Изучение процесса влажно-тепловой обработки тканей

В статье изложен технологический процесс влажно-тепловой обработки изготовления швейных изделий, так как основная задача влажно-тепловой обработки — это придание готовым изделиям товарного вида, формы, обеспечивающей хорошую посадку изделий на фигурах потребителей в соответствии с образцами моделей.

Процесс ВТО (влажно-тепловая обработка) подразделяют на три стадии: подготовка материала к формообразованию, формование материала и фиксация полученной формы. В процессе влажно-тепловой обработки ткань подвергается деформации, что вызывает распрямление, изгибание, растяжение и сжатие волокон. На первой стадии процесса влажно-тепловой обработки воздействие тепла и влаги на ткань ослабляет действие межмолекулярных сил в волокнах. Благодаря этому на второй стадии процесса изменяется конфигурация цепей волокон. Удаление влаги из ткани и охлаждение ее способствуют восстановлению связей между молекулами при новой конфигурации их цепей. За счет этого на третьей стадии процесса фиксируется форма, приданная материала на второй стадии.

Влажно-тепловая обработка основана на свойствах высокополимерных материалов, служащих сырьем для изготовления одежды, изменять свое строение под действием влаги и тепла. При действии на материал влаги и тепла, они могут находиться в трех состояниях: стеклообразным, характеризирующийся малыми упругими и легкообратимыми деформациями; высокоэластическим, обладающим большими, но еще обратимыми деформациями; вязко текучем состоянии с резким возрастанием необратимых деформаций [1].

Объёмная форма одежды может быть получена двумя способами: во-первых, путём разработки конструкции изделия с максимальным членением его на части, для чего используется вытачки, швы и рельефы, складки и т. п. (при этом, чем больше членение детали, тем точнее его форма будет воспроизводить форму одеваемой поверхности); во-вторых, путем изменение геометрических размеров материала на отдельных участках детали, для чего используются деформационные свойства материала. Применяя второй способ, можно воспроизвести требуемую форму изделия при минимальном членении его на детали, что значительно снижает трудоёмкость обработки изделия и уменьшает расход материала. На практике чаще всего используют комбинированный способ получения объёмной формы, сочетающий в себе в большей или меньшей степени указанные выше способы. Применение того или иного способа получения объёмной формы одежды зависит от характера поверхности изделия, степени его кривизны, используемого метода конструирования, деформационных свойств материала [2].

Исследование текстильных материалов показали, что термодинамические кривые ткани подобны термодинамическим кривым монолитных полимеров. При этом установлено, что на каждый из трех стадий процесса влажно-тепловой обработки необходимо выдержать определенные температуру и влажность (параметры рабочих сред). Температура рабочей среды на первой стадии должна быть равна 90–100оС, а на второй стадии 105–120оС.

Теплостойкость тканей в основном определяется теплостойкостью их волокон. По данным А. Н. Соловьева теплостойкость материала характеризуется максимальной температурой, выше которой начинается ухудшение его свойств. Термостойкость материала характеризуется температурой, при которой начинается его термодинамический распад. Значения тепло- и термостойкости волокон, используемых при изготовлении текстильных материалов для одежды, приведены в таблице [3].

Таблица

Нагревание ткани выше указанной температуры вызывает потерю прочности и износоустойчивости, изменение цвета и др. В связи с тем, что ткань в обычных условиях обладает плохой теплопроводностью, большое значение для качества влажно-тепловой обработки швейных изделий имеет влага. Связь влаги с тканью бывает химической, физико-химической и физико-механической. Если пакет одежды бывает из нескольких слоев, при прессовании слои будут нагреваться неравномерно.

Применение готового пара позволят равномерно распределять его по поверхности и объему обрабатываемого пакета ткани, интенсифицировать процесс влажно-тепловой обработки и управлять им. Интенсификация процесса может проходить благодаря повышению давления, температуры и количества пара без резкого повышения температуры горячей поверхности. С увеличением давления пара от 105 до 6x105 Па время влажно-тепловой обработки сокращается в два раза, а дополнительный перегрев пара на 30оС позволяет использовать его как увлажняющую и сушащую рабочую среду. Кроме того, можно автоматизировать регулирование количество пара, подаваемого со стороны верхней подушки пресса, удаление его через нижнюю подушку и прекращение процесса влажно-тепловой обработки после охлаждения ткани путем отсоса горячего воздуха. В случае воздействия на ткань готовым паром все слои пакета быстро нагреваются и сохраняют эту температуру в течение всего периода воздействия пара и греющейся поверхности. Поэтому температуру пара не должна превышать 120–140оС. Для равномерного нагревания ткани готовым паром, необходимо, чтобы нижняя подушка пресса, так же как при контактном нагревании через влажный проутюжельник, имела температуру 110оС. Экспериментально установлено, что в результате равномерного нагревания ткани готовым паром получается одинаковая остаточная деформация каждого слоя пакета.

Получение и закрепление формы деталей происходит, как указывалось выше, вследствие изменения конфигурации молекулярных цепей волокон при удалении влаги и охлаждении. Однако молекулярная структура разных волокон различна и эффект закрепления формы деталей получается неодинаковый.

В волокнах шерсти при переходе от одной конфигурации молекулярной цепи к другой во время воздействия влаги и тепла происходит перестройка дисульфидных связей. Вследствие этого после удаления влаги и охлаждения шерстяные ткани устойчиво сохраняют форму, полученную в процессе ВТО. В целлюлозных волокнах (хлопковых, вискозных, льняных) при влажно-тепловой обработке перегруппировываются водородные связи; получаемая перегруппировка, однако, весьма неустойчива к действию влаги. Затруднено придание и закрепление формы деталям из тканей, содержащих синтетических волокна, когда эта форма получается за счет растяжение нитей. В шерстяных тканях с различным содержанием волокон лавсана объемная форма деталей одежды закрепляется при формовании за счет изменения угла между нитями основы и утка. Форма деталей после ВТО может быть неустойчивой независимо от вида волокна, если ткань в конце процесса не высушена до ее равновесного состояния в нормальных условиях и не охлаждена. Исследованиями установлено, что наиболее экономичным и эффективным является отсос влаги и воздуха из ткани. Когда подушки пресса закрыты, тогда необходимо начинать отсос, это обеспечивает удаление избытка влаги [1].

ВТО швейных изделий из ткани различного волокнистого состава не обеспечивает достаточной устойчивости формы в процессе носки изделий. Чтобы обеспечить формоустойчивость деталей одежды, при изготовлении их применяют прокладки в нужных деталях одежды или проводиться предварительное обработка материала («форниз») в текстильном предприятии.

ВТО выполняется тремя способами: глажение — это способ производится с помощью утюгов, при котором гладящая поверхность перемешается по ткани и одновременно оказывает на нее давление; прессование — способ производится с помощью прессов, при котором ткань сжимается между двумя горячими, но не перемещающимися поверхностями; пропаривание — способ производится с помощью паровоздушных манекенов, при котором давление на ткань производится паром без воздействия горячей поверхности.

Крупные швейные предприятия оснащены импортным оборудованием, включающим карусельные и вертикальные прессы с горизонтальным прямолинейным перемещением нижних подушек. При этом нагрев рабочих органов утюгов и прессов — паровой и смешанный, т. е. утюжильная поверхность и верхняя подушка соответственно нагреваются теплоэлектронагревателями, а поверхность стола и нижняя подушка — паром. Сушка и стабилизация вакуумом и поддув воздухом осуществляются через нижние рабочие органы. Удаление отработанного технологического пара производится аспирационным устройством, которым снабжена верхняя подушка, или вентиляторами, установленными над зоной обработки.

В цехах влажно-тепловой обработки готовой продукции существуют автоматизированные линии. Транспортные системы и программирующие цифровые компьютеры объединяют в единый комплекс цепочку оборудования для влажно-тепловых работ. Специальный подъемник, захватив изделие, висящее на вешалке, автоматически передает его от одного рабочего места к другому. Современному производству необходимы специалисты, владеющие компьютерной техникой, так как многие этапы производства в значительной степени ею оснащаются. Наряду с этим досконально изучать процессы влажно-тепловой обработки, знать принципы работы оборудований влажно-тепловой обработки, так как качество и внешний вид изделия во многом зависит от них.

1.                  Бузов Б. А., Модестова Т. А., Алыменкова Н. Д. Материаловедение швейного производства. Москва, «Легкая промышленность и бытовое обслуживание», 1986.

2.                  Черепенько А. П. Разработка методов проектирования высокоэффективных процессов влажно-тепловой обработки швейных изделий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн. наук. М.: МТИЛП, 1992.

3.                  Стельмашенко В. И., Розаренова Т. В. Материаловедение швейного производства. Москва, «Легпромбытиздат», 1987.