ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ТКАНЬ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

АННОТАЦИЯ

В статье представлена разработка технологии и определение технологических и структурных параметров тканей с переменной толщиной, предназначенных для улучшения качества жизни тяжелобольных лежачих пациентов. Исследование сосредоточено на создании против пролежневых матрасов с использованием хлопковой и модальной пряжи. Особое внимание уделяется структуре ткани, включающей чередование толстых и тонких уточных нитей, что способствует улучшению воздушного потока и кровообращения, предотвращая появление пролежней. Для достижения сложной структуры с переменной толщиной использованы современные ткацкие станки, такие как Itema R9500. Полученные результаты способствуют развитию инноваций в текстильной промышленности, предлагая функциональные ткани, которые обеспечивают комфорт и улучшают здоровье пациентов.

ABSTRACT

The article presents the development of technology and determination of the technological and structural parameters for fabrics with variable thickness, aimed at improving the quality of life for bedridden patients. The research focuses on creating anti-decubitus mattresses using cotton and Modal yarns, with a special emphasis on the fabric's structure, which includes alternating thick and thin weft yarns. The fabric's design promotes airflow and enhances blood circulation, which helps prevent pressure ulcers. The study uses advanced looms like the Itema R9500 to achieve a complex structure with variable thicknesses, ensuring effective performance for medical applications. The findings contribute to textile innovations by offering a functional fabric with both comfort and health benefits for patients.

Ключевые слова. Структура ткани, технологические параметры, структурные параметры, толщина ткани, переменная толщина нити, пряжа.

Keywords: fabric structure, technological parameters, structural parameters, fabric thickness, variable yarn thickness, yarn.

Введение. Прогнозируется, что мировое производство хлопка будет расти 1,5% в год и достигнет почти 30 млн. тонн к 2029 году. В связи с усилением конкуренции на мировом хлопковом рынке между хлопкосеющими странами уменьшение производственных расходов и улучшение качества на основе совершенствования технологий по дальнейшей глубокой переработке производных хлопка являются актуальным [1]. В настоящее время ткацкие предприятия оснащены современными электронными ткацкими оборудованиями. Использование бесчелночных станков не только увеличивает производительность процесса ткачества, также обуславливает расширение ассортимента тканных полотен, разработку получения новых структур тканей.

Решение этой задачи позволит создавать ткани заданного назначения и свойств еще на стадии их проектирования, сократив время и материальные затраты на экспериментальную разработку, а также расширить ассортимент функциональных тканей сложной структуры и дальнейшего их использования.

Методология исследований. С целью выбора структуры и технологии для получения тканей функционального назначения был выбран ткацкийй станок Itema R9500 (Италия).  Экспериментальные исследования процесса получения новой структуры ткани проводились на ткацком станке рапирным способом прокладывания уточной нити в зев, заправленным тканью полотняного переплетения. Ремизами управляет кареточный электронный кулачковый зевообразовательный механизм, количество ремиз 16 [2-3].

В качестве основной нити для всех опытных образцов использована 100% хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 25х2 текс. В качестве уточных нитей использованы для I варианта 100% хлопок, II варианта 100% Modal, для выработки III варианта 50% х/б +50%.  I, II и III вариант образцов имеет структуру ткани с переменными толщинами сырья уточной нити. В зев прокладывалась уточная нить с переменными толщинами, то есть пряжа линейной плотности 30х4 текс 800 кручений и пряжа линейной плотностью 30 текс рис-1.

Рисунок 1. Схема разреза ткани

1- Уточная нить большой линейной плотностью; 2- Уточная нить с малой линейной плотностью; 3,4- нити основы; а –утолщенная часть ткани; б –утоненная часть ткани

При этом уточные нити 1 линейной плотностью Т = 30х4 текс (участок на ткани а) чередуются с уточной нитью 2 линейной плотностью Т = 30 текс (участок на ткани б), переплетаясь с основными нитями одного номера 3, 4. Следовательно, на ткани создаются полосы  из канавок и выпуклостей на поверхности ткани, по которым перемещается воздушный поток. Контакт тела человека с потоком воздуха обуславливает хороший кровоток в капилярах кожи [4-5]. Размеры канавки зависят от чередования и толщины уточных нитей.  Увеличение числа толстых нитей приводит к увеличению контакта участка тела с тканью, в этом месте воздухообмен уменьшается, что приводит к пролежням. Увеличение участка ткани из тонких нитей приводит  к уменьшению рельефного эффекта и способствует перекрытию канавки за счет провисания тела лежачего на этом участке. Контакт тела больного с потоком воздуха обуславливает хороший кровоток в капилярах кожи. Такая структура ткани обеспечивает массажный эффект, что улушает кровообращение и непозволяет появлению на теле больного пролежные раны.

Так как выработанные образцы тканей имеют сложную структуру: I, II и III вариант образцов имеет структуру ткани с переменными толщинами сырья уточной нити, определение заправочных параметров не дает объективной оценки, так как не учитывает структуру ткани.

Правильный выбор вида нити или пряжи при проектировании ткани зависит от линейной плотности пряжи, прочности и удлинения, крутки, размера поперечного сечения нити, выносливости, изностойкости, влажности, гигроскопичности и др. [6-10]

Результаты исследований. В данной работе ставилась задача изучение влияния параметров строения ткани при выработке ткани сложной структурой. Так как образцы имеют структуру ткани с переменными толщинами сырья уточной нити, то есть следует ожидать, что нити имеют различное напряженное состояние как при формировании ткани на ткацком станке, так и после снятия ткани со станка.

Для определения основных технологических и структурных параметров ткани был разработан новый метод проектирования сложной структуры ткани.

Для полной объективной оценки полученных новых образцов ткани, был произведен определение основных геометрических параметров: Степень заполнения ткани нитями основы и утка, диаметр нитей основы и утка, уработка нитей основы и утка и т.д.

По уработке определяют расход сырья. Поэтому критерием оценки строения ткани можно принять уработку нитей. Поверхностная плотность ткани зависит от уработки нити основы и утка, которое зависит от вида сырья, линейной плотности нити, формы поперечного её сечения, переплетение, плотность по основе и утку, порядок фазы строения, параметры заправки и выработки ткани на ткацком станке, физико-механические и реологические свойства нитей.

Расчеты по определению технологических и геометрических параметров ткани с переменной структурой приведены в таблице - 1.

Таблица 1.

Геометрические параметры образцов ткани с переменной структуры

Заключение. На основе проведённых теоретических и экспериментальных исследований были сделаны следующие выводы: разработана новая методика для определения технологических и структурных параметров тканей с переменной толщиной уточной нити. Была создана геометрическая модель ткани сложной структуры, что позволило аналитически определить уработку нитей основы и утка.

Благодаря использованию современных технологий, таких как рапирные ткацкие станки и различные типы пряжи, удалось создать ткань, обладающую переменной толщиной и рельефной поверхностью, что способствует улучшению кровообращения у лежачих пациентов. Это решение предоставляет как функциональные, так и медицинские преимущества, предотвращая образование пролежней за счет эффективной циркуляции воздуха и создания массажного эффекта.

Список литературы:

1. Усманов Х.С. Инновационная технология очистки хлопка // Монография, 2024. LAPLAMBERT ACADEMIC PUBLISHING, Mauritius. с-6.
2. Межгосударственный стандарт ГОСТ 31307-2005. “Белье-постельного” Общие технические условия. Москва 2005.
3. Марек Сничерски. Функциональная ткань с контролируемым коэффициентом трения, предотвращающая образование пролежней. :https://www.researchgate.net/publication/41649817.
4. H. R. Mattila. Intelligent textiles and clothing. Published by Woodhead Publishing Limited in association with The Textile Institute. England. 525с.
5. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико- технологических процессов текстильной промышленности. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2007. - 648 с.
6. Власов П.В. “Нормализация процесса ткачества” Учеб. для ВУЗов. М.:Легкая и пищевая промышленность, 1982.-б.292. http://window.edu.ru › каталог.
7. Xаmrаyevа S.B., Rаximxodjаyev S.S, Каdirova D.N.  Исследование параметров функционального постельного белья. Results of National Scientific Research International Journal 2023 Volume 2| Issue 4 SJIF- 5.8, Researchbib 7.1 ISSN: 2181-3639 33-39p.
8. Xаmrаyevа Sevаrаxon Bаxrom kizi ,Kadirova D.N. Rаximxodjаyev S.S. “Study of the Parameters of Functional  Bed Linen” International conference ptlicispws-2. Scopus & Web of Science indexed  May, 2023
9. Степанов, О.С. Некоторые геометрические соотношения теории строения ткани. /О.С. Степанов, В.Н. Грачев. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. – 2009. -  № 6. - С.45-48.
10. Расулов Х. Ю., Рахимходжаев С. С. НАТЯЖЕНИЕ НИТЕЙ ОСНОВЫ ПО МЕРЕ СРАБАТЫВАНИЯ ТКАЦКОГО НАВОЯ //Universum: технические науки. – 2024. – Т. 3. – №. 7 (124). – С. 13-17.