КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

Лебідь Оксана Сергіївна

УДК 687.023:687.129

Удосконалення процесів формування деталей жіночого одягу із пальтових тканин

Спеціальність 05.18.19 – технологія текстильних матеріалів, швейних і трикотажних виробів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну,

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: |

доктор технічних наук, професор

Березненко Сергій Миколайович, КНУТД,

завідувач кафедри Технології і конструювання

швейних виробів

Офіційні опоненти: | доктор технічних наук, професор

Колосніченко Марина Вікторівна, Київський національний університет технологій та дизайну, завідувач кафедри ергономіки і проектування одягу

кандидат технічних наук, доцент

Кущевський Микола Олександрович, Хмельницький національний університет, завідувач кафедри технології та конструювання швейних виробів

Захист відбудеться “13” березня 2008 р. о 1000 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 Київського національного університету

технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ - 11, вул. Немировича-Данченка, 2.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою:

01011, м. Київ - 11, вул. Немировича-Данченка, 2.

Автореферат розісланий “08” лютого 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Т.О. Полька

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Протягом багатьох років при виготовленні пальтових виробів застосовують у якості матеріалу верху різні вовняні та напіввовняні пальтові тканини. Використання прогресивних технологій переробки волокон та оздоблення тканин призводять до створення нового асортименту текстильних матеріалів. При цьому тканини для жіночого одягу складають близько 65% загального обсягу, з яких 17% – пальтового асортименту.

В останні роки також суттєво розширився і асортимент клейових прокладкових матеріалів, обґрунтований підбір яких в пакети у значній мірі впливає на якість виробу, його зовнішній вигляд, формостійкість, зручність при експлуатації, а також на можливість застосування сучасної технології й устаткування для його виготовлення. Особливо це стосується сучасних пальтових тканин розріджених структур, для яких характерним є зниження показників формостійкості, підвищена повітропроникність і розтяжність. В зв’язку з цим виникає необхідність вирішення компромісної задачі – забезпечення виробам із пальтових тканин необхідної формостійкості при збереженні гігієнічних, механічних, поверхневих та інших показників. Вирішення цієї задачі може бути реалізовано за рахунок обґрунтованого підбору клейових прокладкових матеріалів в пакети та удосконалення процесів дублювання.

У нашій країні і за кордоном проведені численні дослідження з підвищення формостійкості тканин і одягу з них. Вагомий внесок у теорію і практику підвищення формостійкості виробів із текстильних матеріалів зробили проф. Березненко М.П., Кострицький В.В., Березненко С.М., Меліков Є.Х., Семак Б.Д., Веселов В.В., Кузмічев В.Є. та інші.

Разом з тим аналіз літературних джерел свідчить про недостатню увагу дослідників питанням підвищення формостійкості жіночого одягу пальтового асортименту. Відсутність бази даних про в’язкопружні і поверхневі властивості вовняних тканин та пакетів на їх основі ускладнює процес створення одягу на стадії моделювання, проектування і виготовлення. Тому актуальною становиться задача забезпечення формостійкості деталей одягу із пальтових тканин за рахунок використання сучасних клейових прокладкових матеріалів, способів дублювання і оцінки рівня їх якості. Поряд з цим певний науковий і практичний інтерес представляють дослідження процесів розпрасування швів при використанні створеного останнім часом способу формоутворення за рахунок ефекту електромагнітних сил.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконувалася згідно з науковим напрямом № Н/р 1.06. 2003-2007 рр. “Науковомісткі технології виробництва матеріалів, виробів широкого вжитку та спеціального призначення” відповідно до перспективних планів науково-дослідної роботи кафедри технології та конструювання швейних виробів КНУТД, а також наукового розділу № Н/р 1-06-1.1/06 “Огляд сучасних “складних” тканин. Тенденції моди при виготовленні жіночого верхнього одягу”.

Мета та завдання дослідження. Мета роботи полягає в удосконаленні процесів формування деталей жіночого пальто та прогнозування показників формостійкості і рівня якості виробів з урахуванням експлуатаційних факторів.

Поставлена мета досягається за рахунок вирішення таких взаємопов’язаних завдань:

· вибору методів і засобів досліджень;

· визначення показників механічних властивостей та здійснення комплексної оцінки тактильних відчуттів пальтових тканин й прокладкових матеріалів;

· визначення ефективності та встановлення області раціональних параметрів розпрасування швів деталей пальто в умовах динамічного навантаження;

· визначення області раціональних параметрів дублювання пальтових тканин із врахуванням комплексного впливу виду дублюючого обладнання, параметрів дублювання та структурних характеристик матеріалів на показники якості клейового з’єднання;

· оцінка ефективності процесів дублювання за їх механічними властивостями;

· здійснення комплексної оцінки тактильних характеристик пальтових тканин та пакетів на їх основі;

· обґрунтування умов отримання стійких до впливу хімічного чищення клейових з’єднань на основі результатів механічних та тактильних випробувань пакетів, отриманих при різних варіантах пакетування.

Об’єкт дослідження – процеси підвищення рівня якості формування деталей жіночого пальто з вовняних тканин.

Предмет досліджень – удосконалення технологічних процесів формування деталей жіночого одягу з сучасних пальтових тканин (операції розпрасування швів та дублювання).

Методи дослідження. При вирішенні поставлених задач керувалися комплексним підходом до оцінки особливостей підбору матеріалів в пакети, формування в’язкопружних властивостей пакетів в процесі дублювання з урахуванням експлуатаційних навантажень. Зокрема при проведенні досліджень використані сучасні стандартизовані і оригінальні інструментальні методи визначення механічних та поверхневих властивостей пальтових тканин, методи математичного планування експерименту і статистичної обробки результатів експерименту, математичне моделювання процесів дублювання та розпрасування швів.

Аналіз чисельних моделей проводився на ПЕОМ за допомогою ліцензійної програми “KES-FB calculation” та умовно-безкоштовної програми STAR, які використовуються, відповідно, в навчальному процесі в Ліберцькому технічному університеті й на кафедрі технології та конструювання швейних виробів КНУТД, програми Excel 6.0.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі комплексних досліджень механічних і тактильних властивостей пальтових тканин, пакетів виявлені закономірності процесів розпрасування швів, дублювання та забезпечення формостійкості деталей жіночого пальто. При цьому в роботі вперше отримані та набули подальшого розвитку такі наукові результати:

- отримані аналітичні й графічні моделі анізотропії показників жорсткості щодо згинання в умовах температурного впливу та динамічного модуля пружності, запропонований метод прогнозованого визначення показників формостійкості пальтових тканин і пакетів на їх основі;

- розроблені математичні моделі впливу механічних властивостей на процеси розпрасування швів деталей пальто в умовах динамічного навантаження;

- отримані фізичні моделі розтягнення, зсуву і стиснення, в т.ч. з урахуванням багаторазового хімічного чищення, на основі яких здійснена комплексна оцінка тактильних відчуттів пальтових тканин, прокладкових матеріалів та пакетів на їх основі.

Практичне значення одержаних результатів:

- встановлені раціональні параметри дублювання на пресовому обладнанні й установці прохідного типу та розпрасування швів пальто при динамічних методах навантаження;

- розроблені рекомендації різних варіантів пакетування для забезпечення жорсткості та пружності пакетів окремих ділянок деталей пальто;

- доведена ефективність використання механічних і тактильних характеристик визначених на комплексній установці „Kawabata KES” на етапі вибору пальтових матеріалів та виготовлення з них виробів;

- основні результати досліджень процесів дублювання та хімчистки лягли в основу рекомендацій для підприємств і впроваджені на ЗАТ “Прилуцька швейна фабрика”;

- розроблені методики, апаратура та інші результати дисертації успішно використовуються в лекційних курсах кафедри ТКШВ КНУТД за спеціальністю 7.091801 – швейні вироби та при виконанні магістерських і дипломних робіт науково-дослідного характеру.

Особистий внесок здобувача. Здобувач обґрунтувала тему дисертаційної роботи, самостійно виконала усі експериментальні і теоретичні дослідження, в тому числі на сучасному випробувальному комплексу “Kawabata KES” в період наукового стажування в Ліберецькому технічному університеті (Чеська республіка), здійснила планування експериментів та математичну обробку отриманих даних, проаналізувала та узагальнила результати, підготувала дисертаційну роботу.

Особисто здобувачеві у публікаціях [1-4] належать основні ідеї робіт, виконання експериментальних і теоретичних досліджень та в співпраці з науковим керівником трактування результатів та формулювання висновків і рекомендацій. В роботах [5, 13] здобувачеві належать основні ідеї робіт, трактування результатів та формулювання висновків. В патенті [6] здобувачем розроблена методика дослідження, узгоджені формули з міжнародними стандартами та в співпраці з колегами підготовлені матеріали на патентування. Тези доповідей [7-12] висвітлюють результати наукових досліджень, проведених безпосередньо здобувачем в рамках виконання дисертаційної роботи. Підготовка до публікації усіх зазначених наукових робіт належать здобувачеві особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати роботи доповідалися та обговорювались на Всеукраїнських наукових конференціях молодих вчених та студентів КНУТД (м. Київ, 2004-2006 рр.), Міжнародній конференції “Проблеми легкої і текстильної промисловості” (ХДТУ, м. Херсон, 2004 р.); Міжнародній українсько-польській науковій конференції “Механіка та інформатика” (ХНУ, м. Хмельницький, 2006 р.); Міжнародній конференції “Textile Science 2007” (Ліберецький технічний університет, Чеська Республіка, 2007 р.); міжкафедральному науковому семінарі КНУТД (м. Київ, листопад 2007 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 12 робіт: в тому числі 3 статті у фахових журналах, рекомендованих ВАК України, 2 статті в зарубіжних виданнях (Росія, Польща), патент України на корисну модель та 6 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація подана на 241 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел, який нараховує 170 джерел та додатків. Робота містить 18 таблиць, 32 рисунка. Обсяг основної частини дисертації складає 110 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано короткий аналіз стану проблеми, обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, її наукова новизна та практична значущість отриманих результатів, сформульовані мета і завдання досліджень, наведено об’єкт, предмет та методи досліджень, апробація результатів.

У першому розділі виконано огляд літературних джерел за темою дисертаційної роботи. Аналіз робіт, присвячених дослідженню впливу різних чинників на формостійкість текстильних матеріалів та одягу з них, показав, що на сьогоднішній день накопичено досить велику інформаційну базу даних по механічним показникам в основному костюмних тканин та пакетів на їх основі. Однак, поза увагою залишилися дослідження пальтових тканин та пакетів, які мають суттєві відмінності в показниках формостійкості і тому потребують додаткових випробувань.

Особливості процесів дублювання пальтових тканин на пресах та установках прохідного типу розглянуті в літературі недостатньо. Встановлено, що в науковій літературі також залишається відкритим питання визначення раціональних технологічних режимів дублювання пальтових тканин. Велике різноманіття первинних властивостей пальтових тканин та прокладкових матеріалів вимагає більш обґрунтованого підходу до їх підбору в пакети, що в сучасній науковій літературі не знайшло достатнього відображення. Запропоновані фірмами принципи підбору клейових матеріалів в пакети потребують подальшого наукового обґрунтування, в тому числі необхідно більш детально дослідити в’язкопружні характеристики моношарів та їх вплив на інтегровані показники пакетів одягу. Недостатньо вивченими залишаються питання створення пакетів з ортотропними характеристиками в’язкої пружності, визначення впливу експлуатаційних навантажень, в тому числі волого-теплової обробки та хімічного чищення, на ці показники та на рівень якості клейових з’єднань деталей пальто.

Існуючі методи оцінки формостійкості досить трудомісткі і відображують окрему, штучно виділену, сторону проблеми, не враховуючи при цьому тактильні відчуття кінцевого споживача.

У зв’язку з недостатністю існуючої інформаційної бази даних за показниками механічних та тактильних властивостей пальтових тканин (особливо давальницького походження), клейових прокладкових матеріалів та пакетів на їх основі, в тому числі з урахуванням впливу на ці показники температури, виникає необхідність в проведенні додаткових досліджень з використанням статичних та динамічних методів.

В такій же мірі необхідно вирішити питання забезпечення рівня якості розпрасування швів при використанні останніх розробок в сфері динамічних методів формоутворення.

Опрацьовані літературні джерела наукової та технічної інформації дозволили сформулювати мету роботи, обґрунтувати необхідність проведення комплексу теоретичних і експериментальних досліджень та сформулювати завдання досліджень.

У другому розділі дисертації здійснений аргументований вибір предмету досліджень, описані технічні засоби та методи досліджень механічних властивостей вихідних матеріалів та пакетів, а також процеси вібророзпрасування швів та дублювання деталей одягу.

В якості предметів досліджень були вибрані тонкосуконні пальтові тканини давальницького походження, які використовуються на ЗАТ ВТШФ „Дана” (м. Київ) та ЗАТ “Прилуцька швейна фабрика” (м. Прилуки), характеристика яких була доповнена результатами власних випробувань (табл. 1) згідно діючих нормативних документів (ГОСТ, ДСТУ).

Таблиця 1

Характеристика пальтових тканин

Умовне позначення тканини | Вміст складників сировинного складу, % | Переплетення | Товщина, мм (ГОСТ 12023-93)Густина поверхнева текстильного полотна, г/м2 (ГОСТ 3811-72) | Число ниток по основі / утоку на 100 мм (ГОСТ 3812-72) | Розривальне зусилля по основі / утоку, Н (ГОСТ 3813-72(ИСО 5082-82)) | Видовження на момент розірвання по основі / утоку, % (ГОСТ 3813-72) | Жорсткість щодо згинання по основі / утоку, 103 мкН•см2 (ГОСТ 10550-93) | Коефіцієнт зминальності по основі / утоку (ГОСТ 18117-80) | “Parona” | Вовна - 65

Віс - 20

ПАН - 15 | Сатино-ве | 1,6 | 400 | 285 / 110 | 460/335 | 31/36 | 9663 / 11307 | 0,27/ 0,26 | “Chan-nel” | Вовна – 70

ПАН – 30 | Крепове | 1,8 | 370 | 110 / 110 | 250/300 | 48/30 | 14816 / 35038 | 0,20/ 0,15

“Lіоnа” | Вовна - 80

ПАН – 20 | Саржеве 1/2 | 1,8 | 405 | 160 / 130 | 295/205 | 31/45 | 13581 / 13906 | 0,24/ 0,24 | “Classic” | Вовна – 85

ПАН – 15 | Крепове | 1,9 | 380 | 145 / 115 | 224/177 | 24/25 | 4844 / 7664 | 0,29/ 0,28

“2210” | Вовна – 80

ПАН – 20 | Саржеве 2/2 | 1,7 | 390 | 115 / 135 | 369/161 | 51/38 | 22977 / 10245 | 0,18/ 0,27

В рамках співробітництва з польською фірмою-виробником прокладкових матеріалів „Camela” для вирішення завдання дослідження впливу структурних характеристик прокладкового матеріалу на рівень якості клейових з’єднань були напрацьовані нові прокладкові матеріали, які відрізнялись поверхневою густиною та видом клейового покриття (табл. 2).

Визначення показників жорсткості щодо згинання здійснювалося на пристрої ПТ–2 (ГОСТ 10550-93) та на удосконаленому нами пристрої для визначення показників жорсткості щодо згинання текстильних матеріалів в умовах температурного впливу (ПВЖЗ) (рис. 1, а). Новизна пристрою захищена патентом України на корисну модель.

Таблиця 2

Характеристика клейових прокладкових матеріалів

виробництва фірми „Camela” (Польща)

Артикул | Вміст

складників сировинного складу, % | Густина поверхнева текстильного полотна, г/м2 (ГОСТ 3811-72) | Покриття | Товщина, мм (ГОСТ 12023-93) | Маса клейового покриття, г/мІ | 45512/XL16 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 55±3 | ПА пастова точка

46 точок/смІ | 0,25±0,01 | 10,0 | 45515/XL16 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 67±4 | ПА пастова точка

46 точок/смІ | 0,30±0,01 | 10,0 | 45509/XL16 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 80±6 | ПА пастова точка

46 точок/смІ | 0,30±0,01 | 10,0 | 45512/XL96 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 58±3 | ПА порошкова подвійна точка

46 точок/см | 0,30±0,01 | 7 / 8

45516/XL96 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 80±4 | ПА порошкова подвійна точка

46 точок/см | 0,30±0,01 | 7 / 8 | 45502/XL96 | Віс – 30;

ПЕ – 70 | 100±6 | ПА порошкова подвійна точка

46 точок/см | 0,35±0,01 | 7 / 8

Дослідження показників механічних властивостей пальтових матеріалів (Р – розривальне зусилля, Н; е –видовження під час розриву, %) здійснювалось на установці “LabTest 2.05” (Чехія) (рис. 1, б) (похибка виміру ±1%). Динамічні характеристики матеріалів (Ед – динамічний модуль пружності, МПа, д – декремент затухання) визначалися на установці, створеній за допомогою проф. Кострицького В.В. УДМ-1КБ. Окрім цього в розділі наведені методики виконання процесів вібророзпрасування швів на установці для віброформування деталей одягу.

а) | б)

Рис. 1. Експериментальне устаткування:

а) функціональна схема пристрою для визначення показників жорсткості щодо згинання текстильних матеріалів в умовах температурного впливу (ПВЖЗ);

б) загальний вид розривальної машини LABTEST 2.05.

Показники механічних властивостей та тактильних відчуттів пальтових тканин, прокладкових матеріалів та пакетів з них визначалися на комплексній установці “Kawabata KES” (рис. 2).

а)

б)

в)Рис. 2. Загальний вигляд комплексної установки KES-FB:

а) KES-FB 1; б) KES-FB 2; в) KES-FB 3 |

Пакети формувалися за трьома схемами: подовжні напрямки тканини верха та прокладки співпадають (О-О), основа тканини верха суміщається з поперечним напрямком прокладки (О-У), основа тканини верха суміщається з діагональним напрямком прокладки (О-45о) (рис. 3).

Згідно програми досліджень, дублювання пакетів здійснювалось на установці прохідного типу RPS-L400 фірми „Kannegisser” (ФРН) та лабораторній напівавтоматичній установці для дослідження процесів ВТО з варіюванням параметрів температури та часу пресування.

Статистично-математичне оброблення експериментальних даних проводилось згідно вимогам нормативних документів.

Третій розділ дисертації присвячений дослідженню і доповненню інформаційної бази даних показників механічних та тактильних властивостей пальтових тканин й клейових прокладкових матеріалів.

Для встановлення передумов утворення формостійких деталей одягу визначались механічні властивості моношарів пакетів. Встановлено, що пальтові тканини та прокладкові матеріали характеризуються широким діапазоном значень показників розривального зусилля Р, видовження на момент розриву , динамічного модуля пружності Eд, декременту затухання (Р=204ч460 Н, =24ч51%, Ед= 220 МПа, = 0,200,95 – для тканин, Р=85ч135 Н, =10ч38%, Ед= 1574 МПа, = 0,150,29 – для клейових матеріалів), що зумовлює певні труднощі при підборі матеріалів у пакети.

Визначення показників жорсткості щодо згинання здійснювалося за двома методами: консольно-безконтактним на приладі ПТ-2 [ГОСТ 10550-93] та консольно-контактним на вдосконаленому пристрої ПВЖЗ для визначення показників жорсткості щодо згинання під впливом температури В=f(T) в діапазоні Т=20ч110°С. Встановлено, що показники ЕІ для тканин верха в 10ч50 разів перевищують показники ЕІ клейових матеріалів, що свідчить про можливий домінуючий вплив пальтових тканин на інтегровані показники жорсткості пакетів.

Вперше досліджено характер зміни показників жорсткості щодо згинання пальтових тканин консольно-контактним методом під впливом температури. Встановлено, що з підвищенням температури в межах 70ч110°С їх жорсткість щодо згинання в напрямках основи, утоку і під кутом 45° зменшується в 2,0ч3,3 рази, що потрібно враховувати при визначенні параметрів тиску на операціях розпрасування швів.

Показово, що отримані за двома методиками показники жорсткості (EI, В) пальтових тканин (рис. 4) при нормальних умовах (Т=20°С) носять ідентичний характер. Отже застосування методики та пристрою ПВЖЗ дозволяє оперативно і інформативно реагувати на зміни в асортименті текстильних матеріалів і враховувати їх при визначенні параметрів розпрасування швів.

Дослідження процесів розпрасування швів пальтових тканин виконувалося на удосконаленому пристрої для віброформування деталей одягу з використанням ефекту електромагнітних хвиль (УВФДО) в рамках реалізації матриці планування експериментів (план В2). В даному випадку при визначенні параметрів роботи установки орієнтувалися на результати попередніх досліджень. Вхідними факторами були прийняті напруга U=120ч140 В та частота навантаження f=8ч20 Гц, при незмінних параметрах тривалості пропарювання tпр= 6с та нагрівання. Вихідним фактором був показник кута відновлення в.

Математична обробка результатів експерименту здійснювалась з застосуванням умовно безкоштовної програми “Star”, за допомогою якої були отримані двохфакторні математичні моделі (табл. 3), адекватні досліджувальному процесу за критерієм Кохрена (Gтабл=0,43 > Gроз=0,29) та Фішера (Фтабл=3,23 > Фроз=2,5). На основі цих рівнянь побудовані графічні залежності впливу напруги та частоти навантаження на кут відновлення.

Таблиця 3

Математичні моделі залежності кута відновлення в=f(U, f)

Умовне позначення тканини | Двофакторні математичні моделі в кодованому вигляді | “2210” | YО =20,44–9,42 x1-3,21 x2 + 0,56 x12 -0,06 x1 x2+0,06x22;

YУ =28,81 -10,04 x1 -3,25 x2+1,06 x12-0,94 x1 x2+0,06x22; | “Liona” | YО =22,81-10,13 x1-3,83 x2+1,94x12 +0,56x22;

YУ =27,38–13,6 x1-3,75x2 –1,13 x12- 0,12 x1 x2–1,38x22; | “Parona” | YО =21,56-9,85 x1-2,82 x2+1,19x12 +1,62 x22;

YУ =25,14–14,21 x1-4,11 x2 –0,92 x12–1,02x22; | “Classic” | YО =30,46-15,29 x1-4,21 x2+2,40x12 - 0,02 x1 x2+0,50x22;

YУ =28,44–14,66 x1-2,25x2 –1,46 x12–0,09x22; | “Channel” | YО =23,11-12,02 x1-2,38 x2+1,04x12 +0,05x22;

YУ =17,21–8,6 x1-3,12x2 –0,97 x12–0,08x22; |

Визначено, що для більшості тканин рекомендований показник кута відновлення (табл. 4) досягається при нульовому рівні параметрів ВТО (U=130 В, f=14 Гц). В той же час необхідний рівень якості розпрасування швів (в?10ч20°) при використанні тканин “2210” (по основі) та “Channel” (по утоку) досягається при максимальних значеннях вхідних параметрів, що обумовлено більш високими значеннями показників динамічного модуля пружності та жорсткості.

Таблиця 4

Раціональні параметри розпрасування

Умовне позначення тканини | Раціональні параметри розпрасування по | основі | утоку | в, ° | U, В | f, Гц | в, ° | U, В | f, Гц | “2210” | 18 | 140 | 14 | 19 | 130 | 20 | “Liona” | 16 | 130 | 8 | 19 | 130 | 8 | “Parona” | 19 | 130 | 20 | 18 | 130 | 20 | “Classic” | 18 | 120 | 8 | 20 | 120 | 20 | “Channel” | 18 | 130 | 14 | 19 | 140 | 14 | Таким чином, в умовах виробництва при визначенні параметрів ВТО розпрасування швів слід орієнтуватись на тканини з підвищеними значеннями показників жорсткості.

Вперше в практиці вітчизняних досліджень на комплексній установці “Kawabata KES” визначені механічні та тактильні характеристики пальтових тканин та прокладкових матеріалів.

Встановлено, що в подовжньому та поперечному напрямках досліджені тканини на ділянці навантаження мають характер, близький до лінійного (рис. 5), тобто при видовженні тканини в межах 2,0ч2,5% в подовжньому та поперечному напрямках переважає умовнопружна частка деформації. Що стосується прокладкових матеріалів, які мають однакові структурні характеристики, гістерезисна петля F=f(е) також носить ввігнутий характер на ділянках навантаження та розвантаження, що свідчить про подібність характерів процесів наростання деформації та її релаксації. Дослідження прокладкових матеріалів показали, суттєву відмінність за величинами показників деформації видовження (етк=8,0ч13,6% та епр=3,8ч9,6%).

Виявлено високі показники відносної швидкооборотної деформації тканин після стиснення (еc1=48ч55%), що обумовлено волокнистим складом.

Що стосується фрикційних характеристик, то коефіцієнти тертя прокладкових матеріалів в 1,5ч1,7 рази нижчі ніж у тканини (мтк=0,11ч0,14, мпр=0,08), що з однієї сторони може стати причиною розшаровування пакетів в процесі експлуатації виробів, а з іншої – дозволяє здійснювати процеси формоутворення об’ємних багатошарових ділянок одягу, за рахунок зміни їх структури.

Важливим фактором рівня якості одягу є показник тактильного відчуття тканин, який практично не використовується у практиці вітчизняного виробництва. Як правило, тактильні відчуття визначаються на дотик і залежать від суб’єктивних відчуттів дослідника. Комплексна установка “Kawabata KES” дозволяє об’єктивно оцінити за цим показником текстильні матеріали.

Згідно діючих рекомендацій придатність тканин для виготовлення виробів за показниками первинної оцінки HV (primary hand value) та загальним показником тактильних відчуттів THV (total hand value) вважаються прийнятними при значеннях в межах 0-10. Як видно з наведених даних (табл. 5) показники HV та ТHV знаходяться на рівні цих вимог до пальтових тканин.

Таким чином можна констатувати, що показниками механічних властивостей текстильних матеріалів, в тому числі тактильних відчуттів, можна об’єктивно характеризувати доцільність використання при виготовленні виробів визначених пальтових і клейових матеріалів.

Таблиця 5

Показники HV та ТHV пальтових тканин

Умовне позначення тканини | Показники первинної оцінки HV | Показник тактильних відчуттів THV

Koshi | Numeri | Fukurami

“2210” | 5,44 | 8,04 | 8,72 | 5,64

“Parona” | 5,62 | 8,61 | 8,59 | 6,25

“Liona” | 5,63 | 8,87 | 9,45 | 6,09

Разом з тим, отримані дані свідчать про необхідність індивідуального підходу при виборі компонентів пакету. Клейове покриття може суттєво змінити формування інтегрального поля в’язкопружності у зв’язку з появою третього, проміжного клейового шару. Тому значний теоретичний та практичний інтерес представляють дослідження процесів дублюваня і визначення особливостей формування в’язкопружних властивостей пакетів деталей одягу.

Четвертий розділ дисертації присвячено комплексному дослідженню та оптимізації процесу дублювання пальтових тканин.

Визначення раціональних технологічних параметрів дублювання проводилося в рамках реалізації матриці планування двофакторного експерименту з застосуванням методу Бокса (план В2), який дозволяє зменшити обсяг експериментів, при цьому отримуємо високу точність оцінки значень досліджуваних параметрів.

Враховуючи рекомендації фірм-виробників, а також результати попередніх пошукових досліджень, в якості вхідних факторів були прийняті:

на установці прохідного типу: температура контактних нагрівачів Т=120ч140°С та час дублювання t=8ч20 с при стабілізації тиску Р=0,2 МПа (табл. 6);

на пресі: температура нагрівання верхньої подушки Тв.п=130ч150 °С та час дублювання t=8ч20 с при стабілізації тиску та температури нижньої подушки, відповідно, на рівні Р=0,02 МПа та Тн п=100 °С.

Математична обробка результатів експерименту здійснювалась з застосуванням умовно безкоштовної програми “Star”. На її основі були отримані двофакторні математичні моделі (табл. 7).

Перевірка однорідності вибіркових дисперсій та адекватності математичної моделі здійснюється за критерієм Кохрена та Фішера при 5% рівні значущості (Gрозр (0,500)<Gтабл (0,512); Фрозр(3,60)<Фтабл(3,63)).

Як приклад, на основі цих рівнянь побудовані графічні залежності (рис. 6) розшаровувального зусилля від температури та часу дублювання (пакет “Classic”+арт. 45515XL16).

Таблиця 6

Матриця планування експерименту Рр=f (Т, t) на установці прохідного типу для “Parona”+арт. 45512XL16

Т, °С | t, c | Розшаровувальне зусилля Pp, даН/см | 1 | 140 | 20 | 0 | 130 | 14 | -1 | 120 | 8 | Р=const=0,2 МПа | Інтервал варіювання | 10 | 6 | № | Х1 | Х2 | Y1 | Y2 | Y3 | 1 | 1 | 1 | 0.340 | 0.340 | 0.350 | 2 | -1 | 1 | 0.250 | 0.280 | 0.230 | 3 | 1 | -1 | 0.320 | 0.310 | 0.300 | 4 | -1 | -1 | 0.150 | 0.180 | 0.180 | 5 | 1 | 0 | 0.360 | 0.380 | 0.390 | 6 | -1 | 0 | 0.230 | 0.250 | 0.230 | 7 | 0 | 1 | 0.250 | 0.310 | 0.310 | 8 | 0 | -1 | 0.250 | 0.270 | 0.260 |

Таблиця 7

Математичні моделі залежності розшаровувального зусилля Рр=f (Т, t)

Умовне позначення тканини | Артикул клейового матеріалу | Двофакторні математичні моделі в кодованому вигляді | 1 | 2 | 3 | при дублюванні на установці прохідного типу | “Classic” | 45509XL16 | Y=0,297+0,067 x1+0,023 x2-0,038 x12-0,029 x22 | 45516XL96 | Y=0,345+0,065 x1+0,027 x2-0,024 x12-0,05 x22 | “Liona” | 45509XL16 | Y=0,229+0,066 x1+0,04 x2+0,005 x12-0,016 x22 | 45516XL96 | Y=0,282+0,036x1+0,016x2+0,005x12-0,001x22 | “Channel” | 45509XL16 | Y=0,348+0,062 x1+0,022 x2+0,007 x12-0,013 x1x2-0,035 x22 | 45516XL96 | Y=0,389+0,067 x1+0,039 x2-0,019 x12-0,038 x22 | “Parona” | 45509XL16 | Y=0,277+0,063 x1+0,018 x2+0,005 x12-0,018 x1x2-0,041 x22 | 45516XL96 | Y=0,330+0,065 x1+0,02 x2+0,012 x12-0,012 x1x2-0,035 x22 | “2210” | 45509XL16 | Y=0,241+0,048 x1+0,044 x2+0,017 x12-0,025 x22 | 45516XL96 | Y=0,272+0,041 x1+0,026 x2+0,021 x12 -0,021 x22 |

Закінчення табл. 7

1 | 2 | 3 | при дублюванні на пресі | “Classic” | 45509XL16 | Y=0,241+0,060 x1+0,021 x2+0,005 x12-0,016 x1x2-0,038 x22 | 45516XL96 | Y=0,303+0,074 x1+0,033 x2-0,021 x12-0,035 x22 | “Liona” | 45509XL16 | Y=0,240+0,061 x1+0,025 x2-0,005 x12-0,012 x1x2-0,035 x22 | 45516XL96 | Y=0,327+0,067 x1+0,025 x2-0,047 x12-0,037 x22 | “Channel” | 45509XL16 | Y=0,272+0,066 x1+0,026 x2-0,025 x12 -0,030 x22 | 45516XL96 | Y=0,312+0,062 x1+0,024 x2-0,009 x12-0,013 x1x2-0,037 x22 | “Parona” | 45509XL16 | Y=0,242+0,075 x1+0,022 x2-0,017 x12 -0,009 x22 | 45516XL96 | Y=0,242+0,061 x1+0,020 x2-0,009 x12 | “2210” | 45509XL16 | Y=0,230+0,064 x1+0,020 x2+0,004 x12-0,013 x22 | 45502XL96 | Y=0,276+0,065 x1+0,030 x2-0,003 x12-0,025 x22 |

На цій основі була визначена область раціональних параметрів дублювання (табл. 8), при якій гарантовано забезпечується рекомендований рівень розшаровувального зусилля.

Таблиця 8

Область раціональних параметрів дублювання

Вид клейових покриття | На установці прохідного типу при Р=0,2 МПа | На пресі

при Р=0,02 МПа | пастова точка | Т=130°С, t=12 с;

Т=140°С, t=10 с | Т=150°С, t=12 с | “подвійна точка” | Т=130°С, t=10 с;

Т=140°С, t=8 с | Т=140°С, t=10 с |

Встановлено, що дублювання деталей одягу на установці прохідного типу має деякі переваги в порівнянні з умовами дублювання на пресі (більш низькі рівні вхідних факторів, при яких забезпечується рекомендований рівень Рр?0,3 даН/см). Важливо підкреслити, що на установці прохідного типу необхідний рівень якості дублювання може бути забезпечений при нульовому рівні параметрів T, t незалежно від виду тканин верху та клейових матеріалів.

Визначена можливість варіативного вибору параметрів дублювання в залежності від асортименту клейових прокладкових матеріалів, що вкрай важливо для підприємств галузі різної потужності, при цьому перевагу слід надати клейовим матеріалам з подвійною точкою.

Аналіз однофакторних залежностей Pp=f(T), Pp=f(t), отриманих на основі математичних рівнянь (табл. 7) показав, що незалежно від способу дублювання (на пресі або установці прохідного типу) визначальним фактором забезпечення рівня якості дублювання є температура, що обумовлено чутливістю до цього параметра температури плавлення клейових компонентів. На основі отриманих результатів розроблені рекомендації по дублюванню пальтових тканин, які знайшли практичне втілення на швейному підприємстві.

П’ятий розділ дисертації присвячено оцінці ефективності процесів дублювання пакетів пальтових тканин за їх механічними властивостями.

В результаті досліджень встановлено, що розривальні характеристики пакетів в основному залежать від первинних властивостей пальтових тканин (показники розривального зусилля пакетів збільшуються всього на 2ч17%).

Виявлена варіативність формування динамічних показників пакетів в залежності від властивостей вихідних матеріалів та умов взаєморозташування моношарів. При цьому вперше для пакетів з пальтових тканин встановлена істотна роль клейового матеріалу в формуванні конфігурації полів Ед (рис. 7) та д. Доведена можливість формування пакетів із анізотропних матеріалів в трансверсальноізотропні системи та на базі цих даних визначена можливість упередженого формування властивостей пакетів за рахунок комбінаторики взаєморозміщення моношарів з урахуванням експлуатаційних навантажень.

“2210” | арт. 45509XL16 |

“2210”+арт. 45509XL16“ | О-О”“ | О-У”“ | О-45° |

Рис. 7. Діаграми динамічних модулів пружності Ед, МПа |

Жорсткість пакетів щодо згинання, визначена за двома методиками, після дублювання збільшилась: при розташуванні проб прокладкою “вверх” в 3ч5 разів, “вниз” – 7ч9 разів, що необхідно враховувати при вирішенні питання забезпечення формостійкості окремих ділянок виробів (згин лацкана, коміру). Ця різниця особливо помітна при дублюванні пакетів за схемою “О-45°” (ЕІ в 4ч5 раз більша, ніж ЕІ ).

Виявлені особливості формування полів ЕІ, Ед і д дають підставу вважати, що в процесі дублювання відбуваються істотні зміни на рівні макроструктури матеріалів, що склеюються. При цьому такими процесами можна керувати, адаптуючи конфігурацію полів Ед і д до умов формування експлуатаційних навантажень на елементи одягу. Вперше в практиці подібних досліджень для пакетів пальтових тканин визначений вплив температурного навантаження на показники жорсткості щодо згинання в залежності від взаєморозташування моношарів (при Т=70110 0С жорсткість зменшується на 2575%). Ці дані дають підставу вважати за доцільне зменшення при ВТО силового навантаження на дубльований матеріал для забезпечення необхідного технологічного ефекту. При цьому зменшується вірогідність поверхневих змін тканин верху.

Дослідження пакетів на комплексній установці „Kawabata KES”, показали, що в залежності від вихідних характеристик компонентів пакетів, способів їх взаєморозташування, виду клейового покриття (пастова і подвійна точка) суттєво, в 1,33,6 рази, зменшуються показники видовження, що в умовах експлуатаційних навантажень може спричинити збільшення залишкової деформації та визвати ефект “втоми”. З урахуванням цих даних для певних ділянок одягу (низу виробів, рукавів) слід використовувати варіант взаєморозташування моношарів “О-У”. Встановлено також, що при різних варіантах дублювання пакетів пальтових тканин жорсткість щодо зсуву Gз збільшується в 1,63,2 рази (пакети варіантів “О-О”, “О-У”) і 711 разів (пакети “О-45°”). Останній варіант формування пакетів (“О-45°”) можна вважати найбільш доцільним для ділянок лацканів та пілочки в області грудей.

Комплексна температурна дія на пакет в процесі дублювання призводить до зменшення роботи стиснення та збільшення відносної швидкооборотної деформації (947 %). За цих умов коефіцієнт тертя зменшується на 39 %.

Відповідно змінилися й показники тактильних відчуттів: показник Koshi збільшився, оскільки після дублювання підвищилася маса, товщина та жорсткість пакету, а показники Numeri та Fukurami, навпаки, зменшилися, в зв’язку з падінням пружних властивостей. Не зважаючи на це, всі показники залишилися в межах шкали від 0 до 10 (4,56,2). Отже, після дублювання пакети матеріалів відповідають своєму призначенню.

Шостий розділ дисертації присвячено визначенню впливу хімічних чисток на основні показників рівня якості та конкурентоспроможності швейних виробів із пальтових тканин, які були предметом досліджень попередніх розділів.

Встановлено, що практично всі пакети на основі клейового матеріалу з подвійною точкою після троєкратного хімчищення мають показники Рр більші рекомендованого значення, на відміну від пакетів дубльованих прокладковим матеріалом з пастовою точкою (Рр =0,2ч0,3 даН/см), що ще раз свідчить про перевагу застосування клейових матеріалів з покриттям “подвійна точка” для дублювання деталей пальто.

Дослідження також виявили досить відчутний вплив хімчищень на показники механічних характеристик, які призводить до зміни пружних властивостей пакетів з пальтових тканин. При цьому ці відмінності проявляються не в характері формування полів жорсткості щодо згинання ЕІ та В, динамічного модуля пружності Ед (рис. 8, а) й декременту затухання д (рис. 8, б) (вони змінюються не суттєво (деяке зменшення Ед, ЕІ, В і збільшення д)), а в їх значеннях.

Рис. 8. Полярні діаграми модуля пружності Ед (а) та декременту затухання д (б) до та після першого, другого й п’ятого хімчищення за схемою дублювання “О-О”

Зміна механічних та в’язкопружних показників пальтових тканин та пакетів носить затухаючий характер і уже після другої хімчистки показники стабілізуються. Такі особливості зміни показників ЕІ і В після першої та другої хімчисток обумовлені, на наш погляд, не тільки перебудовою грубої структури матеріалів, але й за рахунок часткової зміни адгезивних зв’язків та частково вимиванням апретів з тканин верху під дією перхлоретилену, що підтверджують результати зменшення поверхневої густини (рис. 9). Звідси можна зробити важливий для практики висновок: параметри дублювання необхідно встановлювати, враховуючи двохразове чищення.

Як і в попередніх випадках, найбільша зміна показників механічних властивостей пакетів, які досліджувалися на комплексній установці “Kawabata KES” відбуваються вже після першого та другого хімчищення. Слід відмітити, що зміна показників деформацій видовження, зсуву й стиснення в тканині та

Рис. 9. Показники поверхневої густини тканини “2210” (а) і пакетів на її основі (б) до та після хімічних чищень

пакетах на їх основі мають різний характер, що потрібно враховувати при проектуванні пальто жіночого. Так, після першого чищення видовження тканини “2210” зростає по основі та утоку, відповідно, на 2% та 7%, після другого – на 3% та 9%, а після п’ятого – 5% та 10%. В пакетах на основі цієї тканини цей показник, навпаки, зменшуються, до 7% після першого чищення та до 10% після останнього.

Дослідження показали, що найгірший варіант дублювання пакетів за схемою “О-У”, оскільки досліджувані показники після хімчищень зменшуються на 3,8ч5,6%, а найкращий “О-О”, де зміни відбуваються в межах 1,4ч1,8%. З точки зору збереження формостійкості пакети виготовлені на основі використання прокладкового матеріалу арт. 45516/XL96 (подвійна точка) мають певну преференцію, оскільки зміна показників тактильних віддчуттів в результаті п’яти хімічних обробок не перевищує 3,8%, в той час, як для пакетів на основі прокладкового матеріалу із пастовою точкою ці зміни сягають до 5,6%.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Для досліджуваного асортименту пальтових тканин та прокладкових матеріалів визначені основні показники механічних властивостей, кількісні та якісні характеристики яких являються основою формування пакетів з заданими властивостями. Обґрунтовано можливість використання структурної анізотропії показників модуля пружності, жорсткості щодо згинання для створення формостійких конструкцій із пальтових тканин.

2. Встановлено, що дублювання деталей одягу на установці прохідного типу можливе при більш низькому рівні вхідних факторів, при яких забезпечується рекомендований рівень (Рр=0,3 даН/см), в порівнянні з умовами дублювання на пресі. Визначена можливість варіативного вибору параметрів дублювання в залежності від асортименту клейових прокладкових матеріалів та тканин верху, що важливо для підприємств галузі різної потужності.

3. Вперше визначено вплив процесів дублювання на механічні властивості пакетів із пальтових тканин, які використовуються при виготовлені одягу на ЗАТ ВТШФ „Дана” (м. Київ) та ЗАТ “Прилуцька швейна фабрика” (м. Прилуки), на основі одержаних даних запропоновано використання різних варіантів орієнтації моношарів при дублюванні окремих ділянок виробів, адаптуючи конфігурацію пружних полів до умов формування експлуатаційних навантажень на елементи одягу.

4. Вперше для пальтових тканин та пакетів визначений вплив температури на показники жорсткості щодо згинання (при Т=70110 °С жорсткість тканин зменшується в 2,0-3,3