Механические свойства трикотажа

  Главная     Учебники - Кройка, шитьё     Материаловедение трикотажно-швейного производства В.И. Баженов

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

 

 

Механические свойства трикотажа

Механические свойства текстильных материалов определяют их отношение к действию различно приложенных к ним сил.

Прочность трикотажа на разрыв при растяжении характеризуется степенью сопротивления разрыву образца определенного размера. Этот показатель является основным стандартным показателем при определении механических свойств трикотажа, хотя материалы одежды в процессе эксплуатации редко испытывают воздействия, близкие к разрывающим.

Прочность трикотажа зависит от прочности нитей, переплетения, плотности вязания, способов крашения и отделки. С увеличением плотности прочность трикотажа будет увеличиваться, так как в разрыве будет участвовать большее количество нитей.

В зависимости от структуры переплетения разрывная нагрузка, приходящаяся на каждую петлю, будет распределяться на различное число элементов петли, участвующих в разрыве.

Например, при разрыве в продольном направлении петли одинарного кулирного трикотажа разрывное усилие будет восприниматься двумя палочками и В2 (рис. 27, а), в то время как при разрыве в этом же направлении одинарного основовязаного переплетения разрывная нагрузка распределится на две палочки Вх и В2 и на протяжку П (рис. 27, б).

Некоторые виды отделочных операций уменьшают прочность нити, а следовательно, и полотна (беление хлопчатобумажных и вискозных, стабилизация капроновых полотен). Чтобы уменьшение прочности не превышало допустимых пределов, необходимо строго соблюдать технологические режимы.

Прочность трикотажа определяют двумя методами:
устанавливают величину максимальной нагрузки, выдерживаемой образцом шириной 50 мм к моменту своего разрыва, которую выражают в килограмм-силах; при этом определяют прочность полотна по ширине (при разрыве образца вдоль петельных рядов) и по длине (при разрыве образца вдоль петельных столбиков);

устанавливают величину усилия, необходимого для разрыва трикотажа сферической поверхностью шарика; при этом определяют предел прочности при продавливании образца в кило-грамм-силах.

При определении разрывной нагрузки первым методом из образца вырезают полоски размером 50x200 мм. При этом для установления прочности по длине полоски вырезают таким образом, чтобы их большая сторона проходила строго по петельному столбику; для установления прочности по ширине — строго по петельному ряду. Определение прочности производят на разрывной машине, принцип действия которой аналогичен действию разрывных машин для пряжи и нитей. Зажимная длина, т. е. расстояние между зажимами, принимается равной 100 мм.

При определении разрывной нагрузки вторым методом из испытуемого образца вырезаются кружочки диаметром 60 мм. Устанавливают прочность методом продавливания шариком на разрывной машине, у которой верхние и нижние тиски заменяют специальным приспособлением, схематично показанным на рис. 28.

Образец 1 вставляют в кольцо 2, соединенное с нижними тисками 3 разрывной машины. Шарик 4 связан с верхними тисками 5. Когда опускаются нижние тиски, трикотаж нажимает на шарик и продавливается им. Величина затрачиваемого на это усилия фиксируется грузовым рычагом на шкале. Диаметр шарика 20 мм, внутренний диаметр зажимного кольца 25 мм.

При продавливании шариком усилия распространяются на поверхности образца неравномерно, при этом нагрузка в большей степени падает на то направление, в котором изделие менее растягивается. Образцы трикотажа, растягивающиеся различно в разных направлениях, имеют пониженные показатели при продавливании.

Метод определения прочности трикотажа продавливанием шариком

применяют для полотен, имеющих большую растяжимость (в настоящее

время стандартным методом является метод определения прочности полоской, на показатели которого переводятся результаты испытания всех полотен).

Методы определения прочности трикотажа при разрыве изложены в ГОСТ 6847—64.

Разрывные характеристики трикотажных полотен различны в зависимости от свойств полотен, например: одинарные кулирные полотна из хлопчатобумажной пряжи имеют прочность по ширине 10—15 кГ, по длине — 15—25 кГ, одинарные основовязаные полотна из вискозных нитей по ширине — 9—14 кГ, по длине — 14—24 кГ, из ацетатных нитей по ширине — 7—13 кГ, по длине 10—18 кГ.

Поскольку для потребителя важно, чтобы изделия обладали определенной прочностью в зависимости от их назначения (не
ниже установленной минимальной), то стандартами на трикотажные полотна предусматривается показатель минимальной прочности с указанием «не менее». Например, в ГОСТ 14171—69 на полотна трикотажные с фанговых машин установлена прочность по длине не менее 15 кГ и по ширине не менее 10 кГ для всех видов полотен.

Растяжим о сть трикотажа при разрыве является одним из основных свойств трикотажа, определяющих его назначение.

Большее удлинение трикотажа по сравнению с тканями объясняется его строением и обусловливается способностью петель изменять свою форму под действием внешних сил, при этом происходит изменение длины одних участков петли за счет других. Например, при растяжении трикотажа вдоль петельных столбиков увеличиваются палочки петель и сокращаются протяжки, т. е. увеличивается высота петельного ряда за счет уменьшения величины петельного шага.

При переходе нити из одних участков петли в другие ей приходится преодолевать сопротивление сил трения, действующих в местах контактов нитей друг с другом, жесткость нити, в результате чего в нити развиваются напряжения, под действием которых нить деформируется.

Однако удлинение трикотажа за счет удлинения нити при растяжении имеет значение только в момент, близкий к разрыву трикотажа, что не является характерным для обычных условий носки трикотажа. Исследования показывают, что трикотаж растягивается главным образом благодаря изменениям в петельной структуре. Исключение представляет трикотаж, изготовленный из высокоэластичных нитей, в котором при растяжении в первую очередь удлиняются участки петель за счет распрямления извитости нитей.

На растяжимость трикотажа оказывают влияние свойства нитей, вид переплетения, плотность и отделка полотен; в зависимости от того, как вытянут трикотаж при каландрировании или ширении (в длину или ширину), изменяется соотношение между растяжимостью трикотажа по длине и по ширине.

Растяжимость трикотажа при разрыве устанавливают, как и прочность, двумя методами:

растяжимостью полоски, которая характеризуется удлинением полотна при разрыве и выражается в процентах к первоначальной длине ее;

растяжимостью при продавливании шариком, которая характеризуется увеличением поверхности образца, выраженным в процентах й: первоначальной его поверхности.

Определение растяжимости производят на тех же разрывных машинах, что и определение прочности при разрыве образца; методика изложена в ГОСТ 8847—64.
Исследования растяжимости трикотажа показывают, что в начальный период растяжения большие удлинения трикотажа (20—100%) соответствуют небольшим нагрузкам (2—4% от разрывной), так как в этот период деформация происходит за счет изменения конфигурации петель. В дальнейшем при увеличении нагрузки наблюдается замедленный рост деформации.

Способность трикотажа деформироваться под действием небольших нагрузок оказывает влияние на процессы изготовления изделий; настилание трикотажных полотен перед раскроем следует производить без натяжения во избежание изменения размеров раскроенных деталей; при шитье трикотажных изделий нужно применять швы, обладающие большим удлинением, чтобы предотвратить их разрушение во время носки изделий.
В стандартах на трикотажные полотна показатели растяжимости при разрыве указываются максимально или минимально допустимые в зависимости от назначения полотна. Например, в ГОСТ 7880—65 для основовязаных полотен, применяемых при изготовлении бельевых изделий, показатель растяжимости предусматривается с указанием «не менее»; для полотен, предназначенных для изготовления верхних изделий,— «не более».

Поскольку трикотажные изделия в носке подвергаются растяжению при нагрузках значительно менее разрывных, разработан метод оценки трикотажа на растяжимость при малых нагрузках. Растяжимость трикотажа при малых нагрузках характеризует его удлинение при постоянной нагрузке в 600 Г. Определение растяжимости производят на приборе ПР-2 конструкции ВНИИТП, схема которого показана на рис. 29.
Для испытания заготавливают полоски размером 50x220 мм так, чтобы их продольная сторона была строго перпендикулярна кромке или сгибу полотна. Полоски сшивают краеобметочным швом в виде рукава с периметром 220 мм.

Растяжение образцов на приборе ПР-2 осуществляют с помощью двух рычагов: верхнего 1 неподвижного и нижнего 2, перемещающегося по винту 3. Верхний рычаг имеет ось вра
щения в центре и приводится в равновесие при нулевой нагрузке противовесом 4. На другом конце этого рычага имеется держатель основного груза 5, при котором осуществляется растяжение образца; на правый конец рычага 1 и на рычаг 2 надеваются лапки, на которых происходит растяжение образца. Сшитый образец заправляют на лапки так, чтобы шов находился на верхней лапке.

Нижний рычаг прибора, перемещаясь по винту вниз, растягивает образец. Когда сила сопротивления растяжению образца будет равна грузу 5, растяжение автоматически прекращается с помощью контакта 6. Нижний рычаг снабжен стрелкой 7, показывающей на шкале 8 удлинение образца. Начальное расстояние между рычагами устанавливается на шкале 9 (при периметре об-
разца 200 мм стрелка указывает на 100 мм).

Показатель удлинения снимают по шкале 8 с точностью до

1,0 мм и выражают в процентах от полупериметра начального образца.

Показатель растяжимости полотна при малых нагрузках используют при проектировании параметров изделий; в зависимости от его величины изменяются припуски в расчете лекал.

Трикотажные полотна по растяжимости при нагрузке 600 Г подразделяются на три группы:

Группа Растяжимость полотна, %

1......................От 0 до 40

2......................» 40 » 100

3......................Свыше 100
 

 

 

Рис. 29. Схема прибора ПР-2

Для изделий из полотен различных групп растяжимости рекомендуются соответствующие данному виду изделия припуски для расчета лекал, например: для жакетов и джемперов, изготавливаемых из полотен 1-й группы растяжимости, — минимальный припуск по ширине +2 см, из полотен 2-й группы — максимальный допуск ±2 см, из полотен 3-й группы — минимальное заужение по ширине —2 см; для свитеров из полотен 3-й группы растяжимости рекомендуется максимальное заужение 4 см.

Заужение деталей изделия по ширине должно компенсироваться соответствующим удлинением этих деталей с тем, чтобы вследствие расширения изделия при надевании оно не оказалось укороченным.

Упругость трикотажа — это способность быстро восстанавливать свою форму и размеры после деформаций растяжения, смятия. Это свойство трикотажа обусловливает формо-устойчивость изделий в процессе эксплуатации. Оно зависит от упругих свойств применяемого сырья, структуры переплетения и от вида отделки. Последнее обстоятельство имеет особенно большое значение при изготовлении трикотажа из высокообъемных нитей и пряжи, из эластика, а также из сочетаний их с натуральными волокнами.

Для трикотажных полотен характерно значительное преобладание упругой доли деформации (60—90% от полной деформации). Это свойство является наиболее ценным в трикотаже и объясняет преимущественное применение его для изготовления бельевых, спортивных изделий, перчаток и чулок. Величина остаточной (необратимой) деформации в трикотаже составляет от 0 до 8—9%, при этом, как правило, необратимые деформации по длине значительно меньше, чем по ширине. ч

Оценивают упругие свойства трикотажа определением обратимых и необратимых деформаций полотна при его растяжении под нагрузкой 600 Г.


 

 

Сминаемость трикотажа — это способность его об-разовывать складки при перегибах под давлением вследствие возникновения пластических деформаций изгиба. Сминаемость материала ухудшает внешний вид одежды и, кроме того, ускоряет ее изнашивание, так как по сгибам и складкам истирание происходит более интенсивно.

Сминаемость трикотажа зависит от свойств пряжи и нитей, составляющих его, а также от переплетения, толщины и видов отделки. По сравнению с тканями трикотаж благодаря своей петельной структуре обладает меньшей сминаемостью. Стандартные методы определения степени сминаемости трикотажа не разработаны. В лабораторных условиях рекомендуется применять для этой цели прибор типа ТКИ-6-28-1/6, используемый при испытаниях тканей.

Для проведения испытаний полоски образца трикотажа закрепляют в вертикальном положении, затем изгибают вокруг их вертикальной оси на 180° и в течение определенного времени подвергают при помощи механических нагрузочного и разгрузочного устройств сжатию. После снятия нагрузки измеряют угол, образуемый расходящимися сторонами ранее сложенной полоски. Этот угол называется углом восстановления. Зная угол смятия и угол восстановления, определяют величину восстановления после смятия, которая выражается в процентах.

Проведенными во ВНИИТП исследованиями установлено, что степень восстановления после смятия находится в прямой зависимости от вида волокна и структуры переплетения. Полотна из шерстяной пряжи переплетения кулирная гладь имеют степень восстановления 34,6%, из смешанной — 30,0%, из хлопчатобумажной — 21,8%; полотна двойных переплетений (ластик) обладают наибольшей степенью восстановления по сравнению с полотнами одинарных (кулирная гладь). С уменьшением плотности вязания степень восстановления снижается по всем видам полотен.

Распускаемость трикотажа. Поскольку трикотаж состоит из петель, нанизанных друг на друга, то при разрушении одной из них может распуститься весь петельный столбик. Кроме того, в кулирных переплетениях, если не закреплен конечный ряд вязания, легко распустить ряд за рядом все изделие. Эта способность трикотажа распускаться в большинстве случаев является отрицательным свойством. Она вызывает необходимость тщательно закреплять начальный и конечный ряды вязания, применять при изготовлении специальные краеобметочные швы и принимать меры для предотвращения прорубки (разрушения петли) трикотажа иглой во время шитья.

Распускаемость петельных рядов зависит от коэффициента трения нити о нить, плотности трикотажа, структуры его переплетения и степени его растяжения в момент обрыва петли.
При растяжении трикотажа в ширину или одновременно в длину и ширину разорванные петли легче получают возможность выскользнуть из целой петли и распускание столбика происходит значительно быстрее, чем у трикотажа в свободном состоянии.

Как правило, более плотный трикотаж меньше распускается, чем менее плотный. Трикотаж, вырабатываемый из искусственного шелка, обладающего меньшим трением, легче распускается, чем аналогичный трикотаж, выработанный из хлопчатобумажной, шерстяной или объемной пряжи.

Чтобы уменьшить распускаемость трикотажа, применяют сырье с повышенным коэффициентом трения, увеличивают плотность- вязания и, главным образом, изменяют структуру переплетений. В настоящее время известен целый ряд так называемых малораспускающихся переплетений, которые с успехом применяются при производстве чулочных изделий.

Иногда способность трикотажа распускаться используется в промышленности. Так, с целью сокращения отходов

дефектные участки изделий распускают с помощью специальных приспособлений, и пряжа вновь используется для вязания.

Закручиваемость — характерна для трикотажа одинарных переплетений. Если из такого трикотажа вырезать кусок А Б В Г (рис. 30) и оставить в свободном состоянии, то трикотаж начинает закручиваться с изнаночной стороны на лицевую по линии петельных рядов и с лицевой стороны на изнаночную по линии петельных столбиков. Стремление к закручиваемое™ объясняется тем, что вследствие упругости нить, изогнутая в процессе петлеобразования, стремится снова выпрямиться. Участки петель, находящиеся на краях вырезанного куска или в кромке изделия, получают эту возможность, и края трикотажа загибаются.

Так как у одних краев (по линии петельного столбика I—I) трикотаж закручивается на изнаночную, а у других (по линии петельного ряда г—г) — на лицевую сторону, то углы трикотажа совсем не закручиваются.

 

 

Рис. 30. Схема закручиваемости трикотажа

Степень закручивания трикотажа зависит от свойств применяемой пряжи или нитей (главным образом от их упругости), толщины, вида переплетения, плотности вязания, вида отделки полотна.

Например, гладкий трикотаж из шерстяной пряжи закручивается сильнее трикотажа, выработанного при аналогичных условиях из хлопчатобумажной пряжи, так как шерсть более упруга.

Более плотный трикотаж закручивается сильнее трикотажа, выработанного из той же пряжи, но более редкого, так как степень изгиба нитей в петли в первом случае больше, а следовательно, возрастает и их стремление выпрямиться.

Двойные переплетения как кулирные, так и основовязаные не закручиваются, так как стремление к закручиванию нитей в петлях одной стороны нейтрализуется таким же стремлением нитей другой стороны, но противоположно направленным.

При раскрое и шитье изделий из трикотажных полотен одинарных переплетений закручиваемость оказывает отрицательное влияние на процесс производства, так как затрудняет комплектовку, проверку качества и шитье деталей. Поэтому для изготовления изделий из трикотажа применяют специальное оборудование, специальные швы.

Уменьшению закручиваемости полотна способствуют процессы каландрирования и ширения его; почти полностью ликвидирует закручиваемость стабилизация полотен, выработанных из термопластичных синтетических нитей.

Перекос петельных столбиков, т. е. отклонение их от линии, перпендикулярной петельным рядам, возникает в поперечновязаном трикотаже вследствие выработки полотна из пряжи неуравновешенной крутки. Трикотаж, изготовленный из пряжи правой крутки, из-за стремления нитей раскрутиться будет иметь наклон петельных столбиков влево, трикотаж из пряжи левой крутки — вправо.

Наличие перекосов в полотне затрудняет настилание при раскрое и снижает сортность изделий из-за перекосов швов и ухудшения внешнего вида.

Перекос петельных столбиков можно уменьшить фиксацией полотна в процессе отделки на каландре.

Для определения величины перекоса применяют угломер, представляющий собой рамку, снабженную шкалой и вращающейся стрелкой. Угломером измеряют угол перекоса в градусах. Углом перекоса петельных столбиков считают угол наклона петельного столбика к продольному сгибу полотна или к его кромке. В соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 8845—58, измерение угла перекоса производят с точностью до 0,5°. Допустимая величина угла перекоса в трикотажных полотнах 4—8° в зависимости от вида полотна.

Сопротивление материала проколу иглой имеет важное значение при шитье трикотажа. При проколе материала
игла с заправленной в ее ушко ниткой раздвигает нити петель и проходит насквозь полотна; если структура трикотажа плотная, малоподвижная, а игла и швейная нитка имеют большую толщину, то возникает повреждение нитей по линии проколов швейной иглы. Этот дефект называют прорубкой. В результате прорубки в местах повреждения спускаются петли, что снижает качество изделий и сокращает срок их носки. Прорубка может быть явной или скрытой.

Явная прорубка образуется, когда игла, проходя через петли трикотажа, разрывает полностью нить петли. Такая прорубка обнаруживается при просмотре швов изделий. Изделия с явной прорубкой бракуются.

Скрытая прорубка образуется, когда игла, попадая в нить петли, разрывает только часть элементарных волокон; такая прорубка выявляется в процессе эксплуатации изделий, особенно после стирки.

В производственных условиях важно предупредить возможность появления прорубки. Для этого готовое полотно проверяют на прорубку следующим образом. Из полотна вырезают образец размером 40X40 см, складывают еговЗ—5 слоев в зависимости от вида полотна и технологии шитья изделий и прошивают на швейной машине, применяя при этом иглу и швейную нитку, соответствующие данному полотну. Для выявления явной прорубки просматривают швы при легком растяжении образца полотна поперек шва; для выявления скрытой прорубки прошитый образец полотна стирают в теплом мыльном растворе, высушивают и просматривают швы.

Рядом научно-исследовательских работ установлено, что причиной появления прорубки могут быть неправильные режимы крашения и отделки полотна, недостаточная или чрезмерно высокая влажность полотна, неправильный режим шитья изделий.

В процессе мокрых обработок при крашении и белении полотна трикотаж, освобождаясь от жировых примесей, становится менее эластичным, увеличивается коэффициент трения нити о нить. При этом увеличивается возможность разрушения нити при проколе швейной иглой. Чтобы уменьшить коэффициент трения, трикотаж обрабатывают специальными эмульсиями, которые добавляются в последнюю промывную ванну после крашения или наносятся на полотно в процессе ширения на сушильноширильных машинах.

Увеличивается коэффициент трения нити о нить и в пересушенных полотнах. При шитье полотна из вискозных нитей с повышением влажности полотна может увеличиться прорубка, так как с увеличением влагосодержания прочность вискозных нитей значительно уменьшается. Отсюда следует, что необходимо проверять влажность полотна перед шитьем. Рекомендуются следующие пределы влагосодержания полотна при шитье, %: для хлопчатобумажного полотна — 5—10, для вискозного — 6—12, для ацетатного — 5—8.

К причинам появления прорубки, связанным с нарушением режимов шитья изделий, относятся: неправильный подбор швейной иглы, чрезмерно большое давление лапки швейной машины, затупление иглы, неправильный подбор номера швейных ниток, слишком большое число сложений одновременно сшиваемых слоев.