Ткань
FABRIC

Настоящее изобретение относится к ткацкому производству текстильной промышленности, а именно к ткани, которая формируется двухслойным переплетением класса главных, производных, комбинированных, сложных.
Способов построения тканых узоров в виде клеток, прямоугольников имеется множество за счет использования знакопеременных переплетений класса главных, производных, комбинированных и сложных, использования цветных нитей как в направлении основы, так и в направлении утка. Для выработки таких тканей используют ткацкий станок, имеющий одну систему основных нитей и одну систему уточных нитей.
Известен патент №2041989 (Пат. 2041989 Российская Федерация, МПК D03D 15/00. Ткань / Некрасова Н.И., Лаврентьева Е.П. и др.; заявитель и патентообладатель: Центральный научно-исследовательский институт х/б промышленности; Всероссийский научно-исследовательский институт льняной промышленности - №93019447/12 заявл. 14.04.1993; опубл. 20.08.1995, Бюл. №26 - 4 с.)
Ткань выполнена из основных и уточных нитей из хлопкового волокна, льняного очеса и короткого льняного волокна при равном соотношении льняных компонентов, хлопок 30-60, льняной очес 5-15, короткое льняное волокно 5-15, высокомодульное вискозное волокно 20-40. Ткань имеет поверхностную 130-230 г/м2 при количестве основных нитей 160-220 на 10 см, а утка 140-200 на 10 см.
Однако, состав основных и уточных нитей на базе хлопкового волокна, котонина льна, льняного очеса и высокомодульного вискозного волокна вызывает технологическую проблему выработки такой пряжи на кольцевой прядильной машине по причине модальной длины волокон в смесовом компоненте. Длина волокон хлопка, котонина, вискозы очень близки (22-38 мм), а льняной очес имеет большую длину (80-120 мм) и каким образом возможно приготовление и прядение смеси. При этом не указан какой льняной очес используют по ГОСТ 53486-2009. В описании изобретения по патенту №2041989 нет информации для какого номера пряжи используют микс хлопка, котонина, вискозы и льняного очеса. Линейные плотности волокон хлопка, котонина, вискозы очень близки, а волокна льняного очеса значительно толще, поэтому вырабатывать можно пряжу низкой линейной плотности так как волокон в срезе должно быть достаточно для создания определенной прочности пряжи и коэффициента вариации по разрывной нагрузке. Наличие низкого номера пряжи ограничивает ассортимент и качество тканей, полученных из этой пряжи.
За прототип принят патент №2341597 (Пат. 2341597 Российская Федерация, МПК D03D 15/04, Ткань, предназначенная для обеспечения, по меньшей мере, одной постоянной складки и способ ее изготовления / М.М. Лодевейк; заявитель и патентообладатель Людвиг Свенссо Б.В. - №2005138108/12; заявл. 07.05.2004, опубл. 20.12.2008, Бюл. №35 - 7 с.: ил.). В ткани формируют по меньшей мере одну постоянную складку, в которую вплетены по меньшей мере одна усадочная нить. Усадочная нить или усадочные нити проложены в ткани в общем направлении, поперечном к зоне образования складки. Изобретение позволяет зарабатывать усадочные нити в ткань простым и быстрым способом, что обеспечивает повышение скорости выработки ткани и снижает стоимость ее изготовления. В данном изобретении используют эластичную пряжу, которая начинает работать в процессе отделки ткани путем воздействия на ткань паром, химией, ультразвуком, температурой. После обработки эластичная нить или группа нитей начинает уменьшаться в размере за счет чего происходит стягивание элемента ткани с образованием складки.
Однако, складки, получаемые при использовании усадочной нити или группы нитей при производстве ткани, имеют не устойчивую структуру и трудно прогнозируемую для создания конкретного эффекта, что создает хаотичное стягивание складок и возможна масса отклонений от задуманной структуры.
В тканях с усадочными нитями или группой нитей трудно спрогнозировать качество складок как в направлении основы, так и в направлении утка. Исправить брак после обработки, наработанной ткани паром, химией, ультразвуком, температурой невозможно. Каждый элемент получаемой новой ткани должен иметь набор образцов, наработанных практическим путем. Это создает определенные трудности в проектировании ткани со складками, требует дополнительных ресурсов и трудозатрат на создание коллекции образцов.
Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента вырабатываемых тканей, отличающихся материалом, структурой пряжи основы и утка, имеющих различную усадку.
Указанный технический результат достигается тем, что ткань, содержащая нити основы и утка с различной усадкой, отличающаяся тем, что ткань формируют путем получения новой структуры двухслойной ткани за счет разницы удлинения нитей верхнего слоя относительно нижнего, при этом нити ткани верхнего слоя являются арматурой нитей нижнего слоя для уменьшения деформации нитей нижнего слоя, использование в структуре ткани пряжи различной толщины в диапазоне от 166% до 586% позволяет формировать структурно выступающую клетку из лубяных волокон с содержанием пеньки 22% над поверхностью лицевой и изнаночной сторон ткани, применение нитей в ткани с различной усадкой позволяет армировать хлопчатобумажную ткань нижнего слоя оческовой пряжей мокрого прядения Т = 86,2 текс верхнего слоя, что позволяет иметь низкий процент бытовой усадки не более 2,5% как в направлении основы, так и в направлении утка.
Технический результат достигается по следующим причинам. Американские исследователи Л. Бэтси и Р. Гоффман в 1950 г. ввели характеристику относительной податливости волокон С (Compliance ratio), которая применяется в США и Великобритании в настоящее время.
10
5
10
С=2/σ-1/σ где σ - напряжения при деформации, равной 10%
5
σ - напряжения при деформации, равной 5%
Значение этих напряжений определяется по диаграмме растяжений. Для жестких, малорастяжимых волокон (стекловолокно, лубяные волокна) С = 0, при этом чем податливее волокно, тем значение С выше. Делая вывод из вышеизложенного для лубяных волокон характеристика относительной податливости волокон С минимальна и приравнивается к 0. Вместе с этим и усадка нитей верхнего слоя, состоящих из лубяных волокон 78% лен и 22% пеньки тоже будет минимальна. (Кукин Г.Н. Текст. материаловедение (в-на и нити): учеб. пособие для Вузов / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков, под общ. ред. Г.Н. Кукина; г. Москва, Легпромиздат, 1989. Изд. 2-е переработ, и доп. с. 133)
Технический результат достигается также и посредством получения новой структуры двухслойной ткани, полученной путем расположения между нитями нижнего слоя более толстых и прочных нитей верхнего слоя. При соединении двух слоев ткани получены дополнительные свойства, которые несут комфорт и здоровье обладателю тканого изделия. Поэтому ткань желательно использовать в непосредственной близости к человеку: домашний текстиль, одежда, интерьер помещений, мебель.
Ткань формируют путем получения новой структуры двухслойной ткани за счет разницы удлинения и усадки верхнего слоя 1 относительно нижнего 2. Нити ткани верхнего слоя 1 являются арматурой нитей нижнего слоя 2 для уменьшения деформации нитей нижнего слоя 2. Разница удлинения верхнего слоя 1 должна быть меньше удлинения нижнего слоя 2.
Использование в структуре ткани пряжи различной толщины в диапазоне от 166% до 586% позволяет формировать структурно выступающую клетку 3 из лубяных волокон с содержанием пеньки 22% над поверхностью лицевой и изнаночной сторон ткани. Применение нитей в ткани с различной усадкой позволяет армировать хлопчатобумажную ткань нижнего слоя 2 оческовой пряжей мокрого прядения Т = 86,2 текс верхнего слоя1. Это способствует низкому проценту бытовой усадки не более 2,5% как в направлении основы, так и в направлении утка (фиг. 2).
В нашем случае формирование происходит за счет двухслойного переплетения. Нижний слой (рис. 2, фиг. 2) ткани вырабатывается из пряжи высокой линейной плотности 20 текс и с высокой уработкой основных нитей в процессе ткачества и с максимальной плотностью как в направлении основы, так и в направлении утка. Верхний слой (рис. 1, фиг. 2) вырабатывается из пряжи низкой линейной плотности 86,2 текс и с малой уработкой в процессе ткачества. Формируется в той же плоскости, что и нижний слой путем расположения между нитями нижнего слоя. Это дает возможность получить двустороннюю ткань, что важно в процессе эксплуатации ткани. При выработке ткани используют две системы основных нитей, расположенных на разных навоях, т.е. используют двухнавойный ткацкий станок.
В утке также используют две системы уточных нитей, работающих с разных накопителей. Определим отношение толщины нитей верхнего слоя к толщине нитей нижнего слоя в %:
Материал нижнего слоя 2 состоит из пряжи х/б кардной Nм = 50, Т = 20, полученной классическим пневмомеханическим способом прядения. Физико-механические показатели пряжи прилагаются. Испытания проводились в аттестованной промышленной лаборатории ООО «Навтекс», где зафиксировано удлинение пряжи при разрыве 3,9%.
Физико-механические показатели пряжи №50Т20 «Бунедкор»
Пряжа верхнего слоя (рис. 1, фиг. 2) состоит из лубяных волокон, полученная оческовым прядением мокрым способом.
Пряжа х/б Nм = 50, T = 20 получена классическим сухим способом прядения, а оческовая пряжа из лубяных волокон Nм = 11,6; Т = 86,2 т
(78% лен, 22% пенька) получена мокрым способом прядения, т.е. формирование пряжи происходит в мокром состоянии волокон, что кординально влияет на уменьшение упругой и пластической деформации волокон и самой пряжи. Это отражено в физико-механических показателях оческовой пряжи, полученных в аттестованной лаборатории ООО ЯЛМ г. Приволжск, удлинение при разрыве 1,9%.
В результате испытаний пряжи №11,6 (очес льняной, пенька 22%, варка) получены следующие показатели:
Данные лаборатории подтверждают историю лубяных волокон из которых делали канаты, веревки с малым удлинением и высокой разрывной нагрузкой. В нашем случае между х/б нитями нижнего слоя 2 располагаются нити верхнего 1 слоя из оческовой пряжи, полученной мокрым способом прядения.
Величина удлинения нитей нижнего слоя 3,9%, а верхнего 1,9%, т.е. разница величин удлинения более чем в два раза, что говорит об армировании нитей нижнего слоя нитями верхнего слоя для удержания от деформации нитей нижнего слоя. Нити основы верхнего и нижнего слоев переплетаясь образуют единую армированную ткань.
Пряжа верхнего слоя состоит из лубяных волокон, полученная оческовым прядением мокрым способом. Отмечаем, что пряжа х/б Nм = 50; Т = 20 получена классическим пневмомеханическим способом прядения, а оческовая пряжа из лубяных волокон Nм = 11,6, Т = 86,2 (78% лен, 22%) пенька) получена мокрым способом прядения, т.е. формирование пряжи происходит в мокром состоянии из лубяных волокон, что координально влияет на уменьшение упругой и пластической деформации волокон и самой пряжи.
Пряжа х/б кардная 12-100 Текс, разрывная нагрузка 132 сН-940 сН, разрывное удлинение 6-9%.
2
3
Пряжа льняная мокрая пр. 34-200 Текс, разрывная нагрузка 5,6 10-3,9 10 сН, разрывное удлинение 4-5%
Определяем усилие на разрыв, которое необходимо приложить к х/б пряже Т = 20
100 Текс-940 сН
20 Текс-х = 188 сН
Определяем усилие на разрыв, которое необходимо приложить к оческовой пряже мокрого способа прядения Т = 86,2
200 Текс-3900 сН
86,2 Текс-х = 1680 сН
Из расчета видно, что для разрушения оческовой пряжи мокрого прядения
Т = 86,2 потребуется усилие 1680 сН, что в 8,9 раз больше, чем разрушить х/б пряжу Т = 20 Текс-х = 188 сН
Вывод: основные виды нагрузок, которые будет испытывать ткань, примут на себя нити верхнего слоя, т.е. арматура.
Такая конструкция ткани предполагает долговечность и низкую бытовую усадку не более 2,5% как в направлении основы, так и в направлении утка.
(Кукин Г.Н. Текстильное материаловедение (волокна и нити): учебное пособие для вузов / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков; под общ. ред. Г.Н. Кукиной; Москва, Легпромиздат, 1989 - Изд. 2-е перераб. и доп., с. 130)
Изобретение поясняется чертежами:
На фиг. 1 показан рисунок заявляемой ткани в натуральном выражении;
на фиг. 2 изображен заправочный рисунок заявляемой ткани;
на фиг. 3 показана технологическая заправка ткацкого станка.
Основные нити нижнего слоя расположены на ткацком навое 1, далее основные нити проходят скало 2, ламельный прибор 3, галево ремиз 4 и зубья берда 5. Основные нити верхнего слоя расположены на ткацком навое 6, далее основные нити проходят скало 7, ламельный прибор 3, галево ремиз 4 и бердо 5. Сформированная за счет ткацкого переплетения единая ткань, состоящая из верхнего и нижнего слоев огибает вальян 8, валики товароотведения 9 и навивается на товарный валик 10.
Сущность изобретения заключается в использовании в строении ткани пряжи в основе и утке с различной усадкой. Верхний слой вырабатывается из пряжи оческовой из лубяных волокон (78% лен и 22% пенька), полученной мокрым способом прядения низкой линейной плотности номером метрическим 11,6 (86,2 текс), что армирует нижний слой ткани, которая вырабатывается из пряжи х/б кардного пневмомеханического способа прядения метрическим номером 50 (20 текс).
Для выработки двухслойной ткани используют две системы нитей основы, расположенных на разных навоях. Это связано с различной уработкой нитей основы верхнего и нижнего слоев и двух систем нитей утка.
Выработку таких тканей необходимо производить на ткацких станках, оснащенных экцентриковыми и кареточными зевообразовательными механизмами. Верхний и нижний слои вырабатываются полотняным переплетением. Нижний слой ткани вырабатывается из пряжи высокой линейной плотности 10 текс-29 текс с высокой уработкой в процессе ткачества. Верхний слой формируется в той же плоскости, что и нижний слой методом расположения между основными и уточными нитями нижнего слоя. Это дает возможность получить двустороннюю ткань, что очень важно в процессе эксплуатации.
Для построения ткани необходимо две системы основных нитей, расположенных на разных навоях, это связано с различной уработкой основной пряжи верхнего и нижнего слоев. Кроме того для формирования потребуется две системы нитей утка, которые работают с различной уработкой уточных нитей верхнего и нижнего слоев (фиг. 3)
Рассмотрим конкретный пример ткани.
Сырье нижнего слоя: Основа Т = 20 текс-пряжа 100% х/б кардная пневмомеханического способа прядения. Уток Т = 20 текс-пряжа 100% х/б кардная пневмомеханического способа прядения. Переплетение нижнего слоя полотняное (фиг. 2).
Сырье верхнего слоя: Основа-пряжа оческовая из лубяных волокон (78% лен, 22% пенька), полученная мокрым способом прядения. Т = 86,2 текс. Переплетение верхнего слоя полотняное (фиг. 2)
Уток-пряжа оческовая из лубяных волокон (78% лен, 22% пенька), полученная мокрым способом прядения.
Построение узора заключается формированием ярко выраженной клетки 2 см × 2 см с рассечкой неярко выраженной границы по середине квадрата 2 × 2 см (фиг. 1) Ярко выраженная граница клетки 2 см × 2 см формируется за счет ввода четырех нитей оческовой пряжи мокрого прядения Т = 86,2 текс как в направлении основы, так и в направлении утка. Неярко выраженная граница формируется двумя нитями оческовой пряжи и мокрого прядения Т = 86,2 т. (фиг. 1)
Раппорт по основе: 4н.верх.сл.+12н.ниж.сл.+2н.верх.сл.+12н.ниж.сл.=30н.
Раппорт по утку: 4н.верх.сл.+12н.ниж.сл.+2н.верх.сл.+12н.ниж.сл.=30н.
Согласно приведенному примеру раппорт по основе и утку составляет 30 н, из них:
бнитей арматуры пряжи оческового прядения основы и утка; основы и утка верхнего слоя Т = 86,2; 24 нити заполнения узора пряжи основы и утка нижнего слоя; 100% х/б пневмопрядения Т = 20.
1.Определяем разрывное усилие группы нитей арматуры верхнего слоя (Карм.):
6×1680 сН = 10080 сН
2.Определяем разрывное усилие группы нитей заполнения нижнего слоя (Кн. з.):
24×188 сН = 4512 сН
3.Определяем разницу разрывной нагрузки группы нитей арматуры относительно группы нитей заполнения в раппорте узора:
10080/4512×100% = 223%
Это обстоятельство доказывает, что оческовая пряжа является арматурой в масштабе художественного узора и всей ткани.
При построении художественного узора необходимо руководствоваться отношением, полученным практическим путем:
К арм.о. х R нит.арм.о./К нит.зап.о.х R нит.зап.о.х 100% ≥ 110%;
К арм.у.х R нит.арм.у./К нит.зап.у.х R нит.зап.у.х 100% ≥ 110%, где К нит.арм.о. - количество армированных нитей основы в раппорте узора;
К нит. зап. о. - количество нитей заполнения основы нижнего слоя в раппорте узора;
R норм.о. - разрывное усилие армированных нитей основы верхнего слоя;
R нит.зап.о. - разрывное усилие нитей заполнения по основе нижнего слоя в раппорте узора;
К нит.арм.у. - .количество армированных нитей утка верхнего слоя;
К нит.зап.у. - .количество уточных нитей заполнения нижнего слоя;
R нит.арм.у - величина разрывного усилия уточной оческовой пряжи верхнего слоя;
R нит.зап.у. - величина разрывного усилия уточной пряжи нижнего слоя. Дополнительные свойства, которые получила новая ткань:
1. Применение ткани с различной усадкой позволяет армировать х/б ткань нижнего слоя оческовой пряжей мокрого прядения Т = 86,2 текс верхнего слоя. Это обстоятельство позволяет иметь низкий процент бытовой усадки, не более 2,5% как в направлении основы, так и в направлении утка.
2. Использование в структуре ткани пряжи различной толщины в диапазоне от 166% до 586% позволит формировать структурно выступающую клетку из лубяных волокон с содержанием пеньки 22% над поверхностью лицевой и изнаночной сторон ткани. Сетка из лубяных волокон с содержанием пеньки является естественным массажором при эксплуатации тканого изделия.
3. Наличие х/б пряжи нижнего слоя оческовой пряжи из лубяных волокон верхнего слоя позволяет построить множество художественных узоров на поверхности ткани, что не ограничивает ассортимент разработки.
4. Присутствие в ткани волокон пеньки придает ткани новые свойства: гипоаллергенность, нормализует статическое электричество и, как следствие, снижает притяжение пыли из взвеси воздуха, уменьшает запах пота, впитывает капельную влагу и не дает развиваться болезнетворным бактериям на поверхности кожи.