Изучение влияния структуры трикотажного полотна на его свойства

АННОТАЦИЯ

В данной работе выполнен анализ влияния петельной структуры трикотажного полотна на его свойства. На основании изученных литературных источников и патентных данных установлено, что изменяя ориентацию петель в структуре трикотажных переплетений можно расширить их ассортимент и получить новые виды трикотажа с новыми технологическими параметрами и физико-механическими свойствами, которые резко отличаются от существующих трикотажных переплетений и могут быть использованы в новых сферах деятельности.

ABSTRACT

In this work, an analysis is made of the influence of the loop structure of a knitted fabric on its properties. Based on the studied literature and patent data, it was found that by changing the orientation of the loops in the structure of knitted weaves, we can expand their assortment and get new types of knitwear with new technological parameters and physico-mechanical properties that differ sharply from existing knit weaves and can be used in new areas of activity.

Ключевые слова: полотно, переплетение, петля, петельный столбик, петельный ряд, структура трикотажа, жаккард, пресс, уток.

Keywords: fabric, weaving, loop, loop post, loop row, knit structure, jacquard, press, weft. jacquard, press, weft.

Структура трикотажных полотен, как известно, очень разнообразна. В каждом из переплетений можно наблюдать различную ориентацию петельной структуры, а также отдельно выраженных петель в петельной структуре. Влияния ориентации петельной структуры можно исследовать в различных переплетениях, таких как жаккард, пресс, уточные и т.д.

В производстве текстиля одним из основных направлений можно считать развитие ассортимента верхнего трикотажа. Для увеличения спроса на изделия данной группы необходимо улучшать не только модели изделий, но и структуру трикотажа, его внешний вид за счёт изменения сырья, и главным образом, путём разработки новых переплетений и способов выработки трикотажа. Многие предприятия трикотажной промышленности выпускают двухцветный жаккардовый трикотаж для изготовления верхней одежды.

Такой трикотаж вырабатывают следующим образом. В формировании всех рядов участвуют две цветные нити. Каждая образует петли через интервалы в соответствии с раппортом рисунка, который вывязывается на лицевой стороне полотна с помощью узорообразуещего механизма. Петли одного цвета соединяются между собой протяжками, располагающимися между лицевыми и изнаночными петлями другого цвета.

Недостаток двухцветного трикотажа этого вида состоит в том, что на его лицевой стороне между петельными столбиками образуются небольшие промежутки в виде продольных полос, на которых проглядывают изнаночные нити другого цвета, а потому рисунок на лицевой стороне выглядит не выразительным, в результате чего ухудшается внешний вид и качество полотна.

Предложенный Г.М.Гусейновым способ вязания двойного двухцветного рисунчатого трикотажа на базе комбинированного переплетения с раппортом в два петельных ряда позволяет исключить возможность проглядывания изнаночных нитей на лицевой стороне     полотна [1].

Первый ряд трикотажа данного вида состоит из петель кулирной глади на обеих сторонах, второй – из петель ластика 1+1. На рис. 1. приведено схематическое изображение двойного цветного рисунчатого трикотажа. Из схемы видно, что на лицевой стороне полотна петли глади а образуют петли ластика а^/, увеличенные по высоте в результате перетяжки нити из петель а.

Рисунок 1. Структура и графическая запись двойного цветного рисунчатого трикотажа. а – петли глади; а^/ – петли ластика

Петельный ряд глади в сочетании с петельными рядами ластика 1+1 на фоне рисунка из удлинённых петель образует некоторую выпуклость вдоль рядов и плотный застил, что исключает проглядывания изнаночных нитей на лицевой стороне полотна. Рисунок на лицевой стороне такого трикотажа чёток, выразителен, имитирует вышивку. Петли кулирной глади, растяжимость которой в ширину в два раза меньше, чем ластика 1+1, способствует уменьшению растяжимости трикотажа по ширине и улучшению формоустойчивости.  Новый трикотаж имеет хороший внешний вид и высокое качество.

Современный рынок продукции трикотажной промышленности требует постоянного обновления ассортимента на основе ресурсосберегающих технологий. Накладные жаккардовые переплетения используются для выработки трикотажных полотен, из которых шьют верхнюю одежду разнообразного ассортимента. Чаще всего они связаны неполными накладными и рельефными жаккардовыми переплетениями с грунтом и накладной гладью, образованными нитями одного вида. Эти переплетения различаются только числом рядов накладной глади, приходящихся на лицевой ряд петель грунта.

Важнейшим свойством любого трикотажа, используемого для одежды, являются его растяжимость и формоустойчивость, определяемые в значительной мере структурой переплетения.

В работе [2] влияние структуры переплетений на эти свойства трикотажа рассматривается на основе анализа только накладных жаккардовых переплетений. На рис. 2. показана графическая запись широко распространённого накладного неполного жаккардового переплетения.   

Рисунок 2. Графическая запись накладного неполного жаккардового переплетения:

Г – грунтовые нити; Н – накладные нити; 1 – накладные участки глади; 2 – протяжки глади; 3 – лицевые петли грунта; 4 – изнаночные петли грунта; 5 – изнаночная сторона одинарной производной глади; 6 – двойное комбинированное переплетение.

В раппорте две нити Г являются грунтовыми и образуют петли изнаночной стороны через петельный столбик и петли лицевой стороны в соответствии с патроном рисунка. Две нити Н – накладные, образуют петли накладных участков глади 1 на лицевой стороне также по рисунку и располагаются протяжками 2 между этими участками. Протяжки находятся между лицевыми 3 и изнаночными 4 петлями грунта.

Грунт накладного неполного жаккардового переплетения представляет собой совокупность участков изнаночной стороны 5 одинарной производной глади и двойного комбинированного переплетения 6, заполненного уточными протяжками 2 накладной глади. Раппорт грунта, выделенный штриховыми линиями, образован двумя рядами ластика 2+1, сдвинутыми на один петельный столбик относительно друг друга. Поэтому в петельном столбике на каждую изнаночную петлю приходятся две лицевые петли.

Ограниченный штриховыми линиями фрагмент двойного переплетения грунта показан на рис. 3., из которого видно, что петли в лицевых петельных столбиках 3, располагаясь зигзагами, образуют ромбовидные ячейки.

Рисунок 3. Фрагмент двойного переплетения грунта

1 – ромбовидные ячейки; 2 – протяжки глади; 3 – лицевые петельные столбики; 4 – изнаночные петли; 5 – связь лицевых петель с изнаночными; 6 – уточные протяжки; 0-0 – осевая линия петельного столбика.

Лицевые петли располагаются так вследствие стягивания лицевых петельных столбиков изнаночными петлями 4 при меньшей высоте изнаночной петли по сравнению с двумя лицевыми. Остовы лицевых петель сближаются в местах их соединения протяжками 2. В результате связь между лицевыми петлями аналогична образуемой в переплетении кулирная гладь; эту связь можно назвать одинарной. Расходятся остовы лицевых петель там, где между ними расположена изнаночная петля 4 из той же нити. При этом связь лицевых петель 5 с изнаночными петлями аналогична связи образуемой в переплетении ластик 1+1. Такая связь называется двойной (ластичной). Известно, что одинарная связь обеспечивает большую устойчивость трикотажа к деформации, чем двойная. Поэтому при его нагружении вдоль петельного ряда растяжение будет происходить из-за увеличения наклона остовов лицевых петель 3 (рис. 3.) к осевой линии 0-0 петельного столбика. Расхождения изнаночных петель столбиков 4, а также вследствие повышения ориентации двойных связей вдоль полотна. При этом наличие уточных протяжек 6 накладной глади сдерживает наклон остовов лицевых петель, отчего дальнейшая деформация трикотажа может происходить лишь путём перераспределения нити из лицевых петель в одинарные связи с одновременным раздвижением лицевых петельных столбиков.

Характерным для полотна накладного неполного жаккардового переплетения является повышение его заполнения уточными протяжками накладной глади при увеличении плотности грунта, в результате чего уменьшается возможность наклона лицевых петель при растяжении нити из лицевых петель в одинарные связи. В результате на этих участках грунта снижается растяжимость по ширине. При этом на лицевой стороне устраняется зигзагообразность петель по столбику, после чего они начнут воспринимать нагрузку и увеличивать свою ориентацию вдоль оси 0-0 столбика. Дальнейшее изменение структуры трикотажа сопровождается перетяжкой нити из менее напряженных участков – протяжек в более напряжённые – остовы петель.

В структуре грунта рассматриваемого переплетения участка производной глади все связи между петлями ориентированы вдоль трикотажа. На участках двойного переплетения такие связи образуются только на лицевой стороне через две петли как по ряду, так и по столбику. Кроме того, структура производной глади грунта является более плотной, чем двойного переплетения. Это объясняется тем, что петля двойного переплетения всегда больше петли  производной глади на величину протяжки, соединяющей петли изнаночной и лицевой сторон, определяемую размерами зева между фонтурами вязальной машины.

С целью оценки зависимости растяжимости и формоустойчивости полотна от числа грунтовых и накладных нитей, образующих его ряд, был использован метод дисперсионного анализа. В результате установлено, что на растяжимость трикотажа, как по длине, так и по ширине значительно влияет число нитей обоих видов. На величину остаточной деформации значимое влияние оказывает только число накладных нитей.

Влияние числа накладных нитей на растяжимость и формоустойчивость по длине и по ширине противоположно, что увеличивает разницу в свойствах полотна в этих направлениях.

Рисунок 4. Платированный уточный плюшевый трикотаж:

П₁, П₂ – плюшевые нити; Г – грунтовая нить; У – уточная нить; 1, 2 – удлинённые протяжки плюшевых петель; 3 – платированные петли.

Как видно из схемы трикотажа (рис. 4.), плюшевая нить П₁ в одном петельном ряду провязывается с грунтовой нитью Г всеми иглами, образуя платированные петли и удлиненные протяжки 1 на одной стороне трикотажа. В том же ряду зарабатывается между петлями грунта уточная нить У. В следующем ряду плюшевая нить П₂ провязывается с грунтовой нитью Г через иглу, образуя платированные петли и удлинённые протяжки 2 на другой стороне трикотажа. В данном трикотаже на одной стороне число плюшевых протяжек равно числу игл, а на другой стороне число протяжек в два раза меньше.

Этот трикотаж имеет высокие теплозащитные свойства. Из него можно изготовлять платки, одеяла, верхние трикотажные изделия для детей и взрослых, подкладочные материалы, изделия технического назначения.

Уточные нити, ввязанные в грунт трикотажа, существенно изменяют его свойства, уменьшая степень распускаемости, растяжимости, закручиваемости с краёв трикотажа базового переплетения. Трикотаж с уточными нитями, ориентированными в направлении растяжения, малорастяжим: с продольными уточными нитями – по длине, с поперечными – по ширине [3].

Рисунок 5. Ластичный уточный трикотаж

Трикотаж уточных переплетений может быть получен на базе любых главных и производных переплетений, но среди уточных переплетений наибольшее распространение получили ластичные переплетения (рис. 5.); они обычно применяются в бортике чулочно-носочных изделий.

Трикотаж уточных переплетений даёт возможность наиболее глубоко изучить влияние ориентации общей петельной структуры, а не определённых петель в структуре, что даёт более практические результаты. 

На основе анализа литературных и патентных материалов установлено, что наиболее перспективным в сравнение с известными способами производства эластичных материалов является вязальный способ, обладающий многими достоинствами. Вязальные машины работают со скоростями, превышающими скорости плательных машин и ткацких станков. Кроме того, позволяют вырабатывать изделия с разнообразными переплетениями и структурой. На одной машине можно вырабатывать несколько отдельных полотен требуемой ширины. Эти полотна имеют не распускающиеся края и не осыпающиеся кромки. Это позволяет говорить о целесообразности нахождения требуемых структур эластичных материалов вязальным способом, особенно эластичных материалов медицинского назначения. В большинстве случаев эти материалы изготавливаются ткацким способом, недостатком которого является низкая производительность. По сравнению с ткацким и плательным способами производства вязальный способ характеризуется более высокими технико-экономическими показателями, высоким качеством изделий и возможностью их постоянного обновления и расширения ассортимента.

Ещё одно патентное изобретение относится к строению двойного комбинированного трикотажа и может быть использовано в производстве бельевого трикотажа специального назначения, обладающего формоустойчивостью с повышенными теплозащитными свойствами за счёт получения ячеистой структуры [6]. Двойной комбинированный трикотаж содержит петельные ряды глади, расположенные на обеих сторонах трикотажа и перенесённые петли. Согласно изобретению петельные ряды чередуются с рядами ластика 4+1. Трикотаж имеет дополнительный петельный ряд в пределах раппорта, выключающий петли ластика 2+1.  Каждая вторая петля перенесена на петли соседнего столбика с изнаночной на лицевую сторону трикотажа, и наброски, расположенные в петельных столбиках, из которых перенесена предыдущая петля с образованием ячейки. В каждом девятом ряду петли ластика 4+1 располагаются со смещением на два петельных столбика.  

Двухслойное трикотажное полотно Polartes Power Dry фирмы Malden Mills Ind, Ins (США) обеспечивает отвод влаги от кожи человека на наружную поверхность полотна, где происходит её испарение, и используется для изготовления нижнего белья, в котором кожа человека сохраняется сухой [9]. Такое полотно быстро сохнет и имеет высокую степень защиты от ультра фиолетового излучения. Полотно Polartes Thermal Pro обладает высокими теплоизоляционными свойствами при низкой массе и хорошей воздухопроницаемости. Полотно  Polartes Windblos –АСТ  на 98 % обеспечивает защиту от ветра с циркуляцией воздуха через слои и имеет водоотталкивающие свойства.

В заключении следует отметить, что в настоящее время разработано огромное количество разновидностей трикотажных переплетений, которые обладают различными свойствами. Свойства трикотажа зависят от многих факторов, таких как вид и линейная плотность используемого сырья, тип и класс вязального оборудования и т.д. Но, в основном, свойства трикотажа зависят от структуры вырабатываемого переплетения, которая в то же время меняет и внешний вид изделия. Нами изучены несколько видов структур рисунчатого трикотажа, изменение их свойств в зависимости от петельной структуры, т.е. ориентации элементов петельной структуры в трикотаже. А также исследованы перспективы разработки новых трикотажных переплетений и полотен, где в основном уделяется внимание ориентации петельной структуры и приданию определённых свойств трикотажу за счёт рационального расположения элементов трикотажного переплетения. Выполненный нами анализ влияния структуры трикотажного полотна на его свойства позволяет сделать следующие выводы:

1. На основании анализа работ, посвященных выработке трикотажа рисунчатыми переплетениями установлено, что выработка трикотажа уточным переплетением на плосковязальных машинах приведет к уменьшению отходов и экономии сырья не теряя качество и потребительские свойства трикотажных полотен.

2. Установлено, что выработка трикотажного полотна уточным переплетением на плосковязальных машинах существенно расширяет технологические возможности имеющегося парка технологического оборудования.

Список литературы:
1. Гусейнов Г.М. Вязание нового вида двухцветного жаккардового трикотажа. ВНИИТП, «Текстильная промышленность», М., 1977 г., №1, с 62-65.
2. Калинин Н.В., Марисова О.И., Гарбарук В.Н. Влияние структуры накладного жаккардового трикотажа на его свойства при растяжении. ВНИИТП, «Текстильная промышленность», №11 М., 1977 г., с 52-55.
3. Кудрявин Л.А., Шалов И.И. Основы технологии трикотажного производства. М., Легпромиздат, 1991 г., с 496.
4. Precision Fukuhara Works, Ltd, Yamaoka Takashi «A jacquard spacer fabric and a knitting method thereof » Пат. 1348788 Япония, ЕПВ МПК7 D 04 B 1/00, № 03251848.2 Заявл. 25.03.2003, опубл. 01.10.2003
5. Lаfngendorf Textil GmbH & Co. KG «Textiles flachengebilde» Пат. 10152943 Германия, МПК7 D 02 G 3/38, № 10152943.0 Заявл. 26.10.2001, опубл. 27.05.2003
6. Баранов А.Ю., Леонтьева Ю.И., Москвина А.С. Двойной комбинированный трикотаж. Пат. 2255153 Россия, МПК7 D 04 B 1/00 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СПГУТД», № 2004115158/12 Заявл. 19.05.2004, опубл. 27.06.2005
7. Beech Island Knitting Co., «Ives Robert K., Mitchell Larry T. Elastic fabric and method of making same» Пат. 6722164 США, МПК7 D 04 B 21/00, № 09/096972 Заявл. 12.06.1998, опубл. 20.04.2004; НПК 66/195
8. Teijin Ltd., Ogata Nabuaki «Insulated knitted fabric» Пат. 1403410 Япония, ЕПВ МПК7 D 04 B 21/00 МГТУ, № 027228188.0 Заявл. 29.05.2002, опубл. 31.03.2004
9. «Layering-System mit Polartec-Stoffen» Melliand Textilber. 2004, с 85.