Анализ ассортимента и свойств текстильных материалов для подкладки обуви

Физические показатели

Гигроскопические  свойства. Гигроскопические  свойства текстильных материалов характеризуют их  способность поглощать и отдавать водяные пары, воду. Их  оценивают с помощью следующих характеристик: влажность,  гигроскопичность, капиллярность, влагоотдача, водопоглощение. Влажность ткани является одной из основных характеристик.

Гигроскопичность — влажность текстильных  полотен и изделий при относительной влажности воздуха,  близкой к 100 %.

Влагоотдача характеризует способность  текстильных материалов отдавать влагу  в окружающую среду.

Капиллярность — характеристика поглощения влаги продольными капиллярами материала.

Гигроскопические свойства текстильных  материалов  имеют большое значение для технологических процессов  их  обработки, изготовления и эксплуатации. Они также определяют назначение материалов.

Проницаемость. Проницаемость — способность текстильных материалов пропускать воздух, пар, воду,  жидкости, пыль и т. д. Проницаемость текстильных полотен,  используемых для изготовления подкладок обуви, играет важную роль для создания благоприятных условий для организма,  нормального его функционирования и защиты от вредных воздействий.

Воздухопроницаемость — способность  текстильных  материалов пропускать воздух. Она характеризуется  коэффициентом  воздухопроницаемости, который  показывает, какое количество воздуха (м³) проходит через 1 м² площади в единицу времени при определенной разнице  давлений по обе стороны материала. Воздушный поток проходит через поры текстильного  материала, поэтому показатели воздухопроницаемости зависят от структурных характеристик материала, определяющих его пористость, число и размеры сквозных пор. Материалы из тонких сильно скрученных нитей имеют большое число  сквозных пор и соответственно большую воздухопроницаемость по сравнению с материалами из толстых пушистых нитей, в  которых поры часто закрыты выступающими волокнами или петлями нитей. С увеличением плотности ткани  воздухопроницаемость ее существенно снижается. Воздухопроницаемость текстильных материалов может колебаться в очень широких пределах.

Паропроницаемостъ является важнейшим  свойством  тканей бытового назначения, так как способствует удалению  влаги из подобувного слоя. Паропроницаемость характеризуют коэффициентом паропронцааемости, который показывает, какое количество водяных паров проходит через 1 м² материала за 1 с при постоянном расстоянии от поверхности воды до образца.

Чаще используется другая характеристика —  относительная паропроницаемость, т.е. отношение количества паров влаги, испарившихся из стакана через испытываемый материал, к количеству паров влаги, испарившихся с открытой поверхности воды в другом стакане, находившемся в тех же условиях. Относительная паропроницаемость для разных тканей  колеблется в пределах 20 — 50 %. Проникновение паров влаги происходит через поры  текстильных материалов, а также путем поглощения (сорбции) паров одной стороной материала из среды с повышенной влажностью воздуха и отдачи паров с другой стороны  материала в среду с пониженной влажностью воздуха. Таким  образом, паропроницаемость зависит от плотности материала (количества и площади сквозных пор), от гигроскопичности материала, разницы температур и относительной влажности воздуха с обеих сторон материала.

Пылепроницаемостъ и пылеемкостъ  характеризуют  способность текстильных  материалов в первом случае  пропускать пыль, а во втором — ее удерживать. Частицы пыли  проникают сквозь материал в основном тем же путем, что и  воздух: через сквозные поры материала. Удерживаются частицы пыли в структуре материала вследствие механического  сцепления их с шероховатой поверхностью материала. Материал рыхлой пористой структуры из волокон с неровной  поверхностью обладает способностью захватывать большее  количество пыли и удерживать ее более длительное время, чем  материал плотной структуры, состоящий из волокон с гладкой поверхностью.

Теплозащитные свойства. Теплозащитные свойства обеспечивают нормальное функционирование организма и поддержание комфортных условий микроклимата в подобувном слое. Для оценки теплозащитных свойств используют тепловое сопротивление, удельное тепловое сопротивление, коэффициент теплопередачи, коэффициент теплопроводности.

С учетом того, что текстильные  материалы имеют  высокую пористость, теплопроводность их в значительной мере определяется теплопроводностью  воздуха в замкнутых порах. Поэтому  с увеличением пористости структуры  теплопроводность текстильных материалов снижается. Такие  процессы, как валка, ворсование, а также применение многослойных переплетений увеличивают теплозащитные свойства ткани.

Износостойкость. При эксплуатации текстильных материалов обычно  происходит их изнашивание, т. е. ухудшение свойств и постепенное разрушение материала под действием различных факторов. Результат изнашивания называется износом. Износ бывает местный и общий. Местный износ характеризуется наличием потертостей и дыр. Общий износ отражается на всей поверхности. Износостойкостью называется способность текстильных изделий сопротивляться изнашиванию. Причиной изнашивания материалов для подкладки обуви является воздействие сложного комплекса различных факторов,  которые можно подразделить на следующие группы: механические — многократные деформации растяжения и изгиба, сжатия; физико-химические —пота, моющих средств, температуры, влаги и др.

Учитывая условия эксплуатации изделия, всегда можно выделить один - два фактора, влияние которых обусловливает срок его службы.

Износостойкость материалов зависит от вида и  структуры волокон, толщины и крутки нитей, вида переплетения, плотности, заполнения, поверхностной  плотности материала, опорной поверхности  и т. д. Чем больше опорная поверхность, тем выше  износостойкость ткани. При истирании происходит частичное  разделение пряжи на волокна, комплексных нитей — на  элементарные и выпадение отдельных их участков. Поэтому при  увеличении длины волокон и до известного предела крутки нитей стойкость к истиранию изделий из них повышается. На интенсивность истирания тканей влияет высота  рельефа и радиус кривизны волн нитей, образующих опорную  поверхность. При истирании поверхность ткани делается более рыхлой и шероховатой, толщина ткани вначале немного увеличивается, а затем вследствие удаления отдельных частиц волокон и нитей уменьшается. В дальнейшем на некоторых участках ткань разрушается.

Пиллингуемость. Пиллингуемостъ — это особый вид износа, характеризующий способность ткани образовывать на своей поверхности небольшого размера шарики (пилли),  состоящие из закатанных концов и оторванных участков волокон.

На пиллингуемость оказывают  влияние различные  факторы: вид  волокон, их длина, толщина, форма поперечного  сечения, извитость, разрывная нагрузка, крутка нитей,  плотность ткани, вид переплетения, отделка. Все, что способствует закреплению волокон в ткани и  препятствует их миграции на поверхность, ведет к снижению пиллингуемости.

 

3. Изучение методов испытаний, текстильных материалов для подкладки обуви

 

Ширину ткани (ГОСТ 3811 - 72) определяют в трех  местах при длине куска до 50 м и в пяти местах при большей длине куска. Измерения проводят примерно на равном  расстоянии друг от друга, но не ближе трех метров от концов куска. Измерения производят нескладывающейся линейкой с точностью до 0,5 см. За ширину ткани в куске принимают среднее арифметическое всех измерений, подсчитанное с  точностью до 0,01 см и округленное до 0,5 см. Кроме среднего арифметического в журнале результатов испытания  фиксируют также данные минимального значения одного измерения [4].

При определении ширины в образце ткань раскладывается в расправленном состоянии на гладкой поверхности. Линейка накладывается  на ткань перпендикулярно к кромкам.  Ширину ткани в образце измеряют в трех местах — посередине и по концам, примерно на расстоянии 10 см от линии отреза. Ширина ткани подсчитывается как среднее арифметическое трех измерений с точностью до 0,1 мм, результат округляется до 1 мм.

Для экспериментального определения поверхностной плотности (ГОСТ 23785.4-2001) прямоугольный образец ткани выдерживают в течение 10 — 24 ч в нормальных лабораторных условиях,  измеряют нескладной линейкой и затем взвешивают с точностью до 0,01 г. Рассчитывают поверхностную плотность (г/м²) по формуле:

M_s = 10⁶m/(LB),

где m — масса образца, г; L — длина образца, мм; В — ширина образца, мм.

Поверхностную плотность  ткани можно определить  расчетным путем, если известны линейная плотность нитей  основы Т_о и утка Т_у й плотность нитей в ткани в основе П_о и в утке П_у, по формуле:

М_S= 0,01(Т_оП_о + Т_уП_у).

Разрывная нагрузка (ГОСТ 29104.4-91) определяется отдельно в направлении основы и в направлении утка. В соответствии со стандартной схемой раскроя (рисунок 1) вырезают 3 полоски в направлении основы и 4 полоски в направлении утка. Длина полосок 300 — 350 мм, ширина 60 мм. С каждой стороны полоски делают бахромку (5 мм) с таким расчетом, чтобы ширина зажимной полоски была  равна 50 мм и все нити вдоль полоски располагались по всей ее длине, не прерываясь.

Рисунок 1 Стандартная схема раскроя  ткани

 

Испытания проводятся на разрывных машинах, например типа РТ-250, при зажимном расстоянии 200 мм. Допускается более экономичный метод испытания на разрыв с использованием полосок малых  размеров шириной 25 мм при зажимной длине 50 или 100 мм.

Жесткость при  изгибе (ГОСТ 29104.21-91) определяется на гибкомере типа ПТ-2 (рисунок 2). Образец 1 размером 3х16 см помещается на полочках гибкомера 2. В средней части образец прижимается к опорной площадке (2 см) силой 0,5 даН. При включении прибора полочки гибкомера опускаются вниз и образец прогибается (показано пунктиром). Определяется стрела прогиба f, средняя величина которой и используется для подсчета  условной жесткости В_ус.

 

Рисунок 2 Схема гибкомера для определения жесткости полотен при изгибе

 

Жесткость при изгибе подсчитывается  отдельно по основе и по утку по результатам испытания пяти полосок, вырезаемых соответственно в направлении основы и утка.

Стандартный метод оценки несминаемости (ГОСТ 19204-73) предусматривает использование приборов "Смятиемер" или СМТ (рисунок 3, а, б). Испытанию подвергаются пять полосок, вырезанных в направлении основы и утка. Форма и размеры образцов представлены на рисунке 3.

     

Рисунок 3 Определение несминаемости полотна: а, б — формы и размеры образцов для испытания на приборах " Смятиемер" и СМТ                                                                                                                                    

Часть образца размером 15х10 мм перегибается на 180 ° и испытывается нагрузкой 1 даН/см². Под нагрузкой образец выдерживается в течение 15 мин, затем нагрузку снимают. После пятиминутного отдыха замеряется угол  восстановления а и подсчитывается средняя его величина. Коэффициент несминаемости (%) определяют по формуле: Н = (а/180)-100. В зависимости от коэффициента несминаемости текстильные полотна объединены в три группы: среднесминаемые с коэффициентом несминаемости 30-45 %, малосминаемые — 46-55 % и несминаемые — более 55 %.

Гигроскопичность W_Г (%) — влажность текстильных полотен и изделий при относительной влажности воздуха,  близкой к 100 %. Для определения гигроскопичности (ГОСТ 3816.85) подготавливают три полоски размером 50 х 200 мм. Каждая помещается в бюксу, и бюксы ставят в эксикатор с водой (на 4 ч), в  котором предварительно установлена относительная влажность воздуха 100%. Затем полоски взвешивают и высушивают до постоянной массы при температуре t — 105-110 °С.

W_Г = 100(m₁₀₀-m_c)/m_c, где m₁₀₀ — масса полосок после выдерживания при  относительной влажности воздуха 100 %, г; m_c — масса полосок после высушивания их до постоянной массы,

Воздухопроницаемость  — способность текстильных  материалов пропускать воздух. Воздухопроницаемость (ГОСТ 20359-74) определяется на приборе  типа ВПТМ-2. Так как воздухопроницаемость зависит от  перепада давления воздуха по обе стороны образца, то испытания принято проводить при  перепаде давления, равном 5 мм вод. ст., или 50 Н/м² (Па), что соответствует перепаду давления в подобувном слое и  окружающем воздухе.

Пиллингуемость (ГОСТ 14326-73) определяют на специальных приборах (пиллингметр) или на приборах, предназначенных для оценки устойчивости тканей к истиранию (ТИ-1М).

Результаты проведенного анализа оформлены в таблице 1.

 

 

Таблица 1 – Методы испытания текстильных материалов для подкладки обуви

Обозначение ТНПА	Наименование  ТНПА	Наименование       показателя	Единицы   измерения
ГОСТ 3811 - 72	Определение ширины	- ширина ткани	см
ГОСТ 23785.4-2001	Определение поверхностной  плотности	- поверхностная плотность - масса образца - длина образца  - ширина образца	г/м2 г мм мм
ГОСТ 29104.4-91	Определение разрывной нагрузки	- длина полосок  - ширина полоски  - зажимное расстояние	мм мм мм
ГОСТ 29104.21-91	Определение жесткости  при изгибе	- сила прижима - стрела прогиба	Н %
ГОСТ 19204-73	Оценка несминаемости	- нагрузка - коэффициент сминаемости	даН/см2 %
ГОСТ 3816.85	Определение гигроскопичности	- относительная влажность воздуха - температура - масса полосок после выдерживания при  относительной влажности воздуха 100 % - масса полосок после высушивания их до постоянной массы	% °С       г     г
ГОСТ 20359-74	Воздухопроницаемость	- перепад давления	Н/м2
ГОСТ 14326-73	Пиллингуемость	- количество пилей	шт