способ придания объемных эффектов трикотажным изделиям

Формула изобретения

1. Способ придания объемных эффектов трикотажным изделиям путем горячего прессования на жестких поверхностях заданной формы предварительно обработанной аппретирующим составом и высушенной плоской заготовки изделия, отличающийся тем, что в качестве аппретирующего состава используют 15-30%-ный раствор полимерной композиции на основе бутадиен-стирольного карбоксилсодержащего латекса и гликазина, взятых в соотношении 95: 5, а величину радиуса кривизны выступа жестких поверхностей определяют по формулам

R= (a²+h²)/2h

и



при этом RR_доп,

где R - радиус кривизны поверхности выступа;

R_доп - допустимый радиус кривизны поверхности выступа;

а - радиус основания выступа;

h - высота выступа,

;

Е - модуль упругости трикотажного полотна;

t - толщина трикотажного полотна;

М_ф - поверхностная плотность трикотажного полотна;

g - ускорение силы тяжести;

n - коэффициент запаса по устойчивости;

l - длина дуги выступа, l= 0,15с+2а;

с - расстояние между соседними выступами,

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку заготовки осуществляют при 40-60^oC.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что сушку заготовки осуществляют до остаточной влажности 10-20%.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что прессование осуществляют при 140-160^oC в течение 40-60 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к технологии изготовления трикотажных изделий, и может быть использовано для художественного оформления верхней одежды из трикотажа и повышения ее формоустойчивости, а также для отделки изделий декоративного и технического назначения.

Известны способы получения объемных эффектов и швейных изделиях, при которых объемные эффекты получают посредством прессования за счет вдавливания материала в поверхность с пазами /Авт. св. СССР 1291633 кл. D 06 1 1/10. Опубл. 23.02.87. Бюл. 7/ или эластичную мембрану с системой упругих элементов /Авт. св. СССР 1564237, кл. D 06 1 1/10. Опубл. 15.05.90. Бюл. 18/. В результате получают рельефы высотой до 5 мм, фиксацию которых осуществляют с помощью подложки в виде термопластичного материала. Использование в указанных способах каркасного элемента для закрепления объемно-пространственной формы полученного рельефа ограничивает их использование в трикотажных изделиях, так как в результате дублирования трикотаж теряет подвижность петельной структуры.

Известен способ придания объемных эффектов отдельным деталям и участкам текстильных изделий, в том числе и трикотажных, заключающийся в том, что деталь изделия прессуют на противоположных одна другой тиснильных поверхностях, выполненных в виде жестких пластин с рельефным рисунком, а фиксацию формы объемного рисунка осуществляют за счет использования в качестве закрепляющего материала полиэтиленовой пленки и пленки пеноматериала. Для получения объемного эффекта пленку пеноматериала на различных участках уплотняют по-разному в соответствии с заданным тиснением узором /патент РФ 2015228 кл. D 06 С 23/04. Публ. 30.06.94. Бюл. 12/. Основной недостаток этого способа заключается в том, что полиэтиленовая пленка в значительной степени расплавляется и соединяется с поверхностью пеноматериала, расправленный материал проникает в трикотажное полотно, в результате чего трикотаж полностью теряет свои эластичные свойства и растяжимость и приобретает не характерную для него жесткость. Также этот способ имеет недостатки, не позволяющие получать широкий спектр отделок.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ получения объемных эффектов на трикотажных полотнах, заключающийся в том, что трикотажное полотно пропускают между прессующими поверхностями и под действием температуры и давления на полотне образуется рельефный рисунок. В качества прессующих поверхностей используют двух- или трехвальные каландры. При этом глубина гравюры валов не превышает 0,3 мм. Подобной обработке подвергают трикотажные полотна из синтетических термопластичных волокон или из целлюлозных волокон, если их предварительно обработать предконденсатами термореактивных смол. Далее обработанное полотно подвергают термообработке для отверждения нанесенного аппрета и для фиксации полученного эффекта /Ковтун Л. Г. Химическая технология отделки трикотажных изделий. - М. : Легпромбытиздат, 1989. - с. 188/. К недостаткам способа можно отнести использование для фиксации формы формальдегидсодержащих препаратов, что хотя и увеличивает стабильность форм, в то же время снижает эластичность и устойчивость трикотажа к истиранию, значительно повышает жесткость, а также вызывает определенные экологические проблемы из-за выделения формальдегида. Способ позволяет получать эффекты небольшого объема и малой высоты; осуществляется только в условиях красильно-отделочного производства трикотажной фабрики при отделке всего трикотажного полотна. Способ характеризуется сложностью и высокой стоимостью изготовления гравировальных валов, что, например, при малых объемах производства крайне неэкономично. Кроме того, обработка полотен в кусках не позволяет решить проблему повышения формоустойчивости одежды из трикотажа, так как известно, что возникающие при эксплуатации на различных участках деталей одежды деформации различны по величине. Поэтому можно предположить, что формоустойчивую обработку трикотажных изделий, в частности одежды, целесообразно проводит не по всей поверхности, а локально, с учетом распределения деформаций в процессе носки, чего отделка трикотажного полотна в куске не позволяет достичь. При этом наиболее оптимальным вариантом будет совмещение процесса придания формоустойчивости трикотажным изделиям с их отделкой объемными эффектами.

Задачей изобретения является повышение качества изделий из трикотажных полотен при одновременном расширении их ассортимента посредством получения устойчивых объемных эффектов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе придания объемных эффектов трикотажным изделиям, включающем горячее прессование плоской заготовки изделия на жестких поверхностях заданной формы, для закрепления формы объемного эффекта используют предварительное аппретирование деталей и участков трикотажного изделия жидкофазной полимерной композицией на основе бутадиен-стирольного карбоксилсодержащего латекса и гликазина, после чего деталь изделия сушат до остаточной влажности 10-20%, а прессование производят при 140-160^oС в течение 40-60 с.

Трикотаж на участке формирования объемных эффектов обрабатывают 15-30%-ным раствором полимерной композиции, в качестве основы которой используются пленкообразующие соединения: экологически чистые и перспективные синтетические бутадиен-стирольные карбоксилсодержащие латексы, например марки БСК 70/2 - продукт совместной полимеризации стирола с бутадиеном в соотношении 70: 28.

Использование в качестве основы полимерной композиции бутадиен-стирольных карбоксилсодержащих латексов имеет следующие преимущества:

обеспечивается высокая адгезия полимера практически к любым подложкам вследствие наличия полярных карбоксильных групп;

обеспечивается удачное сочетание прочности и эластичности при нормальной температуре и термопластичность при повышенной, обусловленные особенностями сополимеров, заключающимися в том, что жесткие полистирольные участки макромолекул образуют плотно упакованные структуры в матрице эластичных полибутадиеновых блоков и существенно упрочают всю систему;

образующаяся на поверхности трикотажа пленка характеризуется высокой гидрофобностью, что способствует сохранению формоустойчивости в процессе эксплуатации;

невысокая вязкость и плотность латекса обеспечивает глубокое проникновение в волокнистую структуру трикотажа без подвода дополнительного тепла и давления;

латекс характеризуется агрегативной устойчивостью при дальнейшем разведении водой и механической устойчивостью водной дисперсии при ее распылении;

экологическая безопасность;

относительно низкая стоимость.

Для обеспечения теплофизических свойств полимерной композиции, а также для увеличения ее адгезии к волокну в качестве структурирующей добавки используют конденсационные смолы, в частности гликазин, порядка 5% от массы латекса, что является оптимальным для процесса структурообразования. В отличие от латексов, которые при сушке материала образуют на волокнах нерастворимые пленки, гликазин синтезируется непосредственно в субстрате волокна, образуя трехмерную сетку. Это обеспечивает прочное закрепление аппрета на материале и устойчивость его к действию стирки.

На плоскую заготовку из трикотажа полимерную композицию можно наносить, например, пульверизатором, валиком или кистью. После аппретирования заготовку сушат потоком теплого воздуха при 40-60^oС. Обработанную указанным способом заготовку трикотажа прессуют на жестких поверхностях заданной формы при 140-160^oС в течение 40-60 с. Трикотаж обрабатывается при сравнительно небольшом давлении (от 0,4910⁴ до 4,910⁴ Па) прессующей поверхности.

В качестве жестких поверхностей можно использовать матрицу и пуансон. Устойчивость объемных эффектов, полученных по предлагаемому способу, обеспечивается не только фиксацией их формы за счет предварительного аппретирования, но и правильно выбранным радиусом кривизны поверхности выступов матрицы и пуансона, величина которого зависит от физико-механических свойств используемого трикотажного полотна: его поверхностной плотности, толщины и модуля упругости, и определяется следующими соотношениями:

R= (a²+h²)/2h (1)

/Бронштейн И. И. , Семендяев К. А. Справочник по математике. - М. , 1980, с. 296/,

где R - радиус кривизны поверхности выступа;

а - радиус основания выступа;

h - высота выступа, , (2)

/Бронштейн И. И. , Семендяев К. А. Справочник по математике. - М. , 1980, с. 289/,

l - длина дуги выступа L= с+2а, (3)

где - относительная деформация полотна; в соответствии с условиями формообразования трикотажных изделий = 0,15, (4)

/Сурикова Г. И. , Флерова Л. Н. , Юдина Л. П. Использование свойств полотна при конструировании трикотажных изделий. - М. , 1981, с. 23/,

с - расстояние между соседними выступами, исключающее взаимное наложение концентрации напряжений, возникающих на контурах оснований; определяется исходя из следующих соображений:

(r)= /2(2+а²/r²+3а⁴/r⁴)

/Тимошенко С. П. Сопротивление материалов: т. II. - М. , 1965/,

где (r) - нормальные напряжения на расстоянии r от центра основания выступа (r) = _ном;

_ном= Lt/F_нетто,

где l - длина материала на участке расположения двух соседних выступов l= 2с= 4r= 12а;

t - толщина материала;

F_нетто - площадь сечения, проведенного через центры соседних выступов F_нетто= (l-4а)t.

Решая уравнение /2^.(2+а²/r²+3а⁴/r⁴)= 1/(1-4а), получаем

. (5)

Нижнее критическое давление осевого сжатия q для сферической оболочки определяется по формуле



/Вольмир А. С. Устойчивость деформируемых систем. - М. , 1967/, где - коэффициент, зависящий от величины отношения R/h; при R/h250 = 0,3; при начальных прогибах порядка толщины оболочки = 0,3/1,5= 0,2 /Вольмир А. С. Устойчивость деформируемых систем. - М. , 1967/;

Е - модуль упругости материала;

t - толщина оболочки;

R - радиус кривизны оболочки;

- коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуансона); при приближенных расчетах = 0 /Колкунов Н. В. Основы расчета упругих оболочек. - М. , 1972/.

Исходя из теории устойчивости оболочек считают, что оболочка сохраняет устойчивость, если давление, развивающееся под действием собственного веса оболочки, будет меньше или равно допустимому: q_в[q] ;

где q_в - давление, развивающееся под действием собственного веса оболочки, q_в= М_ф ^.g;

[q] - допустимое давление, [q] = q/n;

М_ф - поверхностная плотность материала;

g - ускорение силы тяжести;

n - коэффициент запаса по устойчивости; значение n выбирают достаточно высоким (порядка 10²), поскольку оно учитывает такие факторы, как отклонения от идеальной формы объемных эффектов, неточное приложение нагрузки, неоднородность материала и др. , снижающие величину q /Андреева Л. Е. Упругие элементы приборов. - М. , 1962/.

Отсюда имеем:



(6)

где R_доп - допустимый радиус кривизны выступа поверхности.

В качестве начальных значений задают определенные величины размеров основания выступов (а - радиус основания выступа), которые выбирают в зависимости от вида изделия, проектируемого рисунка и др. , и устанавливают допустимое расстояние с между соседними выступами (формула 5), вычисляют значения R (формулы 1-4) и R_доп (формула 6).

Если RR_доп, то выбранные параметры выступов являются оптимальными, если же R>R_доп, то для данного материала принимают новое значение радиуса основания. Сравнение с допустимым радиусом кривизны производят после каждого вычисления R при изменении радиуса основания выступа а.

Предлагаемое техническое решение поясняется фиг. 1-3. На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа придания объемных эффектов; на фиг. 2 представлены эскизы изделий с объемными эффектами, получаемыми по предлагаемому способу; на фиг. 3 - разрез по А-А детали с объемными эффектами.

Таким образом, предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: более экономичен; не вызывает экологических проблем за счет использования в качестве аппрета экологически чистых и безопасных синтетических латексов. Применение бутадиен-стирольных латексов для аппретирования не только обеспечивает устойчивое закрепление объемных эффектов в трикотажных изделиях, но и высокие упруго-эластичные и прочностные свойства трикотажа, что в целом способствует повышению формоустойчивости и улучшению качества, в частности, одежды из трикотажа, а также других изделий декоративного и технического назначения. С использованием предлагаемого способа можно изготовить кроеные верхние трикотажные изделия, имеющие на своей поверхности устойчивые объемные эффекты различной формы и допустимой кривизны с учетом свойств трикотажного полотна, что в целом способствует расширению ассортимента одежды из трикотажа за счет нового варианта их отделки.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Выбирают трикотажное полотно гладкой структуры и простого переплетения для получения на нем объемных эффектов. Далее определяют форму и размеры объемных эффектов с учетом свойств исходных материалов по формулам (1-6) и подбирают прессовое оборудование и матрицы для выдавливания. На заготовку изделия из трикотажа наносят полимерную композицию концентрацией 15-30%, после чего заготовку сушат при 40-60^oС до остаточной влажности 10-20%. Заготовку изделия из трикотажа 5 укладывают на матрицу 1, имеющую выступы 3, расположенную на нижней части пресса 6. На заготовку изделия размещают пуансон 2, имеющий соответственно выступы 4, верхнюю часть пресса 7 опускают и выполняют прессование при 140-160^oС в течение 40-60 с. После автоматического раскрытия пресса заготовку охлаждают и снимают с матрицы.

Пример осуществления способа. Для получения объемных эффектов на изделии из трикотажного полотна переплетения интерлок, выработанного, например, из полушерстяной пряжи, имеющего следующие структурные характеристики: поверхностная плотность 312,4 г/м², толщина 1,79 мм, модуль упругости по ширине 0,29 Н/мм², на изнаночную сторону заготовки детали, например воротника, манжет и др. , наносят пульверизатором 20%-ный раствор полимерной композиции, составленной из латекса БСК 70/2 и гликазина в соотношении 95: 5. Деталь считается правильно обработанной, если она не имеет мокрых пятен и равномерно увлажнена по всей поверхности. После аппретирования деталь сушат потоком теплого воздуха до содержания остаточной влажности 10-20%. Остаточная влажность способствует повышению пластичности материала и увеличению деформаций при нанесении рельефа. Для подбора соответствующих матриц выполняют следующие расчеты. В качестве начального значения принимают радиус основания а = 5 мм, коэффициент запаса n = 10². Тогда имеем:









5,58 < 26,3.

Следовательно, принятые размеры выступов обеспечат получение устойчивых объемных эффектов на трикотажном полотне указанных физико-механических свойств.

Обработанную деталь 5 трикотажного изделия укладывают лицевой стороной вниз на матрицу 1, расположенную на нижней части пресса 6. На заготовку изделия размещают пуансон 2, верхнюю часть пресса 7 опускают и выполняют прессование при 150^oС в течение 40-60 с. После автоматического раскрытия пресса деталь охлаждают и снимают с матрицы. В качестве антиадгезива, предохраняющего прессующие поверхности от налипания, используют фторопластовую пленку. Для прессования используют швейный пресс.

С помощью предлагаемого способа можно изготавливать верхние трикотажные изделия с объемными эффектами, причем полученные объемные эффекты при типичных для одежды нагрузках сохраняют свою форму при сжатии, растяжении, стирке, сушке. Деталь изделия приобретает повышенную формоустойчивость, наполненность, меньшую цепляемость при контакте с шероховатыми поверхностями, меньшую распускаемость. Способ не требует больших капитальных затрат и осуществляется сравнительно простыми технологическими приемами при наличии комплекта матриц и недорогих отечественных химических препаратов. Использование швейных прессов по новому назначению позволяет увеличить коэффициент загрузки оборудования, что особенно важно, в частности, в условиях индивидуального пошива одежды.

Предлагаемый способ можно применять также для получения объемных эффектов на материалах, используемых для отделки салона автомобиля; при изготовлении обивочных чехлов, для создания определенной формы верха обивки салона, для придания интерьеру декоративного вида и выполнения в процессе эксплуатации автомобиля определенных рабочих функций, что в целом способствует улучшению комфортности автомобиля и его эстетических свойств.