Тема 6. Строение тканей
Вопрос 1 Характеристики строения ткани
Вопрос 2. Фазы строения тканей. Строение тканей характеризуется числом нитей основы и утка, расположенных на условной длине, равной 100 мм (соответственно плотностью по основе По и плотностью по утку Пу).
Ткани могут быть равноплотными, т. е. иметь одинаковую или почти одинаковую плотность в обеих системах нитей, и неравноплотными — с различной плотностью по основе и утку. Соотношением плотностей по основе и утку определяется форма ячейки ткани. При увеличении плотности по основе нити сдвигаются в вертикальном направлении, при увеличении плотности по утку — в горизонтальном. Вследствие этого ячейки ткани перестают быть симметричными и вытягиваются в том или ином направлении. Форма ячейки ткани является одним из основных параметров, определяющих сходство или различие механических свойств ткани в долевом и поперечном направлении.
Максимальная деформация тканей из нитей одинакового строения и толщины происходит в направлении диагонали ячейки: в равноплотных тканях под углом 45°; при ПО>ПУ под углом 45°; при По<Пу под углом меньше 45°.
При одинаковой фактической плотности, т. е. одинаковом числе нитей на единицу длины ткани, степень заполнения ткани нитями может быть различной в зависимости от толщины последних. Поэтому для получения сравнимых характеристик вводятся понятия заполнения и наполнения тканей.
Линейное заполнение ткани по основе Ео и по утку Еу, %, показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками параллельно лежащих нитей (без учета их переплетения с нитями перпендикулярной системы). Линейное заполнение определяется как отношение фактического числа нитей основы или утка, расположенных на длине L, к максимально возможному числу нитей того же диаметра, которые теоретически могут быть расположены без промежутков, сдвигов и смятий на аналогичной длине.
В зависимости от назначения ткани линейное заполнение ее может изменяться от 25 до 150 %. Если линейное заполнение ткани больше максимальной плотности, т. е. больше 100 %, нити или сплющиваются, принимая эллиптическую форму, или располагаются со сдвигом на разной высоте.
Линейное наполнение показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками нитей обеих систем с учетом их переплетения. Образование каждого поля связи, т. е. переход нити с лицевой стороны на изнаночную и с изнаночной стороны на лицевую, влечет за собой раздвигание нитей противоположной системы. Чем больше полей связи имеет переплетение в пределах раппорта, тем меньше может быть максимальная плотность ткани. Таким образом, с учетом числа полей связи в раппорте линейное наполнение характеризует степень уплотненности (напряженности) ткани.
Ткани с более редкими полями связи, в которых отдельные группы нитей получают возможность располагаться вплотную, обладают большей наполненностью, чем ткани с короткими перекрытиями и частыми полями связи. Поэтому, например, ткани атласного переплетения можно вырабатывать со значительно большей плотностью, чем ткани полотняного переплетения.
Чтобы рассчитать фактическое наполнение по основе и утку ткани произвольного переплетения, нужно определить, какую часть от общей длины раппорта составит длина, заполненная поперечниками нитей основы и утка. Для этого, зная расчетные диаметры нитей основы и утка, устанавливают число нитей раппорта в направлении одной системы и число полей связи, образуемых в раппорте перпендикулярной системой.
Связь элементов в ткани может характеризоваться коэффициентом связанности по основе и по утку, представляющим собой отношение линейного наполнения к линейному заполнению:
Для ткани полотняного переплетения Ко,у—2, саржи Ко,у— 1,5, сатина Ко, у= 1.25.
Поверхностное заполнение характеризуется отношением площади ткани, заполненной проекциями нитей основы и утка, ко всей площади ткани. Так как, переплетаясь между собой, нити основы и утка накладываются одна на другую, площадь их проекций меньше площади, занимаемой каждой из составляющих в отдельности.
 Зная поверхностное заполнение ткани, можно определить ее поверхностную пористость, показывающую отношение площади сквозных пор к площади всей ткани, % (разница между указанными площадями).
Поверхностное наполнение характеризуется отношением условно-минимальной площади, которую могла бы занимать ткань при ее условно-максимальной уплотненности, к фактической площади, занимаемой данной тканью.
В зависимости от числа полей связи изменяется условно-минимальная площадь ткани. Максимальную площадь при одинаковой плотности будет занимать ткань полотняного переплетения, так как она имеет максимально возможное число полей связи.
Поверхностное наполнение, учитывающее число полей связи в раппорте, лучше, чем поверхностное заполнение, характеризует уплотненность ткани.
Объемное заполнение, %, показывает, какую часть объема ткани составляет объем нитей основы и утка, т. е. объемное заполнение может быть выражено как отношение объемной массы ткани к объемной массе нитей. Ориентировочно показатели объемной массы хлопчатобумажных тканей составляют 0,25—0,5, льняных 0,4—0,7, шерстяных 0,15— 0,4 г/см3.
Заполнение по массе ткани, %, определяется отношением массы нитей к массе, которую мог бы иметь материал при условии полного отсутствия пор как между нитями, так и внутри нитей между волокнами.
Общая пористость ткани, %, характеризует долю всех промежутков между нитями, внутри нитей и волокон колеблется от 50 до 85 %.
Вопрос 2. Фазы строения тканей.
Систематизировав возможные случаи взаимоизгибов нитей основы и утка в тканях полотняного переплетения и приняв нити за правильные цилиндры ткани условно подразделили в зависимости от высоты волн переплетающихся нитей на 9 фаз строения.
В ткани первой фазы строения нити утка огибают неизогнутые нити основы, в девятой фазе строения, наоборот, неизогнутыми остаются нити утка, а огибают их нити основы. В ткани средней, пятой, фазы строения нити основы и утка изогнуты в одинаковой степени. Высота волн нитей при их постоянной толщине изменяется в зависимости от угла наклона а нитей основы и угла наклона нитей утка. В свою очередь углы наклона зависят от расстояния между центрами сечения нитей данной системы.
С увеличением высоты волн нитей основы соответственно уменьшается высота волн уточных нитей, т. е. при прочих равных условиях фаза обеспечивается возможность выработки ткани с наибольшей плотностью.
При ПО>ПУ ткань имеет фазы строения Ф6—Ф8, при ПО = ПУ — среднюю фазу Ф5, при По<Пу — фазы Ф2—Ф4. Фаза Ф9 возможна лишь при большей плотности основы и малой плотности утка, фаза Ф1 наоборот, при большей плотности утка и малой плотности основы; встречаются эти фазы редко и практического значения почти не имеют.
Фаза строения данной ткани не является величиной постоянной, она изменяется в процессах текстильного и швейного производства. Вносят изменения в фазы строения тканей и процессы эксплуатации, вызывающие растяжение материала в разных направлениях и изменяющие глубину волн нитей.
Волокнистый состав, структура нитей, вид переплетения, плотность, фазы строения ткани и отделочные операции определяют характер контакта ткани с окружающими предметами. В зависимости от вида переплетения, плотности и фазы строения ткани на ее поверхности преобладают нити основы или утка. Ткань, на поверхности которой преобладают уточные перекрытия, называют уточно-опорной. В случае преобладания основных перекрытий ткань называется основоопорной. При одинаковом выступании на поверхности ткани нитей основы и утка ее называют равноопорной.
Ткань соприкасается с окружающими ее предметами не всей своей поверхностью, а лишь отдельными, наиболее выступающими участками. Площадь фактического контакта ткани с плоскостью предметов называется опорной поверхностью. Опорная поверхность в гладких тканях образуется гребнями волн нитей, в валяных тканях и в тканях с начесом она состоит из отдельных возвышающихся над поверхностью ткани волоко. Опорная поверхность составляет небольшую часть всей площади ткани (от 5 до 20 %).
С увеличением длины перекрытий растет радиус волн нитей и вместе с этим увеличивается опорная поверхность ткани. Таким образом, вид переплетения является одним из факторов определяющих величину опорной поверхности ткани. Большое влияние на величину опорной поверхности оказывают неравномерность выступающих гребней волн нитей, возникающая в основном из-за колебаний толщины нитей.
Опорная поверхность ткани изменяется как в процессах отделочного производства, так и при эксплуатации одежды. При растяжении ткани в длину дополнительный изгиб получают нити утка и гребни их волн заметно выступают на поверхности ткани. При усадке по длине, наоборот, дополнительный изгиб получают нити основы, гребни волн которых возвышаются над поверхностью ткани.
Поверхность ткани может быть гладкой и рельефной. Рельеф поверхности ткани определяется расстоянием между вершинами гребней волн нитей и грунтом ткани. Под действием сжимающих усилий рельеф поверхности ткани может сильно меняться, особенно в тканях рыхлой структуры. При утюжильной обработке и прессовании выступающие на поверхности ткани гребни волн нитей сжимаются и в соприкосновение с плоскостью приходят участки нитей, находившиеся ранее во впадинах. Поэтому в результате влажно-тепловой обработки ткань становится менее рельефной и ее опорная поверхность увеличивается.
|