4.3.3. Закрепление формы при помощи клеевого

дублирования. Изменение свойств текстильных

материалов после клеевого дублирования

Устойчиво закрепить форму текстильных материалов в деталях изделий можно различными способами: либо фиксируя перестройку структуры материала, нитей (так называемой «грубой структуры»), либо фиксируя изменение структуры волокон (так называемой «тон­кой» структуры) [7].

Наиболее распространено в швейном производстве закрепление формы при помощи клеевого дублирования, для чего используют про­кладочные материалы с клеевым покрытием. Основное назначение клеевого дублирования-снижение растяжения и повышение формоустойчивости отдельных деталей, если в процессе эксплуатации они будут подвергаться действию разнообразных нагрузок.

Необходимыми условиями для качественного выполнения опера­ций клеевого дублирования деталей одежды являются:

1) расплавление клея,

2) растекание клея по поверхности дублируемого материала,

3) частичное проникновение клея в структуру материала,

4) возникновение между клеем и тканью механических; химиче­ских или иных взаимодействии,

5) прочное закрепление клея в структуре материала.

Выполнение этих требований возможно при наличии у текстиль­ного материала определенного комплекса свойств, позволяющих ему образовывать соединения с клеем. Образование прочного клеевого со­единения возможно при рациональном учете свойств основных и про­кладочных материалов [20, 37].

На протекание процесса склеивания оказывают влияние многие свойства и характеристики текстильных материалов, отражающие осо­бенности состава, строения и свойств текстильных материалов.

Большинство из свойств проявляются при склеивании одновре­менно и формируют одно общее свойство текстильного материала, ко­торое может быть названо адгезионным.

Под адгезионной способностью текстильных материалов по­нимается их потенциальная возможность взаимодействовать с поли­мерными клеями и образовывать с ними при определенных условиях адгезионные связи, достаточные для получения клеевых соединений при изготовлении одежды.

Адгезионная способность выражена у разных текстильных мате­риалов по-разному. Поскольку склеивание деталей одежды относится к физико-химическим процессам, то влияние химических свойств тек­стильных материалов на этот процесс очень велико. Определяющим фактором взаимодействия дублируемых материалов с клеями является волокнистый состав (химический состав волокон и нитей), а именно. наличие и природа функциональных групп. Функциональные группы волокнообразующих полимеров (ОН, СООН, 1ЧН₂) являются потенци­альными активными центрами, на которых может происходить взаи­модействие с клеями. Природные волокна (белковые, целлюлозные) имеют в своем составе полярные

функциональные группы, опреде­ляющие их высокую химическую активность. Поэтому, наиболее ак­тивны при склеивании ткани из натуральных волокон или химических, близких по свойствам к натуральным, имеющие рельефную поверх­ность с небольшим ворсом, пористую структуру.

На прочность клеевого соединения влияют также поверхность во­локон и нитей. Почти все текстильные волокна имеют сложную гео­метрию поверхности. Величина внешней поверхности, ее топография зависят от их морфологии для природных полимеров, а для химиче­ских - от геометрии поперечного сечения. Например, отечественные полиэфирные и полиамидные нити имеют круглое сечение и гладкую поверхность, что является одной из причин невыраженной способно­сти этих волокон к сорбции. Увеличение внешней поверхности может быть достигнуто за счет профилирования нитей, то есть придания им ребристой, гофрированной, шероховатой формы с помощью специаль­ных фильер. Такие нити отличаются от гладких повышенной сцепляемостью и сорбционными свойствами.

Увеличению внешней поверхности способствуют и системы мик­роскопических пор, которые пронизывают волокна и облегчают сорб­цию клея. У растительных волокон (хлопковых, лубяных) на поверх­ности имеются поперечные кольца, трещины, а также имеется внут­ренний канал. У шерстяных волокон на поверхности очень сложный чешуйчатый слой. Все эти образования увеличивают внешнюю по­верхность и адгезионную способность волокон.

На способность к склеиванию влияет также крутка нитей. С уве­личением крутки нитей уменьшается количество волокон, выступаю­щих из пряжи, а, следовательно, и число возможных связей при клее­вом дублировании. Адгезионные способности тканей, изготовленные из смеси волокон, будут зависеть не только от процента содержания волокон каждого вида, но и от распределения волокон по сечению пря­жи, а в первую очередь, во внешнем слое [20].

На клеющую способность тканей оказывают влияние многие по­казатели их строения, в том числе:

1. плотность ткани по основе и утку;

2. поверхностное заполнение, Еs;

3. объемное заполнение, Еv.

При невысокой плотности ткани по основе и утку существует ре­альная опасность проникновения клея на лицевую сторону материала, просматривается прокладочный материал с лицевой стороны основно­го. В связи с этим, не рекомендуется клеевое дублирование прозрачных и полупро-

зрачных материалов с низкой поверхностной плотно­стью.

Влияние Еs и Еv изучено недостаточно полно. В литературе [20] отмечено, что максимальная прочность клеевых соединений соответ­ствует Es=67-73 %. При таких значениях Еs клей проникает в структу­ру ткани только на определенную глубину и образует прочную клее­вую прослойку между склеиваемыми материалами.

Если Еs<67-73 %, то возможно проникновение клея на лицевую сторону ткани и он уже не закрепляется между склеиваемыми. При очень больших Еs клей не имеет возможности проникать в структуру ткани, а площадь его контакта является минимальной.

На прочность клеевого соединения оказывают влияние также ве­щества, наносимые на ткань при ее заключительной отделке. Эти ве­щества откладываются на поверхности ткани в виде пленки, которая при склеивании препятствует прочному и надежному соединению по­верхности материала с термопластичным клеем. Последний соединя­ется не с волокном, а только с аппретирующим веществом. Степень снижения адгезионных свойств тканей после отделки зависит от вида аппретирующего вещества и от адгезионных характеристик поверхно­сти самой ткани. Как правило, прочность адгезионных соединений тканей, прошедших заключительную отделку, с полимерными клеями ниже, чем для тканей, такой отделки не имеющих.

Многие материалы не имеют характеристик для образования прочного клеевого соединения. Чтобы инициировать и активизиро­вать скорость протекания склеивания приходится прибегать к допол­нительным приемам. Это нагревание материала и клея, увлажнение и обязательное приложение внешнего механического давления.

Частичное проникновение большинства клеев, применяемых в швейной промышленности, в структуру текстильных материалов и его растекание возможно лишь в условиях принудительного сжатия, по­скольку без него проникновение вязких клеев в структуру текстильно­го материала и смачивание поверхности протекают очень медленно. Избыточное увлажнение в отдельных случаях ускоряет смачивание текстильных материалов гидрофильными клеями. С помощью режи­мов склеивания (температурой и временем) возможно управление вяз­костью клеев. При нагревании увеличивается подвижность макромо­лекул клея и текстильного материала, облегчающая возникновение между ними различных взаимодействий.

Скорость, равномерность прогрева и увлажнение зависят от теп­лопроводности, сорбционных свойств, паропроницаемости основного материала.

Адгезионная способность текстильных материалов и режимы дуб­лирования определяют важнейший показатель клеевых соединений - прочность склеивания.

Изменение показателей свойств текстильных материалов

после клеевого дублирования.

Клеевое дублирование проводят для изменения свойств с целью получения швейных изделий, способных сохранять свою форму и раз­меры в процессе эксплуатации. После склеивания основных и прокла­дочных материалов получают клеевое соединение, отличающееся по свойствам от исходных материалов. Свойства полученного пакета за­висят от свойств исходных материалов, но эта зависимость, как прави­ло, носит сложный характер, определяется многочисленными факто­рами, строением материалов и поэтому трудно определима. В связи с этим, прогнозирование свойств клеевых соединений, исходя из свойств исходных материалов, весьма приблизительно и носит эмпирический характер. Необходимы предварительные практические исследования, чтобы разработать рекомендации общего характера. Как показывают проведенные нами исследования и анализ литературных источников, после клеевого дублирования происходят изменения следующих свойств материалов:

1) увеличивается жесткость, формоустойчивость пакета;

2) уменьшается растяжимость и осыпаемость;

3) происходит усадка;

4) клеевое соединение приобретает свойство-прочность склеивания, не присущее исходным материалам;

5) может произойти изменение состояния поверхности материалов (ворсовых, буклированных и т.п.).

Сочетание указанных свойств определяет качество клеевого со­единения и изделия в целом. Увеличение формоустойчивости, упруго­сти, несминаемости, снижение растяжимости является положительным фактором, особенно для материалов, обладающих малыми величи­нами упруго-эластических свойств. Однако, в результате дублирова­ния ряд изменений может носить нежелательный характер и отрица­тельно влиять на внешний вид и качество изделий. К нежелательным явлениям, прежде всего, относится излишняя жесткость и усадка материалов после дублирования.

Отрицательно влияет также недостаточ­ная прочность склеивания.

Клеевые соединения по сравнению с исходными материалами имеют повышенную жесткость. Фронтальное дублирование, то есть дублирование по всей поверхности материала верха, увеличивает же­сткость клеевых соединений в 2-8 и более раз. На жесткость получае­мого пакета влияют многочисленные факторы: жесткость основного и прокладочного материала, вид и направление раскроя прокладочного материала и др. Отмечается, что жесткость материала верха в меньшей степени влияет на жесткость клеевого соединения, чем жесткость про­кладочного. [20] Как показывают проведенные нами исследования, существенно влияет на жесткость получаемых соединений вид про­кладочного материала (тканый, трикотажный, нетканый) и его жест­кость. Наибольшую жесткость в большинстве случаев имеют пакеты с ткаными прокладками. Наличие ворса на поверхности прокладочных материалов способствует получению клеевых соединений с меньшей жесткостью.

Направление раскроя прокладочных материалов также влияет на жесткость пакетов. Жесткость пакетов с прокладочными материалами, выкроенных под углом к продольному направлению, значительно меньше (в 2 и более раз), чем жесткость пакетов с прокладками, вы­кроенных в продольном и поперечном направлении. Поэтому, если из­готавливаются изделия с различными зонами жесткости, можно регу­лировать ее величину, используя один и тот же прокладочный матери­ал, выкроенный под различными углами.

Нежелательное излишнее увеличение жесткости - явление зачас­тую неизбежное и может привести к изменению характеристик изгиба (драпируемости) и др. Как уже отмечалось, излишняя жесткость в ре­зультате дублирования может приводить к дефектам в готовом изде­лии (см. разд. 4.2) Излишняя жесткость также проявляется при подги­бании срезов деталей, заутюживании и разутюживании припусков ма­териалов, складок и т.п. С этой точки зрения дублирование целесооб­разно проводить до линии стачивания. Достаточно легко разутюжива­ются припуски швов, если их величина равна или больше 10 мм. Уменьшение припусков шва до 5-6 мм или меньше делают операции разутюживания или заутюживания более трудоемкими из-за резкого возрастания упругости жесткого края.

Клеевое дублирование производится также с целью снижения растяжимости материалов и срезов деталей.

В деталях одежды имеются срезы, непредвиденное изменение длины и конфигурации которых оказывает существенное влияние на условия выполнения соединительных операций и качество готовых из­делий. Наибольшей растяжимостью обладают срезы, расположенные под углом к нитям основы (максимальная растяжимость наблюдается у срезов, расположенных под углом 45° и близких к ним) Особо ответ­ственными являются срезы проймы, горловины и оката рукава. По­этому, перед выполнением монтажных срезов необходимо обеспечить стабильность размеров легкодеформируемых срезов.

Дублирование деталей снижает их растяжимость в разных направ­лениях по отношению к нити основы.

Для снижения растяжимости криволинейных срезов (проймы, горловины) вдоль них специально приклеивают клеевые кромки в процессе пошива. Усиленные таким образом срезы не растягиваются и не осыпаются. Клеевая кромка, приклеенная по краю борта или низу изделия, уменьшает их вытягивание при эксплуатации изделия. Клее­вая прокладка, приклеенная с изнаночной стороны полочки вдоль вхо­да в прорезной карман, исключает его преждевременное вытягивание при эксплуатации.

Как уже отмечалось, в результате дублирования может происхо­дить изменение линейных размеров материалов и пакета в целом. ИЛР (усадка) при дублировании зависит от сорбционных свойств исходных и прокладочных материалов, от вида прокладочных материалов, дру­гих факторов и может колебаться в значительных пределах (см. разд. 4.3.2). В случае значительной усадки при фронтальном дублировании может произойти изменение размера и роста детали.

Использование разноусадочных основных и прокладочных мате­риалов может привести к пространственной нестабильности клеевых соединений. Это проявляется в закручивании исследуемых проб и де­талей одежды. Например, при изготовлении воротников мужских сорочек при приклеивании прокладки к верхнему воротнику может воз­никнуть такой дефект, как закручивание концов воротника. Исходные материалы такого дефекта не имели, а проявляется он в результате разных величин тепловой усадки основного и прокладочного материа­ла. Таким образом получают клеевое соединение, которое находится в напряженном состоянии. Для устранения этого дефекта рекомендуется использовать прокладочные материалы, выкроенные под углом 45° [20]. Естественно, если величины усадки одинаковы у обоих склеивае­мых материалов, то закручиваемость не наблюдается.

Очень важный показателем. определяющим формоустойчивость и качество швейных изделий в процессе эксплуатации, является проч­ность склеивания. На прочность склеивания влияют многочисленные факторы: состояние поверхности и свойства основных и прокладочных материалов, вид клеевого покрытия и способ его нанесения, режимы склеивания и др. Влияние некоторых из них рассмотрено ранее.

Ассортимент материалов для одежды очень разнообразен и отли­чается по показателям структуры, характеру поверхности, механиче­ским и физико-химическим свойствам.

Не рекомендуется для клеевого дублирования значительный ас­сортимент тканей по причинам возможного ухудшения их внешнего вида или из-за недостаточной надежности и прочности получаемых клеевых соединений. Последняя причина прямо влияет на долговеч­ность швейных изделий.

Из-за недостаточной надежности и прочности получаемых клее­вых соединений не дублируют ткани:

- содержащие металлизированные нити или металлизированную по­верхность;

- имеющие с изнаночной стороны длинный ворс, который делает не­возможным проникновение клея в структуру ткани;

- имеющие некоторые виды заключительной отделки, в частности во­доотталкивающую;

- имеющие пленочное покрытие с изнаночной стороны(в основной курточные ткани).

Из-за возможного ухудшения внешнего вида клеевые методы не рекомендуются для следующих материалов:

- прозрачных и полупрозрачных материалов с низкой поверхностной плотностью (ниже 80 г/м²);

- из термочувствительных химических волокон, самодеформирую­щихся при нагревании;

- с недостаточной прочностью окраски, проявляющейся после дубли­рования в разнооттеночности;

- имеющих разреженную структуру и наклонный ворс с лицевой сто­роны, после дублирования которых на лицевой стороне возникают т.н. "плешины";

- имеющих большую, чем у прокладочного материала, тепловую усадку;

- имеющих пленочное покрытие с лицевой стороны.

Кроме перечисленных материалов, сложности возникают и при дублировании тканей с новыми видами заключительных отделок, на­пример, так называемых "жатых" тканей, с эффектом «клоке» и т.п.

Методы определения прочности склеивания

Для оценки прочности склеивания (прочности клеевого соедине­ния) используются различные методы, предусматривающие:

- расслаивание склеенных материалов вдоль линии приложения на­грузки (рис. 69, а, б, в);

- сдвиг склеенных материалов друг относительно друга (рис. 69, г);

- расслаивание склеенных материалов по всей поверхности склеи­вания (рис. 69, д).

Испытания могут проводиться в нормальных и определенных температуро-влажностных условиях [20].

Рис. 69. Методы оценки прочности склеивания

В общем виде прочность склеивания, К (показатель адгезионного взаимодействия) определяют по формуле:

R=Р/ l или R=Р/S,

где Р - усилие, необходимое для отрыва текстильных материалов друг от друга, Н; l - длина, по которой происходит расслаивание или сдвиг, м; S— площадь расслаивания, м² .

Стандартным и наиболее широко используемым является метод определения прочности склеивания по ГОСТ 28832-90 [38], предусматривающий определение нагрузки при расслаивании склеенных материалов вдоль линии приложения нагрузки в нормальных условиях (рис. 69, а). Стандарт распространяется на прокладочные материалы с дискретным или сплошным термопластичным полимерным покрыти­ем, предназначенные для швейных изделий. Установленный метод оп­ределяет прочность склеивания прокладочного материала с контроль­ным (бязь отбеленная арт.276). Порядок отбора проб установлен в НТД на прокладочный материал.

Их количество также указывается в НТД, но их должно быть не менее 4. Значение режимов термосклеива­ния устанавливается в зависимости от свойств применяемого термо­клеевого покрытия. Применяют режимы термосклеивания без увлаж­нения или с увлажнением прокладочного материала. Прямоугольную пробу прокладочного материала укладывают на лицевую сторону кон­трольной и производят склеивание. При режиме термосклеивания с увлажнением на прокладочный материал накладывают полоску из бязи, увлажненную в дистиллированной воде в течение 2-3 с.

Рис. 70. Диаграмма расслаивания прокладочного материала: lo - об­щая длина диаграммы, мм, l1- 50 % от общей длины, мм.

Испытание проводят на разрывных машинах двумя способами. способами. 1. Испытание производят с записью диаграммы (нагруз­ка - перемещение подвижного зажима) и определяют сред­нюю нагрузку расслаивания пробы Р, Н. Нагрузку вычис­ляют из 50 % самых низких значений пиков нагрузки, ко­торая определяется на цен­тральном участке l1, состав­ляющем 50 % от общей длины диаграммы расслаивания 10; начальный участок на диа­грамме, где отмечено нараста­ние нагрузки не учитывают (рис.70). 2. При отсутствии записи диаграммы допускается снимать нагрузку расслаивания по шкале

нагрузок через 10 мм удлинения после того, как процесс рас­слаивания стабилизировался. Определяют не менее 10 значений.

Прочность склеивания , R, кН/м, Н/мм, вычисляют по формуле:

,

где Р - средняя нагрузка расслаивания, Н, кН; l - ширина прокладоч­ного материала (30 мм).

Прочность склеивания считается удовлетворительной (для тканых и трикотажных прокладочных материалов), если составляет не менее

0.35 дан/см. Для нетканых клееных прокладочных материалов проч­ность склеивания считается удовлетворительной, если они не отслаи­ваются без разрушения от контрольного материала [9]. На практике за­частую определяют прочность склеивания прокладочных материалов с конкретными видами основных, подлежащих клеевому дублированию при изготовлении швейных изделий.

Для сохранения формы в процессе эксплуатации очень важно, чтобы не происходило отслаивание прокладочного материала от ос­новного. Так, для верхней одежды, которая подвергается действию химчистки, не должно быть расслаивания материалов после пятикрат­ного воздействия химчистки [39].

ЦНИИШП разработаны требования к прокладочным материалам с клеевым покрытием. Нормативные значения показателей свойств прокладочных тканей приведены в прил.5.