Библиографическое описание:

Калиновская И. Н. Определение теоретической прочности адгезионного соединения слоев текстильных настенных покрытий // Молодой ученый. — 2010. — №4. — С. 83-86.

При эксплуатации текстильных настенных покрытий особое внимание уделяется их надежности и долговечности. Таким образом, одними из важных показателей свойств текстильных покрытий являются их прочностные характеристики. За показатель прочностных характеристик принимается измеряемая величина усилия при раздирании.

Прочность материала при раздирании относится к группе полуцикловых разрывных характеристик и характеризуется величиной усилия, необходимого для разрушения системы волокон, перпендикулярной направлению действующей силы.

Проведение исследований прочности материала проводилось по ГОСТ 28832-90.

На основании механической теории адгезии вся адгезия (а) находится в функциональной зависимости от механической () и специфической адгезии () [1]:

,                                                                                                           (1)

Установлено, что для тканей специфическая адгезия представляет собой малую величину и ею можно пренебречь:

.                                                                                                                (2)

Согласно теории Гуля В.Е. клей растекается по поверхности материала. Таким образом, при определении теоретической прочности адгезионного соединения, необходимо учитывать площадь контакта адгезива и субстрата [2].

Прочность клеевого соединения (Р, Н/см) в общем виде можно записать как

                                                                                                                     (3)

где  – сила отрыва субстрата от адгезива, Н;

 – ширина отрыва, см.

Сила отрыва субстрата от адгезива (, Н) определится как:

                                                                                                       (4)

где B – количество волокон приповерхностного слоя, 1/см2;

Sk – площадь контакта ткани с клеем, см2.

 - разрывная нагрузка волокна, Н.

Учитывая выражение (3) и (4) теоретическая прочность адгезионного соединения текстильных настенных покрытий (P, Н/см) с нанесением клея по всей площади полотна основы и с использованием разреженной ткани определяется

.                                                                                                     (5)

Определим площадь контакта ткани с клеем (Sk, см2) исходя из допущения, что сечение нити утка, представляющей собой часть тора, в любой точке х является окружностью. Данное допущение сделано исходя из того, что форма сечения поверхности тора, согласно уравнению овала Кассини, при условиях данной задачи стремится к окружности.

Изобразим разрез текстильных настенных покрытий вдоль нитей утка (рисунок 1).

1 – полотно бумаги; 2 – нить основы; 3 – нить утка

Рисунок 1 – Схема разреза текстильных настенных покрытий вдоль

нитей утка

Найдем радиус кривизны нити утка (R, см):

;                                                                                           (6)

где R – радиус кривизны нити утка, см;

r – радиус нитей в ткани, см;

l – расстояние между нитями основы, лежащими в одной плоскости, см;

Получаем:

.                                                                                                           (7)

где d – диаметр нити, см.

Примем центр системы координат в точке О, тогда уравнение окружности запишем в следующем виде:

.                                                                                                  (8)

Знак «-» в уравнении (8) показывает, что в расчете учитывается только нижняя часть окружности с центром в точке А (рисунок 1).

Поскольку при склеивании ткани с полотном основы высота клеевой пленки может достигать ½ диаметра нити, имеем

.                                                                                                   (9)

Получаем

,                                                                                                          (10)

или

.                                                                                                          (11)

Запишем в общем виде уравнение высоты сегмента нити утка, помещенного в клей в зависимости от координаты х (hs)

,                                                                                                    (12)

где  – уравнение полученной окружности.

Тогда уравнение высоты сегмента нити утка, помещенного в клей в зависимости от координаты х (hs)

.                                                                                       (13)

Рассмотрим сечение нити утка в произвольных точках, помещенное в клей (рисунок 2).

Рисунок 2 – Сечение нити утка в произвольной точке, помещенное в клей

Определим длину дуги FG сегмента нити утка, помещенного в клей (ls, см):

,                                                                                                                  (14)

где α – центральный угол окружности, опирающийся на дугу FG.

Из уравнения

.                                                                                                       (15)

получаем

.                                                                                                 (16)

Тогда

.                                                                         (17)

Находим площадь сегмента нити утка (Sу, см2), помещенной в клей

.                                                        (18)

Запишем площадь сегмента основной нити (Sо, см2), помещенного в клей

.                                                                                                              (19)

Таким образом, площадь контакта ткани с клеем (Sk) определяем как

.                                           (20)

Учитывая площадь контакта ткани с клеем, теоретическая прочность адгезионного соединения текстильных настенных покрытий (P, Н/см) определяется как

.                             (21)

В качестве показателя ворсистости пряжи применяется число ворсинок на единицу длины (nв, 1/м) [3, формула (I.40)]

 

                                                                                                          (22)

 

где Тп – средняя линейная плотность пряжи, 317 текс; Тв – средняя линейная плотность волокон, 1,25-5 текс; lв – средняя длина волокон, 0,010-0,026 м.

В случае определения ворсистости ткани, данный показатель определяется на единицу площади (В, 1/м2). Определение ворсистости проводилось в условиях лаборатории УО «ВГТУ» оптическим (проекционным) методом, заключающимся в проекции ткани посредством оптической системы на монитор компьютера и подсчете числа ворсинок на отрезке изображения, соответствующем 1 см2 ткани.

С помощью математической программы «Maple» проведен расчет прочности адгезионного соединения декоративной льняной ткани и полотна бумаги. Полученные экспериментальные и теоретические данные представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Расчетные и экспериментальные данные процесса сушки

Параметр

Обозна-чение

Единицы

измерения

Значение

расчетное

Значение эксперимен-тальное

Количество волокон приповерхностного слоя

B

1/см2

96,4

98

Диаметр нитей в ткани

d

см

0,1352

0,2

Расстояние между нитями основы, находящимися в одной плоскости

l

см

0,2354

0,3

Разрывная нагрузка льняного волокна

Rn

Н

-

0,8

Прочность адгезионного соединения

Р

Н/см

3,30

3,45

 

Литература

 

  1. Шайдоров, М.А. Клеевые материалы и клеевые соединения при производстве одежды: учеб. пособие / М.А. Шайдоров. – УО “ВГТУ”. – Витебск, 2003. – 133с.
  2. Кузьмичев, В.Е Теория и практика процессов склеивания деталей одежды: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.Е. Кузьмичев, Н.А. Герасимова. – Москва : Издательство «Академия», 2005. – 255 с.
  3. Кукин, Г.Н. Текстильное материаловедение / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков. – Москва: Легпромбытиздат, 1989. – 352 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle