способ оценки сгибов на текстильных полотнах
| Классы МПК: | G01N33/36 текстильных материалов |
| Автор(ы): | Неклюдова С.А., Перепелкин К.Е., Смирнова Н.А. |
| Патентообладатель(и): | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2000-08-15 публикация патента:
20.10.2001 |
Способ относится к текстильному материаловедению и предназначен для оценки сгибов на текстильных полотнах. Способ оценки сгибов на текстильных полотнах включает измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180°, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, ср= 
i/n ; i- отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180° - угол сгиба пробной полоски. В способе каждую из пробных полосок вырезают под углом 15°, 30°, 45°, 60°, 75° к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0° с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус, ср= i/n ; i- отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус,
после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K-K<100 для каждого из направлений полотна. Данный способ отличается достоверностью и объективностью оценки сгибов на текстильных полотнах. 8 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, ср= i/n ; i- отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180° - угол сгиба пробной полоски. В способе каждую из пробных полосок вырезают под углом 15°, 30°, 45°, 60°, 75° к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0° с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус, ср= i/n ; i- отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус,после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K
<100 для каждого из направлений полотна. Данный способ отличается достоверностью и объективностью оценки сгибов на текстильных полотнах. 8 ил., 2 табл.
Формула изобретения
Способ оценки сгибов на текстильных полотнах, включающий измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после погружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180oС, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле
где
ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус ср= i/n ;i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус;n - число испытаний;
180oС - угол сгиба пробной полоски,
отличающийся тем, что каждую из пробных полосок вырезают под углом 15o, 30o, 45o, 60o, 75o к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0o с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):
где
ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус ср= i/n;i - отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус,после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K
<100 для каждого из направлений полотна.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для оценки сгибов на текстильных полотнах по показателю остроты угла восстановления после деформации и также может быть использовано для стандартизации, при проведении научно-исследовательских работ, периодических и сертификационных испытаний. Одним из важнейших требований, предъявляемых к текстильным полотнам, является сохранение их формы в одежде при эксплуатации. При носке в деталях одежды образуются неисчезающие сгибы и морщины в результате комплексного воздействия механических деформаций растяжения, изгиба, сжатия. Установившиеся сгибы деформируют детали одежды и, для придания им первоначального вида, приходится часто прибегать к утюжке, что затрудняет эксплуатацию и приводит к преждевременному изнашиванию одежды. Сопротивление текстильного материала к действию сминающих усилий характеризуется несминаемостью, которая выделяется в литературе как один из наиболее значимых показателей формоустойчивости костюмно-плательных тканей и имеет коэффициент весомости 0,32 (Соловьев А. Н., Бостанджян А.Г. Моделирование и ускорение оценки несминаемости тканей в носке. / Изв. ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1981, N 5, с. 24). Имеются сведения (Карпова Е.Е. Оценка основных показателей формоустойчивости льносодержащих тканей. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук - Санкт-Петербург: СПГУТД, 1995, с. 15), где приводится градация льносодержащих тканей по формоустойчивости, исходя из комплексной оценки по показателям усадочности, несминаемости и доли остаточной деформации при растяжении, где низкой формоустойчивости соответствует группа тканей, имеющая до 30% формоустойчивости, средней - 30-60%, а высокой - более 60%. Наиболее близким к заявляемому способу является способ оценки сгиба тканей в соответствии с ГОСТ 19204-73, Полотна текстильные и штучные изделия. Метод определения несминаемости, Москва, Издательство Стандартов, 1985, предназначенный для определения несминаемости хлопчтобумажных, шелковых, льняных и смешанных тканей, нетканых полотен из всех видов волокон. Способ включает измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180o, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле:
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, ср= i/n ; i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180 - угол сгиба пробной полоски, градус. Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности и объективности оценки сгибов на текстильных полотнах в условиях, приближенных к условиям эксплуатации за счет анализа дополнительно полученных данных по анизотропии несминаемости и распрямления текстильных полотен путем выбора дополнительных направлений подготовки пробных полосок 15o, 30o, 45o, 60o, 75o к продольному. Заявляемый способ моделирует реальный процесс деформирования отдельных участков одежды (область сидения, коленей, участки локтевых сгибов и другие) при ее эксплуатации, так как предусматривает последующее после смятия распрямление образцов. Поставленная задача достигается тем, что в способе оценки сгибов на текстильных полотнах, включающем измерение отдельно для продольного и поперечного направлений полотна угла восстановления в результате отдыха после нагружения при заданном давлении в течение определенного времени пробных полосок, сложенных под углом 180o, с последующим определением коэффициента несминаемости (%) по формуле:
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления для каждого направления полотна, градус, ср= i/n ; i - отдельный результат измерения углов восстановления, градус; n - число испытаний; 180 - угол сгиба пробной полоски, градус,согласно изобретению каждую из пробных полосок вырезают под углом 15o, 30o, 45o, 60o, 75o к продольному направлению текстильного полотна, строят диаграмму анизотропии несминаемости полотна, после чего использованные пробные полоски принудительно распрямляют до угла сгиба 0o с нагружением и отдыхом при аналогичных условиях, рассчитывают коэффициент распрямления (%):
где
ср- среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус, ср= i/n ; i- отдельный результат измерения углов восстановления пробных полосок после принудительного распрямления, градус; n - число испытаний;после чего строят совмещенную с диаграммой анизотропии несминаемости полотна диаграмму анизотропии его принудительного распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K
<100 для каждого из направлений полотна. Пример осуществления способа. Для получения данных к оценке сгибов на чистольняной ткани (табл. 1) используют:- прибор СМТ по ГОСТ 19204073;
- шаблон Т-образной формы с рифленой поверхностью;
- вилка для перегиба элементарных проб;
- секундомер. Отбор точечных проб производят в соответствии с требованиями ГОСТ 19204-73 со следующими дополнениями: из каждой отобранной точечной пробы текстильного полотна вырезают квадрат размером 300х300 мм, из него вырезают по пять элементарных проб Т-образной формы в продольном и поперечном направлениях и направлениях, совпадающих с 15o, 30o, 45o, 60o, 75o к продольному. На каждой пробной полоске указывают выбранное направление: например, 45o. Пробные полоски перед испытанием должны быть выдержаны не менее 24 ч в климатических условиях, близких к стандартным по ГОСТ 10681-75 (W = 65
5%, t = 202oC). В этих же условиях проводят испытания. Подготовленные к испытанию пробные полоски для двух направлений помещают на барабане лицевой стороной вниз под прижимные пластины, подъем которых осуществляют рычагами. Пробные полоски закрепляют так, чтобы их края совпадали с Т-образным контуром, начерченным на пластинке поворотного барабана. С помощью вилки перегибают рабочие части пробных полосок и опускают вниз лапки устройства предварительного нагружения нажатием на их головки. При этом угол сгиба пробной полоски будет равен 180o. После того как все 10 элементарных проб будут заправлены, барабан переводят в положение "нагружение". К пробным полоскам, сложенным в петлю, подводят основную нагрузку, равную 1,5-10 даН, и в течение 15-20 мин пробные полоски подвергают нагружению. После приложения нагрузки прибор приводят в положение "разгружение". Последовательно нажимая на кнопки, поднимают вверх лапки устройства предварительного нагружения, вследствие чего пробные полоски освобождают от элементарной нагрузки. Одновременно включают секундомер. Через 51 мин после снятия нагрузки проводят замер угла восстановления (i) с помощью транспортира, закрепленного на приборе. Угол восстановления измеряют в градусах с погрешностью 1o. Если верхний край пробной полоски отойдет на больший или меньший угол по сравнению с нижним, то за результат принимают среднее арифметическое результатов измерений этих углов. Критерием оценки несминаемости является угол восстановления сгиба после отдыха = i/n , где i- отдельный результат измерения угла восстановления, градус; n - число испытаний. Рассчитывают коэффициент несминаемости:
Далее оценивают поведение полотна под действием принудительного распрямления пробных полосок следующим образом: восстановившиеся после смятия и находящиеся в приборе пробные полоски с помощью вилки разгибают до плоского состояния, которое закрепляют путем опускания вниз лапок устройства предварительного нагружения. При этом угол сгиба пробной полоски будет равен 0o. После того как все 10 пробных полосок будут расправлены, барабан переводят в положение "нагружение". Через 15-20 мин после приложения нагрузки прибор приводят в положение "разгружение". Последовательно нажимая на кнопки, поднимают вверх лапки устройства предварительного нагружения, вследствие чего пробные полоски освобождают от элементарной нагрузки. Одновременно включают секундомер. Через 5
1 мин после снятия нагрузки проводят замер угла распрямления (i) с помощью специального измерительного устройства, закрепленного на приборе. Угол измеряют в градусах с погрешностью 1o. Угол восстановления сгиба после распрямления и отдыха рассчитывается как = i/n ; где i- отдельный результат измерения угла восстановления после принудительного распрямления, градус; n - число испытаний. Рассчитывают коэффициент распрямления (%):
где
ср - среднее арифметическое результатов измерения углов восстановления после принудительного распрямления, градус. Полученные данные заносят в таблицу 2. Описанные действия повторяют для всех подготовленных пробных полосок как чистольняного образца, так и смешанных со льном и полиэфирной тканей (образцы 1-8), результаты заносят в таблицу 2. Далее строят диаграммы анизотропии несминаемости и распрямления полотна. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены полярные диаграммы анизотропии несминаемости и распрямления образца ткани 1, на фиг. 2 - образца ткани 2, на фиг. 3 - образца ткани 3, на фиг. 4 - образца ткани 4, на фиг. 5 - образца ткани 5, на фиг. 6 - образца ткани 6, на фиг. 7 - образца ткани 7, на фиг. 8 - образца ткани 8, где a - диаграмма анизотропии несминаемости, b - диаграмма анизотропии распрямления, по которым судят о формоустойчивости сгиба во времени по неравенству 0<K<100 для каждого из направлений полотна, при этом K-K_
100 характеризует значительное изменение формы сгиба во времени и при эксплуатации, в то время как K-K_ 0 показывает устойчивость полученного сгиба во времени и при эксплуатации. Например, для образца 4 выполняется K-K_ 0 и составляет (8,3-12,2)%, что говорит о незначительных изменениях в формоустойчивости этой ткани во времени. Экспериментальные данные подтверждаются сведениями о волокнистом составе выбранного образца - синтетической полиэфирной ткани, обладающей значительной упругостью и малыми значениями остаточной деформации. Данные по прототипу 
в сопоставлении с аналогом также позволяют судить о данной ткани как обладающей высокой формоустойчивостью, однако именно новые данные позволяют характеризовать данный текстильный материал с позиции формоустойчивости как близкий к изотропному. Напротив, для чистольняного образца 1 K-K находится в пределах (44-56,3)% и характеризует значительное изменение формы в процессе носки, отражающееся в первую очередь в возможности образования новых нежелательных сгибов при носке. Образец 1 является также сильно анизотропным материалом, о чем позволяют судить полученные экспериментальные данные (табл. 2) и результаты сравнения диаграмм анизотропии несминаемости и распрямления (фиг. 1), при этом направление раскроя 45o для данной ткани с позиции формоустойчивости является приоритетной, так как характеризуется наибольшим восстановлением и после смятия и после распрямления. Оценка данного образца ткани только по прототипу (K=прод, 30,6% , K=попер. 35,7%) и в сравнении с аналогом дает характеристику данной ткани как обладающей низкой формоустойчивостью, однако данные по анизотропии несминаемости позволяют выделить системы, раскрой в направлении которых позволит повысить формоустойчивость, например, деталям одежды в процессе носки (например, 
Кроме тканей полотняного переплетения оценка сгибов производилась для тканей сложных переплетений (образцы 6-8). По диаграммам (фиг. 1) видно, что на анизотропию несминаемости и распрямления таких тканей значительное влияние оказывают длина и расположение перекрытий основных и уточных нитей в ткани, однако скачкообразное изменение несминаемости от направления к направлению позволяет выявить наиболее стабильную во времени систему и использовать полученные данные при проектировании и изготовлении одежды. Разные численные значения характеристик несминаемости для исследованных тканей одного волокнистого состава (табл. 2) свидетельствуют о различиях в структурных и геометрических характеристиках, однако подобный вид одноименных графиков (фиг. 1) обусловлен сетчатым строением тканей. Пример способа оценки сгибов реализован на тканях, однако он может быть использован и для других видов текстильных полотен, например нетканых, трикотажеподобных материалов. Использование заявляемого способа позволяет оценить анизотропию несминаемости текстильных полотен, а тем самым способствовать расширению информации о свойствах полотен и рационально учитывать их на стадиях проектирования и изготовления одежды. Данные, полученные при принудительном распрямлении полотен, в сопоставлении с результатами анизотропии несминаемости позволяют прогнозировать поведение текстильных полотен при сгибе в различных направлениях. Таким образом, способ оценки сгибов на текстильных полотнах достоверно характеризует их поведение при смятии в одежде при эксплуатации.
Класс G01N33/36 текстильных материалов
