Разработка метода оценки износостойкости трикотажа на стадии проектирования изделия

На устойчивость трикотажных полотен к истиранию влияет много факторов: способ выработки пряжи, состав пряжи, длина нити в петле, линейная плотность пряжи, крутка пряжи, плотность трикотажа, распускаемость трикотажа, переплетение трикотажных полотен и даже замасливатель, нанесенный на пряжу. С увеличением длины нити в петле и уменьшением числа петель на единице площади полотна устойчивость трикотажа к истиранию уменьшается. Особенно ярко это наблюдается на полотнах из шерстяной пряжи, что объясняется чешуйчатой структурой шерстяного волокна. С увеличением линейной плотности пряжи устойчивость к истиранию трикотажа повышается, причем интенсивность роста этого показателя зависит и от переплетения, и от вида волокна [16]. Так, можно отметить, что полотна из акриловой пряжи теряют прочность в зависимости от плотности, изменяются и другие их свойства. Трикотаж из пряжи в два сложения более устойчивы к истиранию, чем из одиночной пряжи [89].

Состав пряжи

• 1 - лен 30% вискоза 70%
• 2 - шерсть 50% нитрон 50%

Рис. 5.1. Влияние волокнистого состава пряжи и вида переплетения на устойчивость трикотажа к истиранию

Прочность пряжи для трикотажных полотен из натуральных, а так же химических волокон обычной прочности и стабильной структуры может характеризовать устойчивость этих полотен к истиранию. Следовательно, стабильность показателя разрывной нагрузки в процессе выработки трикотажа необходимо постоянно контролировать [16]. Полотна из объемной пряжи менее устойчивы к истиранию, чем полотна из полушерстяной и шерстяной пряжи [41]. Не менее важен способ выработки пряжи. Например, трикотаж из пряжи пневмомехани-99

ческого прядения имеет большую устойчивость к истиранию, равномерный по высоте ворс и пониженную теплопроводимость, чем трикотаж их пряжи кольцевого прядения той же линейной плотности [90]. Можно отметить, что полотна из крученой пряжи более стойкие. Меньшая связанность волокон в одиночной пряже приводит к выпадению волокон из структуры быстрее, чем из крученой пряжи. Большая неровнота по толщине одиночной пряжи создает большое напряжение в утоненных местах, а, следовательно, к разрушению структуры.

Полотна разных переплетений по-разному противостоят истирающим воздействиям: чем более застилистой является поверхность трикотажа, тем выше устойчивость к истиранию.

Например, при сравнении устойчивости к истиранию жаккардовых полотен, наименьшую устойчивость к истиранию имеют полотна полного двухцветного жаккарда. В полном двухцветном жаккарде петли на лицевой стороне удлинены, плотность по вертикали на лицевой стороне в два раза меньше плотности по вертикали на изнанке. Этим можно объяснить худшую стойкость к истиранию у полного двухцветного жаккарда по сравнению с другими видами жаккарда [86]. Аналогичным образом можно объяснить повышенную стойкость к истиранию у неполного трехцветного жаккарда. Внутри его структуры имеются протяжки, увеличивающие толщину полотна. И не менее важно, что рас-пускаемость такого полотна снижена. Повреждение петель одного цвета не ведет к разрушению всего ряда. Но удельная стойкость к истиранию таких полотен, в целом, ниже, чем у ластичных.

Таким образом, структура пряжи и полотна очень важны для повышения износостойкости трикотажа.

Попробуем разработать некий комплексный критерий, учитывающий влияние пряжи и структуры полотна на износостойкость трикотажа. Параметры пряжи и полотен приведены в таблице 5.3.

Износостойкость может характеризоваться как числом оборотов прибора до протирания образца, так и относительным показателем - отношением числа циклов истирания до разрушения исследуемого образца к поверхностной плотности образца. Коэффициент стойкости К_с к истиранию определяется по формуле А. Г. Ковальского К_с = п/p_s [16]. Он напоминает показатель приведенной пиллингуемости, который применяется в разделе 4 для расчета пиллингуемости трикотажа.

Рассмотрев парную корреляцию свойств пряжи и трикотажа (таблица 5.4), хочется особо отметить, низкую (0,19) корреляцию между показателями истирания и пиллингуемости. Хотя оба процесса и вызваны трением, они не идентичны, зависят от разных показателей пряжи и структуры полотна.

Основным фактором, влияющим на износостойкость трикотажа, является прочность пряжи. На этом показателе и будем основывать комплексный критерий, пытаясь повысить его точность за счет других, менее очевидных характеристик. Отметим лишь, что сам по себе один из факторов может не сказываться на истирании трикотажа, а вот его влияние совместно с другим, уже будет достаточно сильным. Такими могут быть жесткость пряжи и длина нити в петле (таблица 5.3).

Рассмотрим несколько вариантов комплексного критерия таблица 5.5, а также варианты моделей зависимости износостойкости трикотажа от комплексных критериев (таблица 5.6).

Характеристики пряжи и полотен

Парная корреляция устойчивости трикотажа к истиранию со свойствами пряжи и полотен

Таблица 5.5

Варианты комплексного критерия для прогнозирования

износостойкости трикотажа

Зависимость износостойкости трикотажа от комплексного критерия и корреляция между расчетным и экспериментальными значениями выходного параметра Y

Наилучшее описание зависимости показали уравнения:

Кс= ехр(-2,7+0,34 Кд) (5.2)

График зависимости износостойкости трикотажа от комплексного критерия отображен на рисунке 5.3.

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0

Комплексный критерий, К

Рис. 5.3. Зависимость износостойкости трикотажа от комплексного критерия, Кд=Р_уд/1Ц

Зависимость износостойкости от критерия Кд, в безразмерных величинах представлен на рисунке 5.4. Перевод показателя износостойкости и параметров, входящих в критерий, в безразмерный вид приводился в соответствии с формулой (4.3). приведенная выше зависимость выраженная в безразмерных единицах будет иметь вид Кс= ехр(-2,82+2,6 Кд), коэффициент корреляции так же равен 0,90.

Рис. 5.4. Зависимость износостойкости трикотажа от комплексного критерия,

К4=Р_уд/1ц, выраженных в безразмерном виде