Драпируемость. Методы ее оценки

Введение

 

Текстильные материалы в процессе изготовления из них швейных изделий и при носке изделий испытывают деформацию изгиба. Они легко изгибаются даже при незначительных нагрузках и под действием собственной массы. Например, прикладные и прокладочные материалы должны быть более устойчивы к действию изгиба и тем самым должны в большей степени способствовать сохранению формы деталей одежды, чем подкладочные материалы, которые не должны влиять на изменение формы материала верха.

Таким образом, изучение способности текстильных материалов изгибаться представляет теоретический интерес, имеет большое практическое значение, играет важную роль при оценке их качества. В зависимости от жесткости материалов определяют назначение их, модельные и конструктивные особенности одежды, технологию изготовления изделий.

 

 

1 Драпируемость. Методы ее оценки

 

Драпируемость — способность текстильных материалов в подвешенном состоянии под действием собственного веса принимать пространственную форму и образовывать мягкие, подвижные складки. Драпируемость зависит от жесткости материала на изгиб и его веса: чем выше жесткость, тем хуже драпируемость и чем больше вес, тем драпируемость лучше.

Мягкость ткани – это ее способность легко изменять свою форму, а жесткость – способность сопротивляться изменению формы. Мягкость и жесткость ткани зависят от вида и качества волокон, от крутки пряжи, от плотности переплетения и вида отделки. Мягкость ткани тем больше, чем тоньше волокно, из которого она выработана, чем меньше крутка пряжи, чем меньше плотность ткани и реже переплетения нитей, чем меньше содержания крахмала в аппрете. Мягкие ткани используют для изготовления детской и женской одежды – платьев и белья. Из таких тканей можно получить швейные изделия свободной формы, с округлыми складками, ниспадающими обычно вдоль основы. Некоторые ткани обладают одинаковой драпируемостью по основе и утку.

Как и все механические свойства, жесткость и драпируемость текстильных материалов зависят от их структуры и отделки, а также от свойств формирующих материал волокон и нитей. Жесткость волокон определяется их формой, размерами и молекулярной структурой. Чем больше распрямлены и ориентированы цепные молекулы полимера, тем больше внутреннее трение, ограничивающее возможность перемещения участков цепей, тем меньше гибкость волокон и больше модуль их упругости. Например, жесткость льняной ткани объясняется высоким модулем упругости льняных волокон. Вследствие низкого модуля упругости шерстяных волокон жесткость шерстяной ткани значительно меньше.

При круглой форме сечения волокна оказывают большее сопротивление изгибающим усилиям, чем при плоском. Жесткость волокон растет с увеличением их толщины. Чем толще нити и формирующие их волокна, тем больше жесткость выработанного из них материала. С увеличением крутки повышается слитность нитей и вместе с этим их жесткость. Поэтому по направлению основы, имеющей более высокую крутку, чем уток, жесткость ткани на изгиб больше, чем в поперечном направлении. Жесткость нитей при увеличении крутки растет до известного предела. За пределами критической крутки, когда участки волокон, лежащие в периферийных слоях, перенапряжены круткой, сопротивление нитей изгибу падает. Поэтому ткани из нитей креповой крутки обладают хорошей гибкостью и драпируемостью.

Переплетение ткани является одним из решающих факторов, влияющих на жесткость ткани. Так как жесткость понижается с увеличением свободной длины, то естественно, что с ростом длины перекрытий и при уменьшении количества связей между системами нитей жесткость ткани уменьшается. Рост плотности ткани, следствием которого является уменьшение длины нити между точками ее касания и увеличение дуг обхвата нитей, приводит к повышению жесткости всей системы. Поэтому коэффициент связанности ткани, устанавливающий зависимость связанности элементов ткани от ее плотности, переплетения и номеров пряжи, может характеризовать жесткость и драпируемость ткани. При коэффициенте связанности, равным 5—5,5, хлопчатобумажная ткань обладает хорошей драпируемостью, при значении коэффициента связанности выше 6 драпируемость ткани неудовлетворительная.

Так как жесткость ткани на изгиб характеризуется моментом инерции сечений тела, то с увеличением толщины ткани ее жесткость растет, а драпируемость ухудшается. Следует отметить, что требования, предъявляемые к жесткости и драпируемости материалов, изменяются в зависимости от их назначения и фасона изделия. Из жестких и плохо драпирующихся материалов можно изготовлять одежду только строгих форм, с прямыми линиями.

Материалы для женских платьев, которые требуют мягких линий, складок, сборок, должны иметь наибольшую мягкость и лучшую драпируемость. Так как в изделиях складки обычно направлены вдоль материала, особенно важна хорошая драпируемость тканей по утку и трикотажа по петельным рядам. Некоторые фасоны женской одежды (пышные юбки, стоячие банты и т. д.) требуют жестких материалов. В процессах швейного производства при настиле жесткий материал меньше тянется, не дает заминов и перекосов, благодаря чему обеспечивается большая точность выкраиваемых деталей.

Жесткие ткани не драпируются или плохо драпируются, т.е. ложатся пологими складками. Такие ткани используются главным образом для мужской одежды строгой формы. Одежда из жесткой ткани стесняет движения человека, плохо облегает фигуру. Жесткие ткани удобно раскраивать: они не вытягиваются, не образуют перекосов.

Хорошей драпируемостью обладают шелковые ткани, главным образом из натурального шелка, особенно утяжеленные и штапельные, несколько меньшей – шерстяные ткани и еще меньшей – хлопчатобумажные. Льняная ткань жесткая и плотная, поэтому она драпируется плохо.

 

1.1 Факторы, влияющие на  драпируемость

Известно, что драпируемость материала, как явление, однозначно коррелирует с показателем его жесткости, что по сути является ее объективным отражением. В свою очередь показатель жесткости материалов зависит от плотности материала, его структуры, волокнистого состава, строения структурных элементов, площади его поперечного сечения. То есть, параметр драпируемости является функцией жесткости обозначенных факторов.

 

1.2 Методы определения  драпируемости

Метод иглы

Драпируемость текстильных материалов определяют различными методами. Простым и распространенным является метод иглы (рис. 1), он заключается в следующем. Проба размером 200×400 мм вдоль длинной стороны складывается в три складки, затем прокалывается иглой с одной стороны и подвешивается на время, равное 30 минутам. Драпируемость характеризуется относительным показателем Д, %, который рассчитывается по формуле

 

Д = 100 – А/2, (2)

 

где А – расстояние между углами нижнего края пробы, находящейся в подвешенном состоянии, мм.

Чем больше значение Д, тем лучше драпируемость материала. Недостатком этого метода является то, что он не дает характеристики драпируемости материала в двух направлениях.

 

Рисунок 1 – Метод иглы

 

 

Дисковый метод

Представление о драпируемости материала в двух направлениях дает дисковый метод. При определении драпируемости этим методом проба (рис. 2, а), вырезанная в виде круга, располагается на диске 3 и прижимается диском 2. Диск 3 поднимают, края пробы при этом свешиваются, принимая ту или иную форму. Освещая диск 2 сверху пучком параллельных лучей, получают на бумаге проекцию пробы.

Хорошо драпирующиеся материалы (рис. 2, б) имеют в проекции сильно изрезанный контур с глубокими впадинами. В этом случае площадь получаемой проекции значительно меньше площади исходной пробы. Плохо драпирующиеся материалы имеют площадь проекции, приближающуюся к площади пробы (рис. 2, в). Проба, проекция которой изображена на рис. 2, г, обладает хорошей драпируемостью по утку и плохой по основе.

Драпируемость материала, определяемая дисковым методом, характеризуется двумя величинами: соотношением размеров А и В осевых линий, проведенных через центр пробы (у ткани в направлении нитей основы и утка, у трикотажа вдоль петельных рядов и столбиков), и коэффициент драпируемости Кд, рассчитываемый по формуле

 

Кд = (S0 - Sп) / S0(3)

 

где S0 − площадь исходной пробы, мм²; Sп – площадь проекции пробы, определенная с помощью планиметра, мм².

Соотношение размеров осевых линий В/А, равное 0,95 – 1,1, показывает, что драпируемость материала в обоих направлениях одинаковая. Если В/А > 1,1, материал имеет хорошую драпируемость в поперечном направлении, если В/А < 0,95, драпируемость его лучше в продольном направлении.

 

 

Рисунок 2 – Определение драпируемости материала дисковым методом: а – схема прибора: 1 – проба; 2,3 – диски; б-г – проекции проб

 

2 Несминаемость тканей

 

Во время эксплуатации текстильные материалы подвергаются действию изгиба и сжатия в различных направления, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия. При изготовлении швейных изделий часто приходится изгибать детали, закладывать складки, подгибать низ деталей и т. д. Поведение материалов под действием изгибающих усилий характеризуется сминаемостью и несминаемостью.

Сминаемость – это свойство текстильных материалов под действием деформации изгиба и сжатия образовывать неисчезающие складки и морщины.

Несминаемость– это способность материала сопротивляться изгибу, сжатию и восстанавливать первоначальное состояние после снятия усилия, вызвавшего его изгиб и сжатия.

Таким образом, сминаемость, обратная характеристика, несминаемость зависят от соотношения компонентов полной деформации (упругой, эластической, пластической), проявляющихся при перегибе и сжатии материала на участке перегиба. Материалы, обладающие значительной долей упругой деформации, характеризуются высокой несминаемостью. Если в полной деформации преобладает пластическая, то такой материал легко сминается. В связи с этим значительный интерес представляют работы по изучению зависимости сменяемости (несминаемости) тканей от величины условно упругой деформации. Для многих тканей доля условно упругой деформации, определяемая после пятиминутного отдыха, достаточно хорошо оценивает их несминаемость.

 

Таблица 1 – Несминаемость и условно упругая деформация, определенные после пятиминутного отдыха тканей

Вид ткани	Артикул ткани	Несминаемость в %	Условно упругая деформация
		основа	уток
Бостон	1214	79,4	79,5
Шевиот	2201	78,4	73,8
Ткань с лавсаном	2805	74,6	67,1
Пальтовая	4619	66,2	65,1
Пальтовая	45125	63,6	53,2
Костюмная	2349	82,0	78,0

 

По таблице видно, что значения несминаемости тканей очень близки к значениям условно упругой деформации. Коэффициент корреляции между обратимой деформацией ткани и ее несминаемостью после 5 мин отдыха составляет +0,84. Несомненно, что изучение зависимости несминаемости и других характеристик, получаемых при изгибе текстильных материалов от условно упругой деформации, является перспективным.

Соотношение составных частей деформации при изгибе текстильных материалов зависит от вида волокон, формирующих материал, и структуры материала. Очевидно, чем больше упругость волокон, образующих материал, тем лучше такой материал сохраняет форму и меньше сминается. Как известно, наибольшей упругостью обладают волокна шерсти, многие синтетические волокна. Поэтому материалы, выработанные из этих волокон, характеризуются высокой несминаемостью. Существенное влияние на деформацию изгиба оказывает форма и размеры волокон и строение пряжи.

Волокна с круглым поперечным сечением оказывают большее сопротивление смятию, чем волокна с овальной формой сечения. Толстые волокна сопротивляются изгибу лучше, чем тонкие.

Если нить представить как более или менее круглый стержень, то при изгибе в наружной его части волокна испытывают усилия растяжения, во внутренней — усилия сжатия, возрастающие от средних слоев нити к периферийным, а по центральной оси образуется нейтральная зона. В нитях низкой крутки это приводит к взаимному смещению волокон.

Под действием изгибающего усилия слабо скрученные между собой волокна стремятся переместиться одно относительно другого. Чтобы вернуться в исходное положение, сдвинутые волокна должны преодолеть силы трения о соседние волокна. Если упругие свойства волокон могут преодолеть сопротивление сил трения, деформация сдвига ликвидируется. При повышенной крутке силы трения между волокнами больше разности натяжений в слоях, в результате чего волокна не смещаются, а нить сохраняет круглую форму и после изгиба.

В этом случае деформация изгиба нити в основном зависит от соотношения исчезающей и неисчезающей деформации самих волокон. Поэтому увеличение крутки нитей повышает их упругость и уменьшает сминаемость тканей. Сминаемость ткани и трикотажа зависит не только от расположения волокон в нитях, но и от расположения нитей в ткани и трикотаже, их взаимной связанности и от распределения связей. Наименьшую сминаемость тканям сообщают переплетения типа креповых, имеющих неравномерно разбросанные перекрытия. Наибольшую сминаемость имеют ткани полотняного переплетения, для изгиба которых требуется наименьшее усилие. Сминаемость тканей с более длинными перекрытиями, например при атласном переплетении, меньше, так как усилия, возникающие в наружных слоях нити при сгибании такой ткани, противодействуют ее изгибу.