Формообразующая и формозакрепляющая способности материалов

Формоустойчивость одежды и ее отдельных деталей во многом определяется способами формообразования и формозакрепления, зависящих от формообразующей и формозакрепляющей способностей материалов. Материалам, имеющим плоскую форму, путем воздействия на «тонкую» и «грубую» структуру, а также конструктивным путем придается пространственная форма, соответствующая на определенных участках форме поверхности тела человека. Создание пространственной формы конструктивным путем достигается членением деталей швейных изделий и введением в них конструктивных элементов.

Под формовочной способностью материалов понимают их способность под силовым и тепловым воздействиями на «тонкую» и «грубую» структуру приобретать пространственную форму. При формовании деталей швейных изделий из тканей благодаря их сетчатой структуре и ее подвижности при огибании кривых поверхностей изменяется угол между нитями основы и утка, но длина сторон при этом сохраняется. Данное обстоятельство практически не зависит от структуры ткани. Впервые академиком П. А. Чебышевым была доказана теоретически возможность одевания кривых поверхностей оболочками сетчатой структуры. При этом он исходил из следующих условий.

  • 1. При одевании поверхности тканью ее нити изгибаются, сохраняя первоначальную длину, а углы между нитями основы и утка изменяются.
  • 2. Для обеспечения равновесия сил, действующих на покрывающую поверхность ткани, ее нити должны располагаться по кратчайшим геодезическим линиям.

Для неразвертываемых поверхностей второе условие строго выполняется лишь для одной из двух систем нитей.

Предложенные П. А. Чебышевым математические формулы для одевания поверхности тканью в практической деятельности не могли быть использованы из-за трудности определения радиуса кривизны.

В дальнейшем профессором А. В. Савостицким и его учениками был разработан приближенный способ расчета разверток деталей одежды при небольшом перекосе нитей в ткани. Этот способ также не нашел широкого распространения из-за необходимости дополнительного закрепления. За счет драпируемости, зависящей от структуры и отделки тканей, можно получить сложную пространственную форму одежды лишь на участках ниже опорной поверхности. Метод воздействия на «грубую» структуру материалов имеет широкое распространение, однако он не позволяет закрепить форму устойчиво.

В основу метода воздействия на «тонкую» структуру положены свойства высокомолекулярных соединений, формирующих текстильные и другие материалы для одежды. В зависимости от температуры окружающей среды полимеры находятся в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Переход полимеров из одного состояния в другое происходит в определенном интервале температур. Под воздействием внешнего усилия в зависимости от его величины и времени действия полимеры испытывают упругие, эластические и пластические деформации, поэтому в процессе обработки полуфабрикат изменяет форму, размеры и свойства. Тепловая обработка материалов позволяет осуществлять формование и закрепление формы в наиболее выгодном для полимера интервале температур. При тепловом воздействии молекулярная структура волокна изменяется и деформация полуфабриката значительно облегчается. Формование выдавливанием предполагает создание объемно-пространственной формы способом сухой термической обработки в пресс-формах без применения влаги. Этот способ применяется для обработки синтетических материалов, например, листового пенополиуретана (поролона), нетканых клееных армированных полотен и других материалов, используемых для изготовления чашек бюстгальтеров, бортовых прокладок мужских пиджаков и иных деталей швейных изделий.

Под воздействием тепла и влаги при влажно-тепловой обработке происходит деформация как «грубой», так и «тонкой» структуры материала с последующей фиксацией деформации. Деформация полуфабрикатов может производиться статическим и динамическим воздействиями деформирующих поверхностей.

Статическое формование осуществляется при постоянном давлении на полуфабрикат и одновременном воздействии тепла и влаги.

При динамическом формовании деталей одежды перевод полимерного материала в высокоэластическое состояние происходит в более оптимальных режимах и с лучшим качеством, чем при статическом формовании.

В высокоэластическом состоянии текстильные материалы легко утоняются, изгибаются, растягиваются, сжимаются и приобретают необходимую форму. На деформационную способность текстильных материалов большое влияние оказывают тепло и влага, под воздействием которых в структуре волокон увеличивается подвижность макромолекул, их способность к перемещению и деформированию за счет ослабления межмолекулярных связей. Кроме того, физико-механически связанная влага способствует равномерному прогреванию полуфабриката и обеспечивает легкое перемещение волокон и нитей при деформации материала.

При любом способе формообразования нарушается равновесное состояние его структуры в результате чего происходит перестройка элементов структуры: нити перемещаются, изгибаются или выпрямляются, сжимаются в местах контакта и др. Это приводит к различным видам деформации волокон и нарушению равновесия. Процесс перестройки структуры как «грубой», так и «тонкой» протекает до тех пор, пока не установится новое равновесное состояние в соответствии с приложенной внешней нагрузкой. После снятия усилия установившееся равновесное состояние вновь нарушается, т. е. протекает релаксационный процесс. Поэтому очень важно устойчиво закрепить деформацию текстильного материала, за счет которой образуется форма детали изделия. Для закрепления «грубой» структуры материала чаще всего используют такие фиксирующие элементы, как термоклеевые прокладочные материалы и синтетические смолы. Способ прямой стабилизации с использованием фиксирующего элемента весьма эффективен, особенно в случае, когда требуется увеличение жесткости на отдельных участках деталей одежды. Однако при этом снижается подвижность элементов структуры, что может вызвать дискомфорт в процессе носки одежды.

Процесс фиксации «тонкой» структуры материала состоит в разрушении старых межмолекулярных связей, деформации и перемещении макромолекул в соответствии с деформацией материала, нитей и волокон, восстановлении и создании новых связей между макромолекулами в их новом положении.

Наиболее распространенным способом фиксации деформации волокон является влажно-тепловая обработка швейных изделий, при которой под действием тепла и влаги ослабляются и разрушаются межмолекулярные связи, происходит перестройка структуры в соответствии с деформацией волокна. При высушивании и снижении температуры материала связи в новом положении макромолекул восстанавливаются, т. е. деформация материала закрепляется. Однако подобное закрепление не является прочным, так как часть зафиксированной деформации за счет релаксационного процесса исчезнет. Степень протекания релаксационного процесса зависит от того, насколько условия эксплуатации изделий близки к условиям влажно-тепловой обработки. Процесс перестройки структуры волокон при влажно-тепловой обработке во многом зависит от химического состава, надмолекулярной структуры волокна и вида межмолекулярных связей.

В волокнах шерсти под действием тепла и влаги происходит перестройка сетчатой надмолекулярной структуры: гидролиз дисульфид- ных связей и восстановление их в новом положении макромолекул. В результате получают фиксацию формы изделия, достаточно устойчивую к повышенной влажности и теплу.

В целлюлозных волокнах (хлопок, лен, вискоза) при влажно-тепловой обработке происходит перегруппировка водородных связей, которая неустойчива к действию воды.

В гидрофобных волокнах (лавсан, капрон и др.) связи закрепляются в основном путем тепловой стабилизации, что обеспечивает достаточно устойчивое закрепление формы.

Для повышения степени закрепления формы применяют методы, основанные на более глубокой структурной модификации деформируемых волокон. Так, материалы из шерстяных волокон обрабатывают специальными реагентами, действующими на дисульфидные и водородные связи, в результате чего в большем объеме происходит разрушение и восстановление межмолекулярных связей в структуре волокна. Материалы из целлюлозных волокон обрабатывают специальными реагентами (формальдегид, карбазон и др.) для создания сетчатой надмолекулярной структуры, что с одной стороны позволяет реагировать с целлюлозой, а с другой стороны — образовывать поперечные связи или мостики между соседними макромолекулами.

В отличие от материалов сетчатой структуры (ткани, трикотажа) формообразование деталей одежды из кожи и натурального меха осуществляется воздействием на «тонкую» и «грубую» структуру деформаций растяжения, изгиба и сжатия. При растяжении пучки волокон кожи способны ориентироваться в направлении растягивающих усилий и упруго изгибаться. Микроскопические исследования подтвердили, что в процессе формования в структуре кожи происходят сложные пространственные деформации ее элементов за счет ориентации, растяжения и выпрямления волокон. Однако эти деформации носят упругий или упруго-эластический характер, поэтому в результате релаксационных процессов происходит частичное восстановление структурной организации кожи, что и является причиной нарушения заданной формы изделия. Закрепление формы прокладочными материалами термо-контактным способом приводит к тому, что между контактирующими материалами образуется четкая граница в виде локального пленочного покрытия, что, очевидно, и является причиной неравномерного изменения свойств по толщине полученной системы материалов. По этой причине, а также из-за различного поведения в процессе эксплуатации материалов сетчатой структуры (ткани, трикотажа) и бахтармяного слоя кожи происходят отслаивание и пузыре- ние деталей одежды из кожи. Для закрепления формы деталей одежды из кожи применяют метод прямой стабилизации, который увеличивает взаимодействие между структурными элементами, снижает их подвижность, что затрудняет протекание релаксационных процессов и способствует сохранению одеждой заданного деформированного состояния.

Контрольные вопросы

  • 1. Перечислите существующие методы оценки туше тканей.
  • 2. Как влияет туше тканей на осязательное восприятие одежды?
  • 3. Что понимают под формовочной способностью материалов?
  • 4. Перечислите способы и средства фиксации деформации волокон, нитей, материалов.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >