Роль полимерного материала в создании формы костюма Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

В. В. Хамматова, Э. А. Хамматова РОЛЬ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА В СОЗДАНИИ ФОРМЫ КОСТЮМА

Ключевые слова: полимерный материал, модификация, плазма, форма, одежда.

Рассмотрено влияние потока плазмы ВЧЕ - разряда пониженного давления на структуру и свойства полимерных материалов, из которых проектируются формы костюма.

Keywords: polymeric material, modification, plasma, form, clothes.

Influence of stream of plasma of VChE is considered - digit decompressed on a structure and properties of polymeric materials which the forms of suit are designed from.

Внешнее проявление структуры костюма - это его форма, которая занимает в проектировании костюма одно из главных мест. Главным в моделировании формы одежды является полимерный материал, в зависимости от которого определяется способ образования формы. Кроме того, развитие формы тесно связано с изменениями моды и изменениями силуэтных решений. Все изменения моды образуют непрерывное движение формы, поэтому формообразование в проектировании играет большую роль.

Формообразование частей одежды осуществляется, главным образом, конструкцией: чем сложнее форма, тем многообразнее могут быть конструктивные линии выражающие её.

В каждом виде одежды различают два вида форм:

• главные - формы, которые составляют основу одежды, например, лиф, юбка, рукава;

• декоративно-костюмные - формы, которые служат для внешнего обогащения модели, к ним относятся декоративные элементы, а также детали одежды.

Особенностью декоративно-костюмных форм является то, что они не могут существовать самостоятельно, они должны подчиняться главным. Каждая рассматриваемая форма одежды характеризуется следующими первичными элементами: геометрический вид формы, поверхность формы, конструктивные и декоративные линии, величина формы, масса формы, фактура полимерного материала, цвет и рисунок полимерного материала формы, орнамент, отделка и отделочные полимерные материалы.

Важнейшими свойствами, определяющими форму костюма, являются пластические свойства полимерных материалов.

Под пластикой формы понимают постепенный переход от одного направления формы в другое. В зависимости от свойств материалов меняется пластика формы. Поэтому рассмотрим основные физико-механические свойства полимерных материалов с содержанием синтетических волокон влияющих на форму одежды.

• Растяжимость. По нити основы ткани с содержанием синтетических волокон растягиваются меньше, по нити утка - значительно больше, а в косом направлении - особенно сильно. Из полимерных материалов, обладающих большой растяжимостью не следует проектировать изделия косого кроя, узкие платья с накладными и прорезными карма-

нами, т. к. ткани в процессе эксплуатации вытягиваются и изделия теряют форму. В данном случае разрабатываются изделия свободной формы малого и умеренного объема.

• Усадка - частичное изменение длины и ширины ткани после увлажнения и влажно-тепловой обработки (хлопчатобумажные, шелковые, шерстяные ткани обладают большой усадкой, синтетические - малой усадкой).

Полезная усадка (присуща чистошерстяным и полушерстяным тканям) позволяет создавать и длительно удерживать форму с помощью влажно-тепловой обработки (оттягивать и сутюживать отдельные участки изделия). Отрицательная усадка - сокращение ткани под воздействием воды и влажно-тепловой обработки. Поэтому ткани подвергаются предварительной декатировке.

• Осыпаемость (отрицательное свойство) - способность ткани осыпаться на срезах (искусственный шелк, шифон). При моделировании необходимо избегать применения подрезов, сложных рельефов, кокеток, прорезных карманов, ластовиц в цельновыкроенных рукавах.

• Упругость (сминаемость) ткани - отрицательное свойство. Ткани, не обладающие упругостью, легко мнутся и их нельзя использовать для слишком узких, прилегающих изделий, драпировок, рюш, складок. Шерстяные ткани мнутся меньше, льняные - наоборот.

• Раздвижка нитей в швах характерна для натурального шелка, искусственных волокон, некоторых хлопчатобумажных тканей. При моделировании следует избегать узких форм.

• Драпируемость - способность ткани образовывать симметрично спадающие округлые складки. Чем мягче ткань с содержанием полимерных волокон, тем выше ее драпи-руемость (пластические свойства материала).

Работая с различными швейными материалами с содержанием синтетических волокон - тканью и трикотажем - художник должен предвидеть их поведение в проектируемом костюме, раскрыть их выразительные качества и способности.

Характер поведения ткани обусловливается волокнистым составом, способом его выработки и отделки. Каждый вид волокон по-своему воздействует на пластику материала, на его возможность образовывать мягкие или жесткие складки, плотную или рыхлую форму. Одни материалы способны сохранять заданную форму без поддерживающих каркасов, другие создают неустойчивую подвижную форму, постоянно изменяющуюся в процессе движения человека. Таким образом, благодаря пластическим свойствам швейных материалов с содержанием синтетических волокон, образуется различный композиционный строй костюма.

Улучшить пластические свойства тканей с содержанием синтетических волокон возможно за счет модификации поверхности материалов потоком низкотемпературной плазмы ВЧЕ-разряда.

В настоящее время в КГТУ проводятся теоретические и экспериментальные исследования по разработке технологий модификации текстильных материалов с использованием потока плазмы высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда [1,2]. В работе рассмотрены вопросы воздействия низкотемпературной плазмы на текстильные материалы, обработанные в различных режимах при определенных энергетических параметрах и длительности обработки с целью улучшения эксплуатационных характеристик и внешнего вида готовых швейных изделий.

Модификация текстильных материалов потоком плазмы ВЧЕ разряда оказывает существенное влияние на физико-механические свойства обрабатываемых полимерных материалов, от которых зависят пластические свойства материалов. В синтетических во-

локнах увеличиваются растяжимость, уменьшается усадка, сминаемость, раздвижка нитей в швах, осыпаемость, что соответственно влияет на пластические свойства исследуемых полимерных материалов.

Результаты работы и их обсуждение

Для определения пластических свойств полимерных материалов были проведены эксперименты на растяжение образцов из ткани при следующем расположением линии действия силы по отношению к основе: 1) вдоль основы; 2) поперек основы; 3) под углом а = 450 к основе; 4) под углом а = 30° к основе (рис.1-2).

Полимерные материалы с содержанием синтетических волокон обрабатывали в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления при Р=33 Па; Оаг = 0,04 г/с; Рр = 1,7кВт; 1 =180с.

Как показали результаты исследования, под воздействием потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления изменение деформации растяжения, формы и размеров ячеек модифицированных образцов под разными углами различно. Наибольшее изменение относительного разрывного удлинения до и после обработки плазмой ВЧЕ-разряда пониженного давления характерно для тканей под углом 45 к нити основы, в результате чего, прямоугольные ячейки превращаются в параллелограммы. В этом случае, чем больше длина перекрытий и меньше число связей контакта, тем больше подвижность тканей.

На рис.1 представлены кривые, характеризующие разрывную нагрузку полушерстяных тканей с содержанием полиэфирных волокон в различных направлениях: по основе в =00 и под углами в =150, в =300, в =450, в =600, в =750, в =900 к нитям основы.

Разрывная нагрузка полушерстяной ткани, Н -о- контрольный образец — модифицированный образец

Рис. 1 - Диаграмма разрывной нагрузки полушерстяных тканей при растяжении в различных направлениях

Рис. 2 - Диаграмма разрывного удлинения полушерстяных тканей при растя жении в различных направлениях

Наряду с повышением относительного разрывного удлинения, разрывная нагрузка модифицированных тканей под углами от 150 до 750 к нити основы уменьшается в тканях полотняного переплетения до 17% и на 30% в тканях саржевого переплетения. Под углом 450 нити напрягаются больше, и разрывная нагрузка уменьшается в тканях полотняного переплетения до17% и в тканях саржевого переплетения до 30%, а под углами 300и 600 нити напрягаются меньше, в основном это обусловлено переплетением тканей.

На основе исследований установлено, что под углом 450 к нити основы в тканях полотняного переплетения после воздействия ВЧЕ-плазмы относительное разрывное удлинение чистошерстяных волокон увеличивается на 24% , а в полушерстяных тканях с содержанием ПЭ волокон (в составе шерсть - 30% и ПЭ - 70%) 8р увеличивается на 29,8% (рис.2).

Сложный характер деформации вызывает неравномерность удлинения отдельных участков образцов. Под углом 150 к нити основы в полушерстяных тканях удлинение увеличивается до 22,5%. Под углами 30° и 600 к нити основы удлинение увеличивается до 28%; под углом 75° к нити основы в шерстесодержащих до 23,6%.

Таким образом, относительное удлинение тканей под углом 15° к нити основы меньше, чем под углами 30°, 45°, 60° и 75°, так как возможность распрямления продольных нитей ограничена, и при распрямлении нити напрягаются, поэтому при разгрузке быстро релаксируют; в основном это обусловлено видами волокна и переплетением тканей.

Объектами для исследования изменения линейных размеров полимерных материалов с содержанием 100% ПЭ волокон являлись плательные ткани, прошедшие обработку в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления (рис.3).

• I ЦИКЛ —II ЦИКЛ

ВТО + увлажнение

I цикл II ЦИКЛ

Плазменная обработка +увлажнение + ВТО

Рис. 3 - Полярная диаграмма анизотропии относительно уменьшения усадки плательных тканей с содержанием 100% ПЭ после термовлажностных воздействий

Для образцов плательных тканей с содержанием 100% синтетических ПЭ волокон относительное уменьшение усадки достигает в первом и втором циклах обработки на 7 % и 18% под воздействием ВТО + увлажнение. В полимерных материалах, модифицирован-

ных плазмой, происходит уменьшение усадки под углами 450 и 30° после первого цикла обработки ВТО до 25%, а после второго цикла до 35% (рис.3), так как в направлении 450 отмечалось наибольшее удлинение полимерных материалов.

Заключение

Проектируя новую форму костюма, необходимо помнить о соподчиненности пластики силуэта с пластикой всех его деталей и элементов. Единство композиции предмета достигается тогда, когда в ней существует связь между целым и частями. Если силуэт решен в одном пластическом ключе, а его элементы в другом, то может возникнуть противоречие между деталями и целым, а это ведет к несостоятельности композиционного решения.

Установлен оптимальный диапазон изменения значений параметров обработки потоком плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления, в пределах которого происходит изменение физи-ко - механических свойств текстильных материалов: расход плазмообразующего газа аргона и воздуха от 0 до 0,05 г/с; продолжительность обработки - т=60 - 180с; давление в рабочей камере от 26 до 53 Па; частота поля - 1=13,56 МГц и мощность разряда от 0,2 до 2,0 кВт.

Эксперименты показали, что на пластические свойства тканей оказывают влияния не только режимы обработки плазмой ВЧЕ разряда, но и волокнистый состав полимерных материалов и такие физико - механические свойства, как растяжимость, усадка, осыпаемость, упругость (сминаемость), раздвижка нитей в швах и драпируемость.

В соответствии с улучшением пластических свойств полимерных материалов плазменной обработки можно проектировать и создавать модели сложных форм и конструкций.

Литература

1. Абдуллин И.Ш., Хамматова В.В. Влияние потока низкотемпературной плазмы на свойства текстильных материалов (монография) / И.Ш. Абдуллин, В.В. Хамматова. - Казань: Изд - во Казан. ун -та, 2003. -216 с.

2. Абдуллин И.Ш., Хамматова Э.А., Хамматова В.В. Влияние потока плазмы на микроструктуру и свойства текстильных материалов для проектируемых моделей одежды. / И.Ш. Абдуллин, Э.А. Хамматова, В.В. Хамматова //Вестник Казан. технол. ун-та. - № 6. -2010. - С. 59-64.

© В. В. Хамматова - д-р техн. наук, проф., зав. каф. дизайна КГТУ, [email protected];

Э. А. Хамматова - студ. КГТУ.