LINEBURG


страница 1
(всего 3)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1




УДК 687:66

Роль химии в процессах изготовления швейных изделий

О. В. Метелёва, В. В. Веселов

ОЛЬГА ВИКТОРОВНА МЕТЕЛЁВА — кандидат технических наук, доцент Ивановской государственной
текстильной академии (ИГТА). Область научных интересов: изучение и разработка технологий изготов-
ления швейных изделий из материалов со специальными свойствами, исследование влияния свойств ма-
териалов на выбор технологических решений.

ВАЛЕРИЙ ВИКТОРОВИЧ ВЕСЕЛОВ — доктор технических наук, профессор ИГТА. Область научных инте-
ресов: химизация технологических процессов швейных предприятий, проблемы снижения материалоемко-
сти и трудоемкости при отделке и производстве одежды.

153000 Иваново, просп. Ф. Энгельса, д. 21, ИГТА, тел. (0932)35-78-48, факс (0932)41-50-88,
E-mail nauka@igta.interline.ru


Одной из особенностей современного этапа разви- товара она определяется в большой степени мораль-
тия производства швейных изделий является значи- ным износом и модой. Ассортимент моделей и видов
тельное ужесточение всего комплекса требований к одежды диктуется необходимостью постоянного их
продукции — потребительских, эстетических, эксплуа- обновления при сохранении высокого качества и мини-
тационных и промышленных, что обусловлено повыше- мальной стоимости.
нием уровня качества жизни в мире и обострением кон- Сырьевая база швейной промышленности непре-
куренции при реализации товаров на рынке. Потребите- рывно претерпевает существенные изменения. Расши-
ли преимущественно выбирают изделия красивые, мод- ряется ассортимент текстильных материалов, улучша-
ные, добротные, удобные, качественно изготовленные и ются их потребительские свойства, а швейные предпри-
приемлемые по цене. Повышение конкурентоспособно- ятия зачастую продолжают работать по традиционным
сти изделий отечественных предприятий в настоящее технологиям. Противоречия, возникающие из-за несо-
время достигается в основном за счет увеличения коли- гласованности технологий в сфере текстильного отде-
чества выпускаемой продукции. Выпуск же качествен- лочного производства и в сфере переработки текстиль-
ных изделий требует мобильных, технически и научно- ных материалов (швейные предприятия), снижают воз-
вооруженных, экономичных технологических процессов, можности коренного улучшения качества швейной про-
особенно в сфере «выпускного» цеха легкой промыш- дукции. Так, эффект дорогостоящей заключительной
ленности России. отделки текстильного материала иногда требуется на-
Одежда стала продуктом массового промышленного меренно удалять на этапе швейного производства для
производства только в ХХ веке и долгое время, особенно в того, чтобы можно было выполнить необходимые опе-
нашей стране, удовлетворяла преимущественно утилитар- рации при изготовлении швейного изделия. Модифика-
ные потребности человека. На протяжении большей части ция швейной технологии в рамках существующего про-
эволюции швейного производства изготовление одежды изводства применительно к переработке новых мате-
осуществлялось вручную, лишь с помощью иглы, ниток и риалов сопряжена с решением целого ряда проблем и
ножниц в домашних условиях портными или модельерами задач (табл. 1). В круг этих задач прежде всего входят
в мастерских и салонах. Эти единичные образцы одежды, — предварительные исследования технологических
искусно выполненные и несущие в себе элементы народно- свойств новых материалов и соответствующая адапта-
го творчества, бережно хранились, передавались по на- ция процессов конфекционирования, конструирования,
следству, отражая этапы культурного развития общества. настилания, раскроя, пошива, склеивания, влажно-
Сегодня одежда является промышленным товаром и тепловой обработки к действующей швейной техноло-
результатом научно-технического прогресса и в то же гии;
время в значительной мере выполняет эстетические — разработка новых видов технологического обору-
функции и функции социального характера. Она под- дования или его переналадка;
черкивает положение человека в обществе, соответст-
— подбор специальных условий для выполнения
вует торжественности момента, способствует вос-
операций.
питанию, акцентирует внимание на достоинствах внеш-
Как правило, решение целого ряда проблем, возни-
ности и маскирует недостатки, омолаживает, поднимает
кающих при переработке новых материалов или созда-
настроение, формирует имидж наряду с другими сред-
нии швейных изделий с новыми качественными показа-
ствами. Продолжительность жизни современной одеж-
телями, невозможно в рамках существующих техноло-
ды незначительна по сравнению со многими другими
гий.
промышленными товарами — как ни для одного другого



121
О. В. Метелёва, В. В. Веселов

Таблица 1
Факторы, вызывающие основные проблемы в швейном производстве при переработке новых текстильных материалов

Свойства материала и технологические факторы, учитываемые на отдельных этапах производства

проектирование настилание, раскрой, пошив склеивание,
влажно-техническая обработка

Нестабильность комплекса свойств; Скольжение; Повышенная усадка;
низкая способность к формообразованию и слипание; блеск ткани или ласообразование;
формозакреплению; сдвиг, смещение; низкая термостойкость;
плохая сутюживаемость: нестабильность линейных размеров; изменение оттенка окраски и миграция
стягиваемость вертикальных швов; оплавление; красителя;
анизотропия свойств; осыпаемость; загрязнение рабочих органов оборудова-
аморфность структуры; прорубаемость; ния;
низкие гигиенические свойства; электризуемость; низкая адгезионная способность;
необходимость обеспечения или сохранения загрязнение инструментов; выделение газообразных продуктов (запах)
специальных свойств деформация деталей при соединении;
сложность транспортировки



Ниже рассмотрены современные методы отделки ткани, осуществления промежуточной и окончательной
тканей на разных стадиях швейного производства, реа- влажно-тепловой обработки, так как ткань несминае-
лизующие химические и физико-химические процессы мая. Для достижения необходимого технологического
обработки текстильных материалов. эффекта интенсифицируют режимы обработки, но это
В настоящее время все большая роль в повышении отрицательно влияет на многие свойства ткани. При
эффективности производства и качества швейных изде- пошиве значительные динамические нагрузки испыты-
лий отводится химическим технологиям, так как они вает игла в случае повышенной жесткости ткани. При
способствуют развитию промышленности в направле- высоких скоростях швейной машины игла быстро нагре-
нии уменьшения количества операций и длительности вается, тупится, что приводит к снижению качества
производственного цикла, повышения наукоемкости, ниточных соединений.
материало-, трудо- и энергосбережения, а также робо- Замена технологической схемы А>Б>В>Г>Д на
тизации, автоматизации и механизации технологических схему А>Б>Д>Г>В, т.е. с переносом стадии термо-
процессов. Одежда в настоящее время все больше фиксации на заключительный этап швейного производ-
становится объектом применения научных достижений. ства, и осуществление ее в герметичной специальной
Для оптимального решения проблем швейного про- камере снимает некоторые сложности переработки тек-
изводства недостаточно оперировать лишь параметра- стильного материала, но вводит очень жесткие ограни-
ми швейных технологий. Изучение особенностей воз- чения по времени его использования и по химической
никновения дисфункций, а затем их компенсация или природе отделочных препаратов.
нейтрализация возможны только на основе знаний тек- В том случае, когда в сферу швейного производства
стильной химии, свойств химических соединений и зако- переносятся все операции заключительной отделки
номерностей протекания химических процессов, кото- (Г>А>Б+Д>В), пропитывание, сушка и окончательная
рые лежат в основе операций по переработке текстиль- фиксация на ткани отделочных препаратов производят-
ных изделий. ся непосредственно на формообразующей поверхности
подушек пресса, паро-воздушного манекена. Сущность
Формоустойчивая и несминаемая отделка
этого способа, получившего название «суперфорниз»
Устойчивость формы, сохранение внешнего вида [1], заключается в том, что при влажно-тепловой обра-
швейного изделия определяются степенью закрепления ботке на стадии пропаривания швейного изделия в па-
деформированной структуры ткани при влажно- ровую рабочую среду вводится технологический рас-
тепловой обработке изделий. В отечественной промыш- твор, композиция которого зависит от волокнистого
ленности используется следующая технологическая состава ткани, — обычно это термореактивные смолы и
схема изготовления швейных изделий: их предконденсаты на основе мочевино-
на текстильном предприятии — пропитывание ткани формальдегидных и меламино-формальдегидных со-
отделочным раствором (А), сушка (Б), стабилизация единений. Такое решение представляет практический
структуры и линейных размеров ткани путем термофик- интерес для изготовления формоустойчивых швейных
сации в высокотемпературных камерах (В); изделий из целлюлозных и гидратцеллюлозных тек-
стильных волокон. Рабочая среда, состоящая из насы-
на швейной фабрике — изготовление швейных изде-
щенного водяного пара с введением в него соответст-
лий (Г), влажно-тепловая обработка швейных изделий с
вующего технологического раствора, адсорбируется на
целью придания им нужной пространственной формы и
поверхности волокон ткани.
товарного вида (Д).
Химическая модификация волокнообразующего
Такая последовательность изготовления швейных
полимера (в случае целлюлозных и гидратцеллюлозных
изделий сопряжена с целым рядом технологических
волокон) начинается с процесса пропаривания швейно-
трудностей в сфере швейной промышленности. Напри-
го изделия, а при последующем введении в паровую
мер, сложен процесс создания пространственной фор-
среду технологического раствора, когда температура
мы изделия, заутюживания складок на несминаемой



122
Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1

текстильного материала достигает 70—90 °С, начинает- Завершающим этапом получения формоустойчивых
ся процесс стабилизации структуры ткани. Пар пласти- и несминаемых швейных изделий является их термооб-
фицирует волокнообразующий полимер, переводя его работка. Содержание азота и формальдегида на по-
из застеклованного состояния в высокоэластическое. верхности текстильного материала зависит от концен-
Проникая внутрь волокон благодаря сродству к волокну трации карбамола ЦЭМ в технологическом растворе. С
и под действием парциального давления на границе увеличением его концентрации содержание азота и
раздела фаз, такая рабочая среда не только ослабляет формальдегида на ткани возрастает при давлении пара
межмолекулярные связи, но и разрывает их, при после- 0,1—…0,25 МПа. Взаимодействие между молекулами
дующей сушке и термообработке межмолекулярные карбамола ЦЭМ и гидроксильными группами целлюло-
связи восстанавливаются в новом положении с учетом зы в паровой среде протекает непосредственно на фор-
приданной деформации. Полностью процесс заверша- муемой поверхности при деформированном состоянии
ется на последних этапах обработки — при сушке и текстильного материала, в результате чего образуются
термообработке, когда температура текстильного мате- поперечные связи в макромолекулах волокна и достига-
риала достигает 140 °С. ется устойчивая форма швейного изделия. Доля непро-
Согласно данным химического анализа тканей, непо- реагировавших метилольных групп —CH2OH и метиле-
средственно после пропаривания на специальном паро- новых >N—CH2—N< групп (функциональные группы в
воздушном манекене с использованием технологическо- карбамоле) относительно невелика и при такой обра-
го раствора, содержащего предконденсаты термореак- ботке швейного изделия составляет 14…—18 % от об-
тивных смол (обычно это мочевино-формальдегидные щего их количества в используемом препарате.
смолы), на волокне прочно фиксируется 0,3—…0,7% Результаты определения формоустойчивости, пред-
азота и 0,14…—0,39% формальдегида, что соответст- ставленные на рис. 1, дают сравнительную оценку трех
вует показателям, которые достигаются на ткани при способов получения несминаемых швейных изделий из
заключительной отделке в сфере текстильного отделоч- тканей: по традиционной технологии несминаемой и
ного производства. Растворы предконденсатов термо- малоусадочной отделки, по способу «форниз»-
реактивных смол перед введением в паровую среду формования несминаемых изделий и по совмещенному
нагревают до 60 °С. Такой технологический прием по- способу несминаемой и формоустойчивой обработки;
зволяет замедлить поликонденсацию основной массы приведены данные для деталей швейных изделий, фак-
отделочного раствора. тор эффективности несминаемой отделки для которых
Экспериментально установлено, что химическая был одинаковым и составлял 2,8. Изменение формы
активность предконденсатов термореактивных смол швейных изделий оценивалось по фотографиям дета-
повышается в случае предварительного пропаривания лей, сформованных на жесткой оболочке паро-
текстильного материала на стадии несминаемой и фор- воздушного манекена при указанных способах изготов-
моустойчивой отделки. Повышение химической активно- ления изделий. Как видно, совмещенный способ обра-
сти обусловлено подогревом смол до температуры 70— ботки обеспечивает лучшее сохранение пространствен-
…90 °С, при которой возрастает их способность к про- ной формы на всех этапах изготовления швейных изде-
никновению в структуру волокна за счет усиления мас- лий и их эксплуатации.
сообменных и гидродинамических явлений, возникаю-
Обработка швейных ниток
щих в толще ткани и пакета швейного изделия. Такая
обработка приводит к увеличению количества новых
активных центров волокнообразующего полимера,
взаимодействующих с функциональными группами 1,0
Коэффициент формоустойчивости




молекул вводимых отделочных веществ: для хлопчато-
бумажных тканей — предконденсатов термореактивных 0,8
смол, для шерстяных — на основе гидросульфита ка-
лия, моноэтаноламина и др.
III
0,6
Пластифицирующее действие композиции пара и
предконденсата термореактивной смолы обеспечивает
не только паровая среда, но и термопластичный поли- 0,4
мер, вводимый в технологический раствор в виде поли- II
этиленовой или поливинилацетатной эмульсий. В каче- 0,2
стве примера укажем состав технологического раствора I
для формоустойчивой и несминаемой отделки швейных
0
изделий (в г/л): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
карбамол ЦЭМ 200 Этапы измерений
полиэтиленовая эмульсия 16
хлорид аммония 5 Рис. 1. Изменение коэффициентов формоустойчивости
2 деталей швейных изделий, обработанных по традиционной
Расход раствора составляет 0,5—…1,25 л/м . При
технологии несминаемой и малоусадочной отделки (I), по
обработке текстильного материала в такой рабочей
способу «форниз»-формование несминаемых изделий (II),
среде происходит заполнение структуры волокна попе-
по совмещенному способу несминаемой и формоустойчи-
речно-сшивающими реагентами и разрушаются водо- вой обработки (III):
родные связи. За счет этих химических и физико-
1 — после формования; 2 — через 24 ч после формования;
химических процессов достигаются высокая формо-
3 — после термостабилизации; 4 — через 24 ч после термоста-
устойчивость швейных изделий и малосминаемость билизации; 5 — после увлажнения; 6, 7, 8 —после бытовой меха-
текстильных материалов. нической стирки в течение 5, 30, 60 мин, соответственно



123
О. В. Метелёва, В. В. Веселов

Добиться реализации сочетания повышенных требо- влажности 85 ± 3 %, что соответствует содержанию
ваний к качеству швейных ниток и скорости швейных нелетучих реагентов полиуретанового латекса на нити
1,33?10–3 г/м; сушку нити при температуре воздуха
машин при выполнении ниточных соединений невоз-
можно без принципиально новых технологических и 100 °С до остаточной влажности 5 ± 1%, т.е. до равно-
технических решений. Требования к качеству ниток осо- весного состояния. В сравнении с промышленными
бенно возросли в связи с вложением синтетических нитками (СКТН) обработка водным раствором полиуре-
волокон в смески текстильных материалов и внедрени- танового латекса (ПУЛ-1) обеспечивает повышение всех
ем новых отделочных препаратов и высокоэффективных показателей свойств нити: разрывной нагрузки — на 7,8
технологических процессов при заключительной отдел- %, стойкости к истиранию в игле — на 32 %, устойчиво-
ке, а также вследствие применения в отрасли легкой сти к многократному растяжению — на 92 %.
промышленности высокоскоростных швейных машин. Обдув нити круговой аэродинамической струей под
–1
При частоте оборотов главного вала 6000 мин линей- углом 45° при скорости воздушного потока 5 ± 1 м/с на
ная скорость прохождения нити через ушко иглы со- стадии предсушки [2] позволяет, с одной стороны, уда-
ставляет 46 м/с, при этом температура иглы повышает- лить плохо закрепленные одиночные волокна, с другой
ся до 350—…370 °С. Поэтому улучшение потребитель- — прикрепить оставшиеся за счет адгезионного сцепле-
ских и пошивочных свойств ниток — актуальная про- ния с частицами полиуретанового латекса одиночные
блема отрасли. волокна к стволу нити. Физико-механические свойства
Из всего многообразия способов повышения качествен- ниток, обработанных с аэродинамическим обдувом,
ных показателей швейных ниток наиболее эффективными представлены в табл. 2.
остаются физико-химические, предусматривающие улуч- Более совершенным с точки зрения выравнивания
шение состояния поверхности нитей и пропитку их пленко- поверхности нитей является гидродинамический способ.
образующими препаратами. Предлагаются два подхода к Сущность его заключается в том, что швейные нити
обработке швейных ниток: автономный, когда обработку пропускают через технологический раствор, который
осуществляют на специальных установках с различными приводят во вращение. При этом под действием вра-
видами воздействия, и совмещенный, когда нитки обраба- щающегося гидродинамического потока хорошо закреп-
тываются непосредственно во время шитья с использова- ленные волокна, отстающие от ствола нити, ориентиру-
нием малогабаритных устройств, устанавливаемых на ются в направлении угла крутки и укладываются между
швейной машине. составными частями (сложениями) нити, затем за счет
Автономная обработка ниток включает следующие центробежных сил вращающегося раствора происходит
операции: пропитку водным раствором, например, по- уплотнение волокон. Ориентация волокон в направле-
лиуретанового латекса с концентрацией сухого вещест- нии углублений между сложениями нити определяется
ва 1,065 % при температуре 20 ± 2 °С под натяжением 6 зависимостью между скоростью перемещения нити
± 1 %; отжим нити плюсовочными валами, выполнен- вдоль вихревого гидродинамического потока и скоро-
ными из антиадгезионного материала, до избыточной

Таблица 2
Свойства хлопчатобумажных ниток, обработанных физико-химическими методами,
в сравнении с показателями при традиционной технологии

Показатели Технология обработки ниток

существующая разработанная

Обработка с аэродинамическим обдувом

Разрывная нагрузка, сН 1255 1296
Стойкость к истиранию, циклы 2280 3240
Длина безобрывного шва, м 44 57

Гидродинамическая обработка

Разрывная нагрузка, сН 1078 1162
Стойкость к истиранию, циклы 3675 3973
Длина безобрывного шва, м 44 78

Механо-физико-химическая обработка

Разрывная нагрузка ниток, сН
до стачивания 1203 1246
после стачивания 976 996
Разрывная нагрузка ниточного соединения, сН 2808 3204
Коэффициент тангенциального сопротивления 0,67 0,63
Длина безобрывного шва, м 11,1 16,7
Средняя ворсистость 2,35 1,18



124
Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1

стью его вращения, которая составляет, например,
0,585 м/с для швейных ниток с линейной плотностью 50
текс с углом крутки 36° при скорости перемещения нити
0,45 м/с. Физико-механические свойства швейных ниток,
обработанных вращающимся гидродинамическим пото-
ком технологического раствора полиуретанового латек-
са, приведены в табл. 2.
Хорошие результаты показал механо-физико-
химический метод обработки нити в процессе формиро-
вания ниточной строчки. В этом случае наряду с улуч-
шением физико-механических свойств швейных ниток
достигается уменьшение их ворсистости, снижение тру-
доемкости и энергоемкости при сокращении цикла об-
работки, повышение производительности труда и обо-
рудования за счет снижения обрывности ниток и темпе-
ратуры иглы. Данное технологическое решение основа-
но на химико-механическом воздействии на поверхность
риками малого диаметра [4]. Шарики могут быть изго-
швейной нити химическими отделочными растворами,
товлены из специальных химических препаратов, спо-
осуществляемом посредством конструкционных мате-
собных при движении нити переноситься на ее поверх-
риалов, обладающих высокими капиллярными свойст-
ность, или из пластмассы, но в этом случае в конусооб-
вами. Нить перемещается по сложной геометрической
разную емкость с определенным интервалом времени в
поверхности в специальном устройстве, содержащем
незначительных количествах вводится замасливатель
пористый материал, пропитанный технологическим
растительного происхождения. Эффект обработки
раствором. При этом обеспечивается равномерное на-
швейных ниток состоит в стабилизации геометрических
несение препарата на поверхность швейной нити, кото-
параметров по длине и сечению, в снижении ворсисто-
рая увлажняется до 7 % избыточной влажности. Техно-
сти поверхности нити. Результаты испытания швейных
логический раствор представляет собой водный раствор
ниток, обработанных в промышленности по разработан-
на основе натриевой соли стиромаля (сополимер сти-
ной технологии, представлены в табл. 2.
рола с малеиновым ангидридом), алкилфосфатов и
Результаты обработки наглядно позволяют оценить
синтанола ДС-10 (неионогенное ПАВ). Качество обра-
электротензометрический метод, характеризующий со-
ботки швейных ниток в значительной степени зависит от
стояние поверхности швейных ниток. Топографию по-
концентрации компонентов технологического раствора
верхности нитей, обработанных по существующей и
(рис. 2). Обработка резко уменьшает коэффициент тан-
разработанной технологиям, демонстрирует рис. 3.
генциального сопротивления при движении нити по
Нижнюю осциллограмму отличает от верхней отсутст-
технологическим переходам швейной машины, снижает
вие резких впадин и всплесков, что свидетельствует о
температуру иглы и за счет этого увеличивает длину
сглаженности поверхности и стабильности толщины
безобрывного шва.
швейных нитей, обработанных по предлагаемой техно-
Рис. 3. Осциллограммы, характеризующие состояние по-
логии.
верхности швейных ниток.
Обработка по существующей (верхний снимок) и разработанной
Технология клеевого соединения при дублирова-
(нижний снимок) технологиям
нии текстильных материалов
Другое технологическое решение предполагает ме-
Заключительная отделка тканей, осуществляемая в
хано-физико-химическую обработку нити при прохожде-
сфере текстильного отделочного производства, направ-
нии ее через вращающуюся конусообразную емкость,
лена на то, чтобы довести качество обрабатываемого
заполненную на 1/2…—2/3 объема специальными ша-
текстильного полотна до соответствия требованиям
потребителей к внешнему виду изделий из них, надеж-
ности и долговечности их при эксплуатации, легкости
150
Длина безобрывного шва, м




ухода. Наносимые при заключительной отделке на по-

страница 1
(всего 3)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign