Структурный угол переплетения

Структурный угол переплетения характеризует соотношение основных и уточных нитей в ткани и учитывает как линейную плотность нитей, число нитей в ткани, переплетение ткани. Он определяет расположение связей (точек перекрытия основных и уточных нитей) в раппорте ткани. Связи нитей основы с нитями утка за счет разности соотношений плотностей и толщины нитей и, конечно же, переплетение нитей в ткани создают в ткани тот или иной рельеф, визуально характеризуемый линией связей.

Структурный угол – это угол наклона линии связей в раппорте переплетения ткани к оси абсцисс. Он определяется по следующей формуле:

(10.3)

где .

Структурный угол , зависит только от переплетения нитей в ткани. Он определяется по следующей формуле:

(10.4)

где t_o, t_y – число связей нитей основы с нитями утка, и, наоборот, в пределах рапорта

Для большинства тканей tgα=0,6–2, а tgβ=0,3–3. Диагоналевые переплетения имеют значение tgβ>1; у сатина – tgβ<1; полотно, саржа 2/2 и другие ткани, у которых сдвиг S_о и S_у по основе утку равны 1, имеют значение tgβ=1.

Жесткость ткани характеризуется коэффициентами переплетения и коэффициентом связности нитей в ткани.

Коэффициент переплетения нитей в ткани характеризует степень рыхлости ткани и определяется числом связей, приходящихся на раппорт ткани.

Коэффициент переплетения равен:

(10.5)

где R_o, R_y – соответственно раппорт нитей по основе и утку,

t_o, t_y – число связей нитей основы с утком, и наоборот, утка с основой

в пределах раппорта.

Коэффициент связности нитей в ткани характеризует степень скрепленности ткани связями.

Коэффициент связности зависит от плотности ткани и ее переплетения. Использование коэффициента связности для характеристики ткацкого переплетения впервые предложено Н.С.Ереминой. Ею предложена следующая формула для определения коэффициента связности:

(10.6)

Анализируя представленную формулу можно сказать, что коэффициент связности характеризует площадь, занимаемую связями в 1 см² ткани.

Для приближенных расчетов принимают более простую формулу:

.

(10.7)

Ткань полотняного переплетения имеет наибольший коэффициент связности не зависимо от плотности и от сочетания нитей по толщине, а ткани атласного переплетения – наименьший. Ткани саржевого переплетения занимают промежуточное положение.

Коэффициент связности не отражает степень изгиба нитей основы и утка, которые оказывают существенное влияние на жесткость связей. Степень изгиба определяется качественным показателем - порядком фазы строения ткани. Количественным показателем порядка фазы строения является коэффициент волны изгиба нитей, который определяется по следующей формуле:

,

(10.6)

где – высота волны изгиба нитей в ткани.

Для более полной объективной характеристики связей нитей в ткани введен коэффициент строения ткани, равный произведению коэффициента связности на коэффициент волны изгиба нитей в ткани:

.

(10.7)

Понятие об опорной поверхности ткани. В одних тканях лицевой застил образуется за счет нитей основы (атласы), в других за счет утка – сатины. Соответственно этому различают основнозастилочные, уточнозастилочные и двулицевые ткани. У основноозастилочных тканей плотность больше по основе, тогда как у уточнозастилочных – наоборот, больше по утку. Лицевой застил ткани обуславливает не только особенности строения ткани, но и влияет на свойства и износоустойчивость ткани. Застилочные нити за счет большой плотности длинных перекрытий сообщают тканям гладкую и, в случаях совпадения их продольного расположения с направлением сил трения, стойкую к истиранию лицевую поверхность.

Вершинами изгибов нитей, выступающих на внешнюю сторону ткани по местам перекрытий, образуется поверхность, которая называется опорной. Возможный контакт ткани с другими плоскостями происходит, прежде всего, по выпуклым участкам перекрытий нитей, которые в первую очередь воспринимают воздействие при эксплуатации.

Впервые исследование опорной поверхности ткани проведено Л.Г. Лейтесом. Он определил величину опорной поверхности как отношение площади контакта ткани с поверхностью при давлении 1 кг/см² к общей площади ткани. Величина опорной поверхности ткани зависит от переплетения ткани и степени изгиба нитей основы и утка в ткани.

Итак, величина опорной поверхности определяется отношением площади контакта ткани с поверхностью при давлении 1кг/см² к общей площади ткани и зависит от величины и частоты перекрытий той системы, которая преобладает на поверхности ткани. Опорная поверхность ткани определенного переплетения зависит от степени изгиба нитей, и, следовательно, от соотношения высоты их волн.

Соответственно трем типичным случаям изгиба нитей в ткани различают равноопорные ткани (), основоопорныеткани (>1), уточноопорные ткани (<1).

На практике чаще всего встречаются основоопорные ткани. Они характеризуются застилом основных нитей только на лицевой стороне ткани. Уточноопорные – ткани, имеющие на лицевой стороне застил из нитей утка. Но в некоторых основнозастилочных тканях (коверкотах, диагоналях) нити основы выступают не только на лицевой стороне, но и на изнанке, точно также как в отдельных уточнозастилочных тканях (некоторые сатины, молескины) уточные нити выступают с обеих сторон ткани. Это объясняется тем, что в первом случае в большей степени изгибаются нити основы, а во втором – нити утка.

Равно плотными являются только двулицевые ткани. В то же время эти ткани могут быть основно- или уточноплотными, а по величине опорной поверхности равноопорными и неравноопорными. Величина и частота перекрытий зависит от плотности и переплетения нитей в ткани.

По опорной поверхности ткани оценивается качество ткани и ее износоустойчивость, так как при эксплуатации тканей в первую очередь разрушается та система нитей, которая выступает на поверхности ткани.

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Приведите формулы для расчета коэффициентов неуравновешенности.

2. Приведите классификацию тканей по коэффициентам неуравновешенности. По каким другим признакам классифицируются ткани.

1. Влияет ли величина коэффициента неуравновешенности на внешний вид ткани? На производительность станка?

2. Приведите формулу для определения структурного угла переплетения.

3. Назовите факторы, которые дополнительно учитывает показатель «угол переплетения». Какой физический смысл несет в себе этот показатель.

4. Приведите формулу для определения коэффициента связности нитей в ткани. Какой физический смысл несет в себе этот показатель.

5. Приведите формулу для определения коэффициента переплетения нитей в ткани. Какой физический смысл несет в себе этот показатель.

6. Коэффициенты связности и переплетения являются качественной или количественной характеристикой ткацкого переплетения. С какой целью они определяются.

7. С какой целью при проектировании физико-механических свойств ткани вводится понятие опорной поверхности ткани. Приведите ее определение.

ЛЕКЦИЯ №8

ТЕМА: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТКАНИ

1. Проектирование ширины ткани.

2. Проектирование толщины ткани.

3. Проектирование длины куска ткани.

4. Определение удельного, объемного веса ткани.

5. Пористость ткани.

Геометрические параметры ткани. К геометрическим параметрам ткани относятся следующие: ширина ткани, толщина ее и длина ткани в куске.

Ширина ткани. Определяется назначением ее и зависит от оборудования, на котором вырабатывается и отделывается. Рациональные величины ширины готовых тканей даны в ГОСТ и прейскурантах. Ширина ткани может быть от 10 до 2500 см. В настоящее время минимальная рабочая ширина станков принята 120 см. Соответственно этому и минимальная ширина ткани будет равна 120 см с учетом уработки ткани по утку. Меньшая ширина ткани может быть в штучных изделиях и в изделиях гардинно-ленточного производства.

После снятия с ткацкого станка в процессе отделки ширина суровой ткани обычно уменьшается. Это объясняется двумя причинами: после снятия ткани со станка нити, освобождаясь от натянутого и напряженного состояния, изгибаются в большей или меньшей степени и тем самым изменяют размер вследствие релаксационных явлений в нитях. Вторая причина, обуславливающая изменение ширины готовой ткани связана с ее отделкой. В процессе отделки ткань обычно вытягивается по длине, что обуславливает уменьшение ширины (усадку) ткани.

Толщина ткани. Определяется строением ткани, степенью изменения ее в процессе отделки. Толщина ткани колеблется в пределах от 0,2 до 5 мм. Толщиной ткани обуславливаются такие ее свойства, как воздухопроницаемость, теплоизоляция, драпируемость, жесткость, упругость и другие. От нее зависит расход швейных ниток на шов и количество настилаемых слоев при раскрое. Например, хлопчатобумажные ткани, имеющие меньшую толщину, чем шерстяные, в процессе раскроя деталей одежды настилают по 100 – 150 слоев, а шерстяные – по 20 – 60 слоев. Толстые ткани меньше мнутся, не сгибаются и поэтому легко обрабатываются в настиле.

Толщина ткани зависит от ее строения и степени изменения в процессе отделки.

Различные виды пряжи с разным составом волокнистой массы, степенью крутки, пушистостью или гладкостью обусловливают большую или меньшую толщину ткани

От вида переплетения зависит толщина ткани: чем длиннее перекрытия нитей, чем больше число нитей в раппорте, тем менее они прижаты к перекрываемым нитям и свободнее ложатся на них, утолщая ткань. При увеличении плотности толщина ткани также несколько увеличивается. На толщину ткани влияет степень изгибания нитей при их переплетении. Теоретически толщина однослойной ткани колеблется в пределах от двух до трех диаметров нитей основы и утка (Т = ).

Если нити основы и утка изгибаются взаимно в одинаковой степени, то толщина ткани соответствует 2d:

(11.1)

где t –толщина ткани, мм;

d – диаметр нитей, мм.

При неодинаковой степени изогнутости толщина ткани будет повышаться до 3d:

или

(11.2)

Практически толщина ткани обусловливается характером окончательного ее строения после отделки, так как при этом изменяется плотность ткани и изогнутость нитей. При окончательной отделке на каландрах нити большинства тканей сплющиваются, вследствие чего ткань уплотняется и уменьшается в толщине, а при валке, наоборот, происходит значительное утолщение ткани. Толщина ткани изменяется также в процессе носки одежды. Например, при стирке толщина многих тканей несколько увеличивается, а затем уменьшается при последующей утюжке.

Толщину ткани измеряют при давлении 10посредством текстильного микрометра, так как она может изменятся в зависимости от силы нажима и сжатия ткани.

Для теоретического определения толщины ткани выведены следующие эмпирические формулы.

Товщину тканини в фоні і в кромках визначають в залежності від структурних кутів.

При толщина ткани определяется по следующей формуле:

.

При толщина тканини визначается по наступної формуле:

.

По аналоги определяется толщина ткани в кромке.

Критерієм оцінки товщини кромок служе товщина фону та коефіцієнт зв¢язності ниток у кромці. Оптимальним вважається варіант з мінімальним коефіцієнтом зв¢язності ниток у кромці та рівністю товщини кромок товщині тканини у фоні або найбільш близькому до нього значенням.

Длина ткани. В куске устанавливается в зависимости от массы 1 м². Чем толщина нитей больше, тем длина куска меньше. В среднем длина куска хлопчатобумажной ткани колеблется от 20 до 80 м. Легкие шелковые ткани, вырабатываемые на пневматических ткацких станках, снимается в куске по 700 – 800 м.

Длина куска ткани предусмотрена по стандартным условиям складывания, маркировки и упаковки, а также определения сортности. Ниже приведена длина куска различных тканей согласно ГОСТ

В торговом куске, предназначенном для торговой сети:

- 35 м – для тканей шириной менее 100 см;

- 25м – для тканей шириной менее 100см с разрезным ворсом.

В куске для швейной и других отраслей промышленности не менее:

- 80 м – при весе ткани до 100 ;

- 60 м – при весе ткани от 101 до 200 ;

- 40 м – при весе ткани от 201 до 300 ;

- 80 м – при весе ткани более 300 .

Длина куска готовых хлопчатобумажных, штапельных, смешанных тканей и товарного суровья при определении сортности их согласно ГОСТу принимается равной:

- 40 м – для готовых тканей шириной 80 см и товарного суровья до 90 см;

- 30 м – для готовых тканей шириной от 80 до 100 см и товарного суровья до 110 см;

- 23 м – для готовых тканей шириной более 100 см и товарного суровья более 100 см;

- 20 м – для тканей с разрезным ворсом.

Длина куска готовых чистошерстяных и полушерстяных тканей согласно ГОСТ составляет:

- 45 м – при ширине ткани до 75 см;

- 30 м – при ширине ткани, равной 75 см и более.

Длина куска готовых шелковых и полушелковых тканей при определении их сортности согласно ГОСТ принимается:

- 403 м – для гладких тканей любой ширины;

- 20– для ворсовых тканей.

Длина куска готовых и суровых льняных тканей по условиям определения сортности (ГОСТ 357 – 60) равна:

35 м – при ширине до 100 см;

30 м – при ширине от 100 до 140 см;

20 м – при ширине 140 см, а также для махровых тканей любой ширины.

Вес ткани. Вес ткани показывает не только количество сырья, затраченного на выработку единицы длины ткани, но и дает представление о степени ее уплотненности и пористости в зависимости от сочетания основных элементов ее строения. Он служит как бы балансовым показателем строения ткани и контрольным – правильности выработки, косвенной характеристикой ее добротности. Этот показатель часто определяет общее назначение ткани. Так, общеизвестно, что более легкие шерстяные ткани применяются для платьев; средние по весу – для костюмов, летних пальто, тяжелые, например, сукна и драпы – для демисезонных и зимних пальто.

Характеристика ткани по весу особенно важна для бельевых, рубашечно-платьевых и одежных тканей, так как она во многих случаях является показателем качества бытовых тканей. С этой точки зрения значение веса ткани играет меньшее значение для, например, одеяльных тканей и почти несущественно для мебельных и полотенечно-салфеточных тканей. Для технической характеристики ткани по весу используются следующие показатели: масса 1 погонного метра () и масса 1().

Масса 1 погонного метрабез данных ширины материала не дает определенного представления о весе ткани и, кроме того, в вес 1 погонного метра входит дополнительный вес кромки, различной по ширине, плотности и весу.

Масса 1тканиобусловливается характером сочетания нитей, тониной, степенью изогнутости (уработкой и усадкой), плотностью нитей основы и утка. Вес 1ткани пропорционален величине плотности, абсолютной величине уработки и усадки нитей и обратно пропорционален номерам пряжи основы иутка,из которых данная ткань изготовлена.

Этот показатель в ткачестве называют поверхностной плотностью ткани. Поверхностная плотность ткани показывает, какое количество сырья затрачено на ее изготовление, а также характеризует уплотненность и пористость ткани.

Масса 1ткани зависит от конструкции пряжи. Масса 1ткани, изготовленной из крученой пряжи, изменяется от сочетаний крученой пряжи по системам нитей. Так, по сравнению с тканями из однониточной основы и утка (например, 42 текс), масса 1ткани из крученой пряжи в основе и утке (21х2 текс) увеличивается до 18 %, при наличии же ее только в основе – до 13 %.

Массу 1ткани можно определить расчетным методом. Если общая длина нитей составит по основе – , по утку – , то масса всех нитей основы и утка (без учета их изогнутости) в 1суровой ткани равена:

; ,

(11.3)

где N – толщина пряжи, определяемая номером.

Отсюда масса 1(без учета изогнутости нитей) определяется по формуле

(11.4)

С учетом изогнутости нитей, то есть их уработки (а_о и а_у) и усадки, масса 1равна:

(11.5)

После замены номера пряжи тексом и преобразования вышеприведенной формулы получим известную формулу проф. О.С.Кутепова.

(11.6)

Массу 1ткани можно также определить, исходя из массы 1 погонного метра ткани:

(11.7)

где - ширина готовой ткани, см.

Если ширину ткани брать в метрах, то масса 1 погонного метра ткани соответственно равна:

(11.8)

Хлопчатобумажные ткани различного назначения характеризуются следующими значениями массы 1:

- бельевые – 47–197 г с отклонением от +3 до +10 г,

- платьевые – 60–360 г с отклонением от +3 до +18 г,

- одежные (костюмно-пальтовые) – 184–415 с отклонением от +3 до +20 г.

В качестве дополнительной характеристики ткани по массе нитей основы и утка иногда также используют такие характеристики ткани как, удельный и объемный вес.

Удельный вес ткани () показывает отношение веса монолитного вещества, из которого состоят волокна или нити, к единице объема (в 1) ткани.

Удельный вес ткани равен:

(11.9)

где - масса 1 ткани, г;

- удельный вес волокна;

t – толщина ткани, мм;

- толщина ткани, см.

При этом объем 1 ткани равен:

1×1.

Следовательно, масса 1 ткани при полном заполнении ее этим веществом равна:

(11.10)

Массу 1можно определить экспериментальным путем взвешиванием образца размером 100100 мм с последующим делением массы ткани на ее площадь (100 ).

Удельный вес ткани выражается отвлеченным числом и колеблется обычно от 0,1 до 0,7. Он характеризует заполненность ткани волокнистым веществом. Чем меньше удельный вес ткани (чем ткань более пориста), тем она рыхлее и более содержит воздуха, менее теплопроводна, так как воздух – плохой проводник тепла. Однако удельный вес не является достаточным показателем пористости ткани. При неизменном весовом содержании сырья он находится в обратном отношении с толщиной самой ткани. Как правило, чем толще ткань, тем меньше ее удельный вес. Поэтому наименьшим удельным весом характеризуются толстые (чистошерстяные) ткани.

Объемный вес показывает вес единицы объема (1, 1) пористой ткани. Он позволяет судить о рыхлости или уплотненности и, следовательно, о теплозащитных свойствах ткани. Чем меньше объемный вес ткани, тем большими теплозащитными свойствами она обладает.

Объемный вес ткани рассчитывается по формуле:

, г,

(11.11)

где – масса 1ткани, г;

t – толщина ткани, мм;

V – объем 1 ткани; , равный , так как толщина определяется в мм.

Если известен удельный вес ткани, то ее объемный вес можно определить по формуле:

(11.12)

где - объемный вес волокна, из которого состоит ткань.

Наименьшим объемным весом обладают шерстяные ткани (0,2 – 0,4). Они характеризуются большой заполненностью воздухом и лучшими теплозащитными свойствами. Объемный вес хлопчатобумажных тканей колеблется от 0,25 до 0,5, льняных – от 0,5 до 0,6.

Сравнение удельного веса ткани с объемным дает представление о пористости ткани.

Пористость ткани () выражается отношением ее удельного веса к удельному весу волокна () и показывает процентное содержание объема пор в единице объема ткани.

Она вычисляется по формуле:

,%

(11.13)

Из формулы видно, что чем больше удельный вес, тем меньше объем пор. Пористость, как и удельный и объемный вес, зависит от строения ткани и влияет на ее важнейшие гигиенические свойства (воздухопроницаемость и теплопроводность). Величина пористости у большинства тканей находится в пределах от 60 до 80 %.

Наименьшей пористостью обладают льняные ткани, а наибольшей – шерстяные.

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Назовите параметры, определяющие геометрические свойства тканей. От каких факторов они зависят.

2. Укажите факторы, определяющие ширину ткани в суров и готовом виде.

3. От каких факторов зависит толщина ткани и как она может быть определена.

4. Можно ли определить толщину ткани в процессе ее проектирования? Аргументируйте ответ пояснениями.

5. Почему длина ткани мерится кусками? От чего зависит длина ткани в куске?

6. Укажите геометрические характеристики ткани, используемые для определения ее веса. Какой из параметров, характеризующих вес ткани, используется в Гостах или Ту предприятий?

7. Что показывает характеристика «поверхностная плотность ткани». Укажите единицы ее измерения.

8. Приведите формулу проф.Кутепова, используемую для определения поверхностной плотности ткани. От каких факторов она зависит?

9. Чем отличаются такие геометрические характеристики ткани как поверхностная плотность и масса 1м².

10. Поясните отличия между удельным и объемным весом ткани.

11. Что такое пористость ткани и для чего необходимы проектировщику знания этой характеристики ткани.

Дата добавления: 2014-01-07