Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Технологии


Технологии/Инновационный подход к получению прокладочных материалов для швейных изделий

Инновационный подход к получению прокладочных материалов для швейных изделий

04 апреля 2015
Технический текстиль №34, 2015

Караваева Мария Борисовна
Кокшаров Сергей Александрович
Корнилова Надежда Львовна

В настоящее время ассортимент выпускаемых швейных изделий многообразен. Он включает: одежду (мужскую, женскую, детскую; бытовую, форменную, специальную, спортивную, национальную; верхнюю, легкую)  • корсетные, пляжные и бельевые изделия  • обувь (туфли, сапоги, ботинки)  • головные уборы (шапки, шляпы, кепки)  • текстильно-галантерейные изделия (сумки, перчатки, ремни)  • мягкая мебель и предметы интерьера. Большинство швейных изделий имеют сложную объемно-пространственную форму, создание и поддержание которой является сложной технологической задачей.

Для сохранения приданной объемной формы требуется обеспечить необходимую жесткость материалов изделия на участках, подверженных деформирующим воздействиям. Эту функцию выполняют разнообразные виды формообразующих элементов, к числу которых относятся, в частности, пакеты прокладочных материалов в области плеч и груди полочек мужских пиджаков и верхней одежды, фиксирующие и корректирующие элементы косметических и лечебно-профилактических корсетных изделий, донышка, стенок, клинчика и ботана сумок, подноска, задника и стельки обуви.

Прокладочные материалы и формообразующие элементы, как правило, скрыты между основным материалом и подкладкой изделия. Между тем, их свойства оказывают определяющее влияние не только на форму и внешний вид изделий, но и на долговечность, удобство и комфортность их эксплуатации. Большое видовое разнообразие швейной продукции предопределяет широту диапазона варьирования показателей жесткости.

Так, для пиджаков и жакетов требуется устойчивость формы к нагрузке порядка 2 сН, а для корригирующих деталей ортопедических корсетов нагрузка может достигать 500 Н. При этом с учетом современных требований к готовой продукции регулировать уровень жесткости вспомогательных конструкционных материалов для функциональных деталей необходимо  с высокой степенью дискретности.

Например, в швейных изделиях мягкой формы шаг варьирования жесткости при изменении силуэта должен быть около 0,5 сН. 

В настоящее время в мировой практике швейного производства широкое применение находят термоклеевые прокладочные материалы (ТПМ), которые представляют собой текстильный носитель, на одну из сторон которого нанесено клеевое полимерное покрытие. Поскольку ассортимент основных материалов широк и разнообразие объемных форм велико, то и ассортимент ТПМ также достаточно многообразен (рис.1).

Несмотря на трудности, связанные с мировым финансовым кризисом, производство современных прокладочных материалов неуклонно расширяется. Мировой объем их выпуска сегодня оценивается приблизительно в 11,89 млн. т, а ежегодный рост объема составляет 8…15 %.

Среди производителей из Западной Европы наиболее известны материалы фирм Kufner  • Hansel  • Freudenberg  •Textilgruppe Hof  • Fulda (Германия), Mydel  • Lainiere de Picardle (Франция), Lentex  • Camela (Польша), Vilene (Великобритания). Эти компании выпускают широкий ассортимент ТПМ (до 60 артикулов каждого вида), применяют натуральное сырье (хлопок, лен, шерсть, конский волос) и дополнительные отделки материалов. Большинство продукции относится к средней или высокой ценовой группе (1,5…7 € /пог.м.).
Производители из стран Юго-Восточной Азии, например, Danelli (Китай), Tela (Турция) предлагают экономичные варианты ТПМ, заменяя дорогостоящее натуральное сырье на искусственное или синтетическое, что существенно снижает себестоимость готовых материалов. При этом они предлагают не более 5…10 артикулов материалов каждого назначения.

Российские производители сориентированы на выпуск прокладочных материалов средней ценовой группы, узкой области применения, с тяжелыми основами (поверхностная плотность более 65 г/м2), с регулярным точечным покрытием клеем.

Значения показателей жесткости и упругости, которые можно достичь при использовании существующих прокладочных материалов для разных групп швейных изделий, сведены в таблицу 1.

Актуальность проводимых работ связана с тем, что производители до сих пор не решили проблему выпуска такого ассортимента ТПМ, который позволил бы охватить весь требуемый диапазон деформационно-прочностных свойств деталей, меняющихся в зависимости от формы, силуэта изделия и свойств основных материалов.

По степени жесткости объемной формы изделия подразделяются на мягкопластичные, мягко фиксированные и каркасные (рис. 2). Вид ТПМ подбирается в зависимости от вида, а также объемной формы изделия и свойств материала верха. Чем жестче форма и мягче основной материал, тем большую нагрузку должны выдерживать детали из прокладочного материала. Причем в зависимости от модели в одном изделии может использоваться до 20 различных артикулов прокладочных материалов.

С ростом популярности легких тканей, оптимальное сочетание свойств основного и прокладочного материалов становится критичным для качества одежды. Тщательный подбор прокладок может компенсировать некоторые недостатки тканей верха и, наоборот, использование плохого или неподходящего пакета формообразующих материалов может привести к низкому качеству одежды, даже если используются основные материалы хорошего качества.

В результате проведенных исследований образцов мужских пиджаков различных моделей установлено, что показатели жесткости меняются в пределах одной детали и зависят не только от степени пластичности формы, но и от объемно-силуэтного решения. Значения жесткости по зонам детали полочки для различных объемных форм изделия сведены в таблицу 2.

Важным условием получения качественного изделия является обеспечение согласованных изменений свойств основного и дублирующего материалов в процессе перехода из плоского состояния в объемное, поскольку все швейные изделия являются сложными пространственными объектами, изготовленными из плоских материалов.

Технологический процесс, в ходе которого изменяются геометрические и физико-механические характеристики материалов (рис.3), включает три основных этапа:
1) склеивание деталей основного материала и прокладки;
2) сшивание их по сложным контурам, обеспечивающее придание объемной формы;
3) окончательная влажно-тепловая обработка, обеспечивающая придание окончательной объемной формы изделия и ее закрепление.

Для изготовления качественного швейного изделия при минимальных производственных затратах необходимо, чтобы на первой и второй стадиях материалы обладали максимальной способностью к принятию требуемой формы, то есть имели минимальную жесткость. Вместе с тем на конечной стадии для закрепления формы необходимо обеспечить требуемые параметры жесткости в сочетании с высокими упругими характеристиками. Выполнение данных условий является необходимой, но технологически сложной задачей.

Компромиссное решение возможно за счет использования новой линейки армированных прокладочных материалов (тип ПАрМа) с особой, щетиноподобной структурой межфазного слоя полимерного связующего. В качестве текстильной основы при их получении могут использоваться все виды материалов с тканой, нетканой или трикотажной структурой в зависимости от требуемой пластичности основного материала и дублированной детали изделия.

Обратимся к технологии получения композиционных прокладочных материалов на базе трикотажного носителя (1) (рис.4). В составе материала используются два вида полимерных препаратов: термоплавкий клеящий полимер КП (2) и армирующий полимер АП (3). Сочетания полимерных препаратов подбираются с учетом их способности к химическому взаимодействию в определенный момент технологического процесса. Для этого оба продукта должны иметь концевые реакционноспособные группировки, что условно показано на схеме символами 

  и  

  с кружком на концах макромолекул гибкоцепного клеящего и жесткоцепногоармирующего полимеров соответственно.

Для КП предпочтителен вариант регулярного точечного распределения на текстильном носителе.

Для нанесения АП используется метод трафаретной (шаблонной) печати с определенной топологией печатного рисунка, которая может иметь показанную на схеме ромбовидную или любую другую конфигурацию, а также может варьироваться на разных участках текстильного полотна.

Схематичное изображение поперечных срезов материала позволяет проследить изменение состояния полимерных компонентов в технологическом процессе с момента нанесения дисперсии АП на текстильный носитель с дискретно распределенным КП в виде застывших капель (фрагмент «б»).

Существенное значение имеет взаимосогласованный выбор химических препаратов и условий проведения последовательных стадий процесса.

Подсушивание материала (фрагмент «в») осуществляется при температуре ниже точки плавления клеящего полимера: Т1 < ТплКП. При этом обеспечивается проникновение жидкофазной дисперсии АП в субмикроскопические поры волокнистого материала и происходит ориентация активных центров макромолекул на межфазной границе с образованиями КП.

Стадия дублирования прокладочного материала с основным материалом (4) детали изделия (фрагмент «г») проводится при нагреве выше ТплКП, но не достигая температуры инициирования реакций армирующего полимера ТрАПплКП ≤ Т2 < ТрАП). Это создает условия для пространственной переориентации макромолекул КП в направлении активных центров АП с образованием водородных связей между группировками, например,  R1– (OH)С=О … Н-NH–R2  или  R1–С(О)-О-Н … NH2–R2.

Определенный уровень внешнего давления Р1 обеспечивает точечное проникновение расплавленного, но достаточно вязкого КП в межволоконные пространства поверхностных слоев прокладочного и основного материалов. Существенное значение на данной стадии имеет сохранение формовочной способности и незначительное повышение жесткости детали.

На заключительной технологической стадии влажно-тепловой обработки, проводимой после создания пространственной формы деталей и изделия в целом, должны достигаться эффекты прочного склеивания соединяемых материалов и их армирования для повышения устойчивости объемной формы под влиянием эксплуатационных внешних нагрузок и физико-химических воздействий.

В разработанном технологическом процессе (см. рис. 4, фрагмент «д») закрепление формы осуществляется в условиях влажнотермического прессования при оптимальном давлении для полного вытеснения воздушной прослойки между материалами, расплющивания термоплавкого КП и увеличения площади адгезионного скрепления слоев. Степень увлажнения материала и нагрев выше температуры инициирования реакций армирующего полимера ТрАП3 > ТрАП) обеспечивают взаимное проникновение полимерных фаз и химическое взаимодействие их активных центров.

В результате формируемая деталь швейного изделия представляет собой композит с развитым межфазным слоем сополимерного связующего. При этом благодаря проникновению АП в субмикроскопические поры прокладочного материала межфазный слой имеет щетиноподобную структуру. Именно «щетинки», закрепленные внешним концом в слое сополимерного связующего, придают материалу упругие свойства.

Как видим, метод армирования прокладочного материала (рис. 5)  дает прирост жесткости и упругости дублированной детали более существенный, чем увеличение в 1,33 раза поверхностной плотности текстильного носителя. Армирование клеящей прослойки обеспечивает повышение прочности адгезионного соединения материалов в пакете: усилие расслаивания слоев возрастает в 1,3…1,6 раза.

Вместе с тем гигиенические характеристики пакета (рис. 6) снижаются незначительно:  в пределах точности определения показателей.

Регулирование упруго-деформационных свойств дублированных пакетов обеспечивается изменением количества АП, нанесенного на текстильный носитель прокладочного материала. Для расширения диапазона и увеличения точности (дискретности) варьирования свойств армированных композитов, получаемых на одном типе носителя, используются инновационные методы регулирования глубины проникновения АП в поровую структуру волокнистого материала. Подбор условий механоакустического воздействия на гидрозоль армирующей полимерной дисперсии позволяет достичь разной степени ультрадиспергирования АП и, тем самым, изменять полноту его переноса в структуру пористых текстильных носителей (из натуральных и искусственных волокон).

Как показано на рис. 7  (а), этот прием обеспечивает повышение показателя жесткости в 3,5…4 раза по сравнению с ходом концентрационной зависимости для неактивированной системы.

На рис. 7 (б) продемонстрирован эффект от использования методов локализованного поверхностного омыления полиэфирных волокон для создания в его структуре сети поровых пространств, доступных для проникновения частиц дисперсии армирующего полимера и формирования трехмерного межфазного слоя полимерно-волокнистого композита. Этот прием позволяет, например, добиться почти 10-кратного увеличения жесткости армированного прокладочного материала на базе вискозно-полиэфирного трикотажного полотна.

Сопоставление данных табл. 1 и 3 показывает, что использование технологических приемов получения армированных композиционных материалов позволяет на базе ограниченного числа текстильных носителей создать расширенный ассортимент новых прокладочных материалов для всех разновидностей швейных изделий. При этом степень дискретности в изменении показателей жесткости пакетов изделия повышена в 3…6 раз наряду с требуемым возрастанием показателя упругости. 

Таким образом, применение предлагаемых приемов позволяет расширить ассортиментные возможности создаваемых армированных прокладочных материалов для успешной коммерциализации разработки на рынке индустрии моды.

Результаты получены в рамках выполнения государственного задания № 11.1898.2014/К Минобрнауки РФ в сфере научной деятельности.

Журнальный вариант доклада на Techtextil Russia Symposium 2015 (18,19 марта 2015 года).

НАШИ  ЖУРНАЛЫ И СПРАВОЧНИКИ

Смотреть архив

АНОНСЫ:
ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №118

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №117

                    ( читать ... )