость, лучше сохраняют форму в одежде и меньше мнутся.

Ткани рыхлой структуры, элементы которой легко смещаются, обладают значительной сминаемостью.

Трикотаж малосминаем. Нити, образующие петли в трикотаже, имеют сложное пространственное расположение, поэтому при смятии трикотажа в нем меньше участков нитей, подвергающихся одинаковой деформации, чем в ткани.

Напряженные в разной степени участки нитей трикотажа помогают быстрее восстановить его первоначальные размеры. В зависимости от условий смятия материала применяемые приборы и методы разделяют на две группы. К первой группе относят методы и приборы, с помощью которых осуществляется ориентированное смятие, при котором под действием внешних сил проба материала получает изгиб и смятие на ограниченном определенном участке. К этой группе относятся приборы СМТ (ГОСТ 19204-73), СТ-1 и СТ-2 (ГОСТ 18117-80). Методы ориентированного смятия является стандартными.

Прибор СМТ (ЦНИХБИ) предназначен для определения несминаемости хлопчатобумажных, шелковых, льняных и смешанных тканей, нетканых полотен из всех видов волокон. Приборы СТ-1 и СТ-2 служат для определения сминаемости чистошерстяных и полушерстяных тканей.

Вторая группа объединяет методы и приборы, с помощью которых производят неориентированное смятие, при котором проба материала получает хаотический изгиб и смятие. К ней относятся метод ручного смятия с визуальной оценкой и прибор СТП-6.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Определение несминаемости на приборе СМТ (рис. 6.1) выполняют следующим образом. Корпус 1 прибора с помощью регулируемых опор 3 устанавливают горизонтально. Перед началом испытания рукоятку нагружения 13 переводят в положение «Разгрузка». Ручкой с фиксатором 12 устанавливают поворотный барабан 11 в положение 1 (заправка проб), при этом лапки 8 предварительного нагружения оказываются поднятыми. Пробу материала (рис. 6.2) (размеры указаны в миллиметрах) укладывают на поворотный барабан лицевой стороной внутрь под прижимную пластину 10, подъем которой производится с помощью рычага 7.

Рис.6.1. Прибор СМТ для определения несминаемости материала

Рис.6.2 Формы и размеры проб для определения несминаемости материалов

Закрепляют пробу 9 так, чтобы ее края совпадали с Т-образными контурами на пластине поворотного барабана. С помощью вилки 14 перегибают рабочую часть пробы и опускают лапку предварительного нагружения, нажимая на его головку. Лапка удерживает пробу в сложенном состоянии, при этом угол сгиба пробы составляет 180⁰, а площадь петли пробы равна 1,5 см². Точно так же заправляют все остальные пробы. Затем барабан 11 переводят в положение 2 (нагружение), для чего ручку с фиксатором 12 поворачивают на угол 90⁰ против часовой стрелки. После этого плавно устанавливают рукоятку 13 в положение «Нагружение». К пробам, сложенным в петлю, подводят основной груз, вес которого 1,47 даН (давление на пробу составляет 98,1 кПа, т. е. примерно = 1 кгс/см²), и в течение 15 мин пробы находятся под этим давлением. По истечении 15 мин после приложения груза рукоятку 13 переводят в положение «Разгрузка» и с помощью ручки с фиксатором 12 поворачивают барабан 11 на угол 180⁰ по часовой стрелке в положение 3 (замер угла восстановления).

Последовательно нажимая на кнопки 2, поднимают лапки предварительного нагружения и освобождают пробы от нагрузки. Через 5 мин отдыха после снятия нагрузки производят замер угла восстановления. Для этого с помощью винта 4 измерительное устройство 5 с помощью направляющей типа ласточкина хвоста 6 подводят к ребру сгиба так, чтобы перекрытие на диске совпало со сгибом пробы, и вращением регулировочного винта совмещают стрелку указателя с ребром сгиба пробы.

Измеряют плоский угол α, на который отходит свободный конец пробы. Угол α - называется углом восстановления и измеряется с погрешностью 1⁰ отдельно для проб, вырезанных по основе, по утку или под углом по формуле:

_i / n, (9)

где _i - результат измерения угла восстановления, град;

n – число испытаний.

Несминаемость X, %, характеризуют отношением угла восстановления α к углу полного сгиба γ = 180° и определяют по формуле:

Х= 100α/ γ = 0,555 α, (10)

где Х - несминаемость текстильного полотна, %;

- угол полного раскрытия элементарной пробы равный 180⁰.

Сминаемость шерстяных и полушерстяных тканей определяют на приборах СТ-1 (рис. 7.1) или СТ-2.

Рис. 7.1 Общий вид прибора СТ-1 Рис. 7.2 Вид и измерение

складки

Предварительно подготовляют пробы для испытаний. Для этого из точечной пробы вырезают пять продольных элементарных проб и пять поперечных размером 130х15 мм каждая.

На один конец пробы наносят цветную линию в направлении основы.

Пробы перед испытанием выдерживают не менее 24 ч в условиях относительной влажности воздуха 65±2% и темпера-туры 20±2 ⁰С.

Испытание на приборе СТ-1 проводят следующим образом. Основание прибора 1 устанавливают гори-зонтально по уровню на приборе с помощью винтов 9 и уровня 13. Пробу материала укладывают на стеклянную пластину 8 размером 150х15х4 мм лицевой стороной вверх так, чтобы передний конец пробы касался упора. Поперек стеклянной плас-тины на пробу накладывают по направляющим стойки 7 металлическую пластину 6 размером 75х20х0,5 мм, перегибают пробу по пластине и кладут вторую металлическую пластину 6, опять перегибают пробу и кладут третью пластину 6, перегибают и опускают на нее рычаг 2. Придерживая левой рукой рычаг 2, вытаскивают все 3 металлические пластины. Выступы опорной площадки 3 удерживают пробу от бокового смещения. На стержень 4 помещают груз 5. При этом складку материала нагружают точно по центру опорной площадки. Давление на пробу составляет 49 кПа (0,5 кгс/см²).

После 5 мин нагружения груз снимают и отводят рычаг в вертикальное положение. Затем берут смятую пробу пинцетом за верхний конец и осторожно опускают ее на стеклянную пластину. Выдерживают пробу в свободном состоянии (отдых) 3 мин. Затем измеряют фактическую высоту складки h (рис. 7.2). Для этого поворачивают на оси 10 микроскоп 11 (марка ШМ-1) по часовой стрелке до тех пор, пока труба микроскопа не расположится над складкой материала (увеличение окуляра 7^х, увеличение объектива 8^х, рабочее расстояние объектива 9,2 мм.

Наводят резкость сначала на вершину складки, а затем на ее основание, фиксируя соответствующие показания шкалы 12 с погрешностью половины цены деления шкалы. Высоту складки h, мм, вычисляют по формуле:

H = (А₁ - А₂) · m, (11)

где А₁ - показания шкалы микроскопа при наблюдении вершины складки;

А₂ - показания шкалы микроскопа при наблюдении основания складки; m - цена деления шкалы микроскопа, мм (m=0,2 мм).

Коэффициент сминаемости К_с вычисляют по формуле:

К_с = h / 20, (12)

где h- фактическая высота складки, мм;

20 - максимально возможная высота складки, равная ширине металлической пластины, мм.

За результат опыта принимают среднее арифметическое результатов испытания пяти элементарных проб материала в заданном направлении.

Простым и доступным методом неориентированного смятия является метод сжатия рукой собранного в комок материала с последующей визуальной оценкой степени смятия. Этот метод субъективен и требует от испытателя определенных навыков.

Проффесором А. Н. Соловьевым разработан метод и прибор неориентированного смятия СТП-6 (рис. 8).

Методика испытания материала на приборе СТП-6 заключается в следующем. Предварительно из материала вырезают полоски шириной 50 мм и длиной, достаточной для того, чтобы получить пробу в форме цилиндра диаметром 30, 40, 50 или 60 мм, в зависимости от вида материала. Подготовленную цилиндрическую пробу 1 надевают на направляющий стержень и закрепляют в основании зажимного устройства 2, имеющего высоту 10 мм. На площадку 4 устанавливают грузы, которые обеспечивают смятие пробы с заданным усилием (от 0,5 до 10 даН).

Это достигается с помощью рычага 5, когда зажимное устройство с пробой находится в крайнем верхнем положении. Подъем и опускание зажимного устройства 2 с пробой 1 обеспечивается с помощью электродвигателя 6 и муфты 7, червячной передачи 8 и винта 3.

Рис. 8 Схема прибора СТП-6

По шкале прибора измеряют максимальную и минимальную высоту смятой пробы и рассчитывают ее среднюю высоту.

Несминаемость текстильных при однократном смятии определяют при следующих параметров: размер полоски материала для пробы 170х50 мм; время действия нагрузки при смятии 1 мин, время отдыха после смятия 1мин.

Время действия нагрузки при смятии и время отдыха после смятия составляют один цикл. За критерий оценки несминаемости принят коэффициент несминаемости К_н,%, определяемый по формуле:

К_н = 100 h_к / h₀, (13)

где h_к - средняя высота пробы после одного смятия и отдыха, мм;

h₀ - начальная высота несмятой пробы, мм.

На приборе СТП-6 можно также выполнять многократное смятие пробы при параметрах: число циклов смятия n=20 (цикл включает в себя время смятия пробы и время отдыха, равное 1 мин); время отдыха после 20 циклов 60 мин. Определяют среднюю высоту пробы после первого цикла –h₁, после 20 циклов –h₂₀.

При подготовке пробы для многократного смятия полоску материала изгибают в форме цилиндра диаметром 50 мм, а ее края по боковой поверхности цилиндра соединяют стежками длиной не более 1см. Значение коэффициентов несминаемости К₁, К₂₀, К_отд определяются по формулам:

К₁ = 100 h₁ / h₀; К₂₀ = 100 h₂₀ / h₀; К_0тд = 100 h_отд / h₀, (14)

где h_отд - высота пробы после 60 мин отдыха, мм.

Комплексный показатель несминаемости подсчитывают по формуле

К_к = ³ , (15)

Результаты испытаний на приборе СМТ заносят в (табл. 5), на приборе СТ-1 или СТ-2 –в (табл. 6), на приборе СТП-6- в (табл. 7).

Таблица 5

Вид пробы.

Угол восстановления, град.

Несминаемость, %

средний

По основе

По утку

Таблица 6

Вид пробы.	Показания круглой шкалы микроскопа	Цена деления шкалы микроскопа, m,мм	Фактическая высота складки h, мм	Коэффициент сминаемости Кс,
А1	А2
По основе
По утку

Таблица 7

Вид пробы	Одноцикловое смятие	Многоцикловое смятие
Высота пробы, мм	Коэффициент несминаемости
Высота пробы hк, мм	Коэффициент несминаемости Кн, %	h1	h20	hотд	К1	К20	Котд	Кк

Выводы: (Дать анализ соответствия материала нормативным требованиям и возможности его применения в производстве одежды.)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определение несминаемости и сминаемости. Какой вид деформации обуславливает сминаемость и несминаемость текстильных материалов?

2. Какие параметры структуры текстильных материалов влияют на несминаемость, сминаемость?

3. Какое влияние на несминаемость, сминаемость оказывают влага, температура и вид отделки?

4. Какие основные типы приборов для определения несминаемости материалов вы знаете? В чем принципиальные различия?

5. Как определяются показатели сминаемости и несминаемости при ориентированном и неориентированном смятии?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРАПИРУЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Цель роботы. Изучение методов и приборов для определения драпируемости материалов.

Задание

Изучить характеристики драпируемости материалов и методику определения и расчета показателей драпируемости.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Драпируемость - э то способность текстильных материалов в подвешенном состоянии образовывать мягкие подвижные складки.

Показатель драпируемости имеет важное значение при выборе материалов для изделия, ее конструкции. Драпируемость зависит от гибкости материала и его массы. Чем жестче структура материала, и большие усилия требуются для его изгиба, тем хуже драпируемость.

При увеличении поверхностной плотности материала его драпируемость улучшается. Особенно хорошо драпируются тонкие гибкие и тяжелые материалы, они образуют мелкие устойчивые складки.

По значению коэффициента драпируемости К_Д материалы классифицируются: при К_Д более 55% - хорошо драпируемые; К_Д меньше 35% - плохо драпируемые; К_Д от 35 до 55% - средне драпируемые.

Драпируемость материалов определяют различными методами. Наиболее распространенные методы: ЦНИИШелка и дисковый.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Метод ЦНИИШелка - конструкция прибора простая (рис. 9.1).

Проба размером 200х400 мм, вырезанная по основе или утку, складывается в три складки вдоль длинной стороны, затем прокалывается иглой с одной стороны и подвешивается на 30 мин. По истечении времени измеряется расстояние между свешивающимися концами пробы - А.

Драпируемость характеризуется относительным показателем - коэффициентом драпируемости К _Д, %, который рассчитывают по формуле:

К_Д = 100 – А/2, (16)

где А — расстояние между углами нижнего края пробы, находящейся в подвешенном состоянии, мм.

Рис.9.1 Схема прибора ЦНИИШелка определения драпируемости

Чем больше значение К _Д, тем лучше драпируемость материала. Результаты представить в (табл.8).

Таблица 8

Драпируемость материалов по методу ЦНИИШелка

Номер образца	Наименование материала	Направление испытания	Расстояние А, мм	Кд, %
продольное	поперечное

Недостатком этого метода является то, что он дает характеристики драпируемости материала только по основе или утку и не позволяет определить драпируемость материалов в разных направлениях.

Представление о драпируемости материала в разных направлениях дает дисковый метод (рис.9.2). Прибор (рис.9.2 а) состоит из столика 6, в центре которого проходит стержень 4, перемещающийся вверх-вниз. На конце стержня укреплен диск 3 диаметром 50 мм с острием в центре для закрепления пробы 1. Проба 1, вырезанная в виде круга диаметром 200 мм, располагается на диске 3 и прижимается диском 2. С помощью рукоятки перемещают стержень 4 вверх-вниз 5 раз. При этом проба встряхивается и края пробы свешиваются, принимая ту или иную форму. Освещая прибор сверху пучком параллельных лучей, получают на бумаге 5 проекцию пробы (рис.9.2 б, в, г). На бумаге (проекции пробы) необходимо отметить направление нитей основы и утка пробы.

Рис.9.2 Определение драпируемости материалов дисковым методом: а — схема прибора: б-г - проекции проб

Хорошо драпирующиеся материалы образуют мелкие, симметрично спадающие складки (рис.9.2 б), их площадь проекции значительно меньше площади проекции плохо драпирующихся материалов, площадь проекции которых близка к площади круга (рис.9.2 в). Проекция пробы, хорошо драпирующейся по утку и плохо по основе, имеет вид (рис.9.2 г).

Вырезать проекцию пробы. На аналитических весах с точностью до 0,005 г взвесить бумагу с площадью круга m_к и вырезанной проекцией пробы m_пр.

Драпируемость материала, определяемая дисковым методом, характеризуется двумя величинами: соотношением размеров осевых А и В линий, проведенных через центр проекции пробы (у ткани в направлении нитей основы и утка, у трикотажа вдоль петельных рядов и столбиков), и коэффициентом драпируемости К_л, рассчитываемым по формуле:

К_д= 100·(m_к – m_пр) / m_к, (17)

где m_к — масса бумаги круга исходной пробы, мг;

m_пр — масса бумаги с проекцией пробы, мг.

На бумаге с проекцией пробы провести через центр осевые линии нитей основы и утка и измерить линейкой длину осевых линий: В – по основе, А – по утку. Вычислить их соотношение, Х_о.

Х_о = В / А, (18)

Если соотношение размеров осевых линий В/А равно 0,95÷1,1, следовательно материал хорошо драпируется в обоих направлениях.

Если В/А > 1,1, то материал имеет хорошую драпируемость в поперечном (по утку) направлении.

Если В/А < 0,95, то драпируемость его лучше в продольном (по основе) направлении.

Результаты испытаний и расчетов представить в (табл. 9).

Таблица 9

Драпируемость материалов по дисковому методу

Номер образца	Наимено-вание материала	Масса бумаги круга, mк, мг	Масса бумаги с проекцией пробы, mпр, мг	Коэффици-ент драпиру-емости, Кд, %	Длина осевых линий, мм	Соот-ноше-ние осевых, Хо
основа	уток

Выводы по работе.

Дать характеристику драпируемости исследуемых материалов. Проанализировать причины различной драпируемости материалов в разных направлениях.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие основные параметры структуры текстильных материалов влияют на показатели драпируемости?

2. Методы определения и вычисление показателей драпируемости материалов.

3. Как характеризуют материалы коэффициент драпируемости и соотношение осевых проекций пробы?

4. Влияние драпируемости на выбор материалов для изделий.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5