Применение синтетических полимеров в чулочно-носочном производстве. Обзор современных разработок

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 675

О. Е. Гаврилова, Л. Л. Никитина, Н. С. Канаева, О. Ю. Геркина

ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ В ЧУЛОЧНО-НОСОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ РАЗРАБОТОК

Ключевые слова: синтетические полимеры, чулочно-носочное производство, эргономичность, гигиеничность, основные

технологические этапы.

Современное производство чулочно-носочных изделий в настоящее время неотъемлемо от использования полимерных материалов. Производство чулочно-носочных изделий с хорошим внешним видом и обладающих свойствами, соответствующими оптимальным параметрам микроклимата, высокими прочностными свойствами, возможно лишь на основе рационального использования синтетических и натуральных полимеров. В статье рассматривается современное состояние и разработки в чулочно-носочном производстве, отмечены перспективные направления исследований для создания изделий данной группы, соответствующих образу жизни современного человека и удовлетворяющих весь спектр его потребностей.

Keywords: synthetic polymers, hosiery manufacture, ergonomics, hygiene, basic technological stages.

Modern manufacturing of hosiery at the present time based on use of polymeric materials. The production of hosiery with good get-up and having properties comply with the optimal parameters of microclimate, high strength properties, is possible only on the basis of the rational use of synthetic and natural polymers. The article discusses the current state of and developments in hosiery production, noted the long-term trends of research to create products of this group, which comply with the lifestyle of modern man and satisfy the full range of his needs.

Введение

Использование полимерных материалов имеет большое значение в развитии легкой промышленности, поскольку именно применение новых материалов способствует ее росту. Одной из составляющих конкурентоспособности изделий легкой промышленности является повышение ее качества. Использование синтетических полимеров позволяет придать материалам новые свойства и улучшить старые, повышая качество изделий.

Синтетические полимеры - это высокомолекулярные химические соединения, которые могут образовываться в результате полимеризации, поликонденсации и

полимераналогичных превращений мономерных звеньев. Первые разработки синтетических полимеров были осуществлены еще в 1838 году, а их промышленное производство началось в первой половине 20 века. В настоящее время синтетические полимеры широко применяются во всех областях производства и быта.

Например, современные разработки в текстильной промышленности, такие как создание материалов с включенными в структуру текстильного материала полимерными волокнами, использование полимерных покрытий,

модификации структуры исходных полимеров и т. д., способствуют производству швейных изделий с улучшенными гигиеническими, защитными, эстетическими свойствами [1].

Синтетические полимеры широко применяются в производстве швейных изделий различных ассортиментных групп: производстве специальной

(защитные костюмы), спортивной и бытовой одежды. Говоря об использовании синтетических полимеров в бытовой одежде, особенно стоит выделить производство чулочно-носочных изделий, поскольку в настоящее время оно осуществляется в основном с применением современных полимерных материалов для получения износостойких, эластичных, гигиеничных изделий с хорошим внешним видом.

Основная часть

В чулочно-носочный ассортимент входят изделия из трикотажных полотен, надеваемые непосредственно на тело и покрывающие нижнюю часть туловища и ноги, включая ступни. Трикотажное полотно, применяемое в производстве чулочно-носочных изделий, - это текстильный материал, в котором пряжа или нити, изогнутые в процессе вязания, имеют сложное пространственное расположение, образуя петли.

Современные модели изделий чулочно-носочного ассортимента отличаются разнообразием цветов, волокнистого состава, видов переплетения, а потребность в них на мировом рынке с введением новой моды и новых технологий только растет. Конкурентоспособность промышленной продукции определяется совокупностью свойств этой продукции, входящих в состав ее качества, а также ее способностью выполнять определенные функции, которые необходимы для эксплуатации изделия.

Говоря о функциях чулочно-носочных изделий, особенно следует выделить утилитарную, включающую в себя физиолого-гигиеническую и защитную функции, поскольку здесь наблюдается

особенно тесное взаимодействие элементов в системе «человек - одежда». Физиолого-гигиенические функции определяют удобство одежды (степень приспособленности одежды к человеку) в статике и динамике, и комфортные условия микроклимата.

Комфортные условия микроклимата

характеризуются основными гигиеническими показателями, такими как: гигроскопичность материала, воздухопроницаемость, суммарное тепловое сопротивление, удельное электрическое сопротивление и наличие препарации (содержание веществ, отрицательно влияющих на организм человека).

Удобство чулочно-носочных изделий или их эргономичность, обеспечивается следующими показателями:

- соответствие их размерам и форме ноги. Основными параметрами, которые характеризуют форму ноги является длина следа (для чулочно-носочных изделий); для колготок, кроме длины следа, учитывается также полуокружность туловища на уровне бедер (для женщин) и на уровне груди (для детей);

- правильная облегаемость - плотное прилегание к ногам и нижней части тела, с исключением излишнего давления, не ограничивающее свободу движений;

- качественное исполнение швов и элементов изделия (борта, торса, ластовицы, следа, пятки и др.) Так, наличие плоских швов обеспечивает больший комфорт в процессе носки.

В настоящее время достаточно большое значение имеет оформление отдельных элементов чулочно-носочных изделий не только женского, но и мужского ассортимента, обусловленное

современными модными тенденциями и особенностями деформации в результате наибольшего истирания в процессе носки на отдельных участках. Конструктивно разнообразие чулочно-носочных изделий в настоящее время приближается к оптимальному. Например, женские колготки имеют завышенную и заниженную талию, усиленную носочную (либо наоборот без усиления в носочной части для использования с ремешковыми туфлями) или пяточную части, ластовицу. Они могут быть даже массажными, корректирующими, моделирующими, поддерживающими с

распределенным давлением, профилактическими, а также термоколготками (аналог термобелья), с бактерицидным эффектом.

Ассортимент мужских, женских и детских носков на сегодняшний день также отличается большим разнообразием. Это и «медицинские» с ослабленной резиночной частью, и заниженные для летнего использования, и спортивные с усиленными участками в зависимости от назначения (вида спорта), и антибактериальные, и термоноски для применения при пониженных температурах, и носки-перчатки с отделениями для каждого пальца. Как правило, конструктивно носки представляют собой соединение следующих частей: борт (двойной или одинарный), паголенок, пятка (высокой или

низкой, реверсной или круговой, классической или Y-образной, левой и правой), следа, кольцевого усиления и мыска. Выполнение изделий со свойствами, соответствующими представленным показателям возможно лишь с использованием синтетических полимеров.

Главным сырьем для женских чулочно-носочных изделий являются нейлон и капрон, которые относятся к полиамидным волокнам и обладают сходными свойствами. Между капроном и нейлоном имеются небольшие отличия. Нейлон - найлон-66 или анид, получают путем поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Капрон - найлон-6, получают полимеризацией капролактама. Для потребителя нет существенной разницы между капроном и нейлоном.

Включение полиамидных волокон в структуру чулочно-носочных изделий позволяет придать им высокую прочность (наиболее прочный из текстильных полимеров, уступающий только льну, в мокром состоянии его прочность снижается лишь на 2-12%.), стойкость к истиранию (в 10 раз превосходит хлопок, в 20 - шерсть и в 50 - вискозу), эластичность, малоусадочность в процессе стирки, несминаемость, устойчивость к воздействию химических веществ, низкий коэффициент трения при минимальной массе.

К недостаткам полиамидных волокон можно отнести низкую гигроскопичность и повышенную электризуемость, неудовлетворительная стойкость к воздействию света и ультрафиолетовых лучей (потеря цвета, повышение жесткости и ломкости). Добавление различных стабилизаторов позволяет устранять большинство вышеперечисленных недостатков.

Включение 20% полиамидного волокна в смесь с шерстяными или полиакриловыми увеличивает износостойкость готового изделия в четыре раза. Добавление 10-15% полиамидного волокна позволяет сохранить гигроскопичность натуральных материалов, но существенно повысить износостойкость и срок службы изделия до физического износа. Полиамидное волокно подвержено неблагоприятному воздействию высоких температур, поэтому изделия из него стирают при температуре не выше 40°С, утюжат при низком нагреве и без использования пара, несмотря на это изделия хорошо стираются и быстро сохнут [2].

Внешний вид и потребительские качества готовых изделий зависят не от свойств полимера, лежащего в основе, а, главным образом, от технологии производства волокон и нитей и используемых добавок. Чулочно-носочные изделия могут иметь в структуре антибактериальные акриловые волокна, полипропилен, вискозу, мерсеризованный хлопок, лайкру, микрофибру, текстурированные волокна, волокна бамбука, смесь шерсти и акрила. Плотность (den) чулочно-колготочной капроновой продукции определяется составом смеси и толщиной нитей.

Для улучшения эргономических показателей качества используется нейлон с добавлением эластана. Ассортимент эластанов

(высокоэластичных волокон и нитей: спандекс,

лайкра и др.) представляет собой полиуретановые волокна, которые имеют характеристики резины. При растяжении материал, в котором используется эластан, легко возвращается к первоначальной форме, очень комфортен, но при этом абсолютно безопасен, что позволяет с успехом его применять, даже в производстве чулочно-носочных изделий для детей.

По результатам анализа рынка, было выявлено, что наличие чулочно-носочных изделий, содержащих определенную долю эластановых нитей, составляет 60-70%. В обработке эластана используют два основных метода: эластичная нить либо оборачивается вокруг другой неупругой нити (хлопковой или шерстяной), либо вплетается в ткань, изготовленную из других волокон. Как показывают исследования, хороший

поддерживающий эффект обеспечивает содержание эластановых нитей в количестве 7 - 12%.

Разновидностью нейлона являются

разработанные на его основе волокна, обладающие усовершенствованным рядом качеств. Тактель - это торговая марка полиамидного волокна, изобретенного и производимого только фирмой Invista. В отличие от нейлона, тактель характеризуется мягкостью и драпируемостью, располагает широким спектром блеска (от искрящегося и радужного до абсолютно матового, бархатистого) и новыми поверхностными эффектами. Способ изготовления тактеля позволяет добиться повышенной ветронепроницаемости, ткань «дышит», быстро сохнет, легко стирается и обладает высокой износостойкостью.

Мерил - зарегистрированный знак компании Nylstаr. Это полиамидное волокно, отличающееся способностью предотвращать возникновение статистического электричества, обеспечивая необходимый баланс между окружающей средой и человеческим телом. За счет специальной структуры полости внутри волокон мерил на 25-30% легче волокон полиамида.

Акриловые волокна или нитрон получают путём формования из растворов полиакрилонитрила или его производных.

Акриловые волокна - теплые и легкие. Чаще всего используются в производстве повседневных и спортивных носков. Основные свойства: мягкость, эластичность, легкость в уходе, возможность окрашивания в большое количество цветов и способность впитывать влагу.

Модификацией акрила является дралон -зарегистрированная торговая марка компании BAYER. Благодаря своим свойствам дралон нашел применение в производстве чулочно-носочной продукции. По внешнему виду и способности сохранять тепло он напоминает шерсть, что позволяет использовать его при производстве зимних носков. Обладает хорошей воздухопроницаемостью, прочностью и легкостью, хорошо абсорбирует влагу, создает комфорт при носке, формоустойчив.

Антисептическими свойствами обладает амикор - акриловое волокно, предотвращающее развитие

бактерий за счёт эффективного действия частиц триклозана. Триклозан - вещество, оказывающее антибактериальное и противогрибковое

воздействие. Амикор используют в сочетании с натуральными, искусственными и синтетическими волокнами. Антибактериальные свойства сохраняются при более чем 200 стирок.

Широкий ассортимент чулочно-носочных изделий, включая цветные изделия, изделия с лайкрой, с сеткой, с различными рисунками и традиционные эластичные модели позволяют получать не только полимерные материалы, но и современное оборудование. Швейные машины с поигольным отбором в каждой системе, используемые для сшивания заготовок, оборудованы петлеобразующими клиньями, которые позволяют создавать различные варианты петель, регулируемые пошаговым мотором. Данное высокотехнологичное оборудование имеет компьютерное управление, электронный контроль функций и автоматическую диагностику выполняемых операций.

Технология производства капроновых чулочно-носочных изделий практически идентична технологии производства хлопчатобумажных и шерстяных изделий, однако требует применения различных видов оборудования. Производство включает следующие основные этапы: изготовление трубообразных заготовок на кругловязальных автоматах; обработка заготовки при помощи оверлока и плоскошовной машины; термофиксация при помощи формовочного автомата; окрашивание в красильном аппарате; упаковка. Получение ажурного узора на поверхности чулочно-носочных изделий из капроновых и вискозных волокон осуществляется при помощи специальных шаблонов нанесением раствора кислоты. Под воздействием высокой температуры вискозные волокна в отличие от прозрачного капрона разрушаются кислотой, создавая ажурный рисунок. Флокирование применяется для получения объемного узора из короткого ворса (до 2 мм). Для этого предварительно по шаблону на материал наносится клейкое вещество, затем материал помещается в электростатическое поле, и подаются ворсинки, скрепляющиеся с материалом по контуру рисунка, на непроклеенных участках ворсинки не фиксируются и удаляются стряхиванием.

Выводы

Как показал обзор современных разработок в чулочно-носочном производстве применение синтетических полимеров и использование высокотехнологичного оборудования позволяют обеспечить весь спектр необходимых на сегодняшний свойств рассматриваемых изделий. Наибольшее число инновационных разработок внедряются в производство изделий спортивного, туристического и военного назначения. Перспективным направлением разработок в производстве чулочно-носочных изделий является обеспечение традиционных изделий

дополнительными функциями, соответствующими современному образу жизни человека.

Так, например, уже сегодня в Великобритании разработаны колготки, выполняющие роль лосьона для автозагара благодаря пропитке специальным оттеночным составом и веществами тонких нитей-волокон, придающих цвет коже. В состав пропитки входит натуральный пигмент растительного происхождения, который является основной составляющей лосьонов для загара. Для получения эффекта загара изделие необходимо эксплуатировать в течение двух часов. Рассматриваемые колготки достаточно практичные, что позволяет их подвергать стирке и повторно использовать, однако эффект окрашивания после стирки пропадает. Другой разработкой британских производителей являются функциональные колготки, волокна которых содержат микрокапсулы с кофеином, способствующие похудению с антицеллюлитным эффектом.

Для расширения поля подобных разработок необходима интеграция производства и различных отраслей науки таких, как медицина, антропология, фармацевтика, биология, химия, физика и др. Перспективными также являются разработки с применением нанотехнологий.

Литература

1. Никитина Л.Л. Создание изделий легкой промышленности с улучшенными потребительскими свойствами с применением полимерных материалов / Л.Л.Никитина, О.Е.Гаврилова // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, № 19. -С. 110-111.

2. Гаврилова О.Е. Применение перспективных полимерных материалов в легкой промышленности для повышения качества изделий / О.Е.Гаврилова, Л.Л.Никитина // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, № 18. - С. 96-99.

© О.Е. Гаврилова - канд. пед. наук, доцент кафедры конструирования одежды и обуви КНИТУ, E-mail: oegavrilova@mail.ru, Л. Л. Никитина - канд. пед. наук, доцент той же кафедры, E-mail: naik@bk.ru, Н. С. Канаева - магистр кафедры конструирования одежды и обуви КНИТУ, E-mail: natta1893@mail.ru; О. Ю. Геркина - магистр той же кафедры, E-mail: oksana.gerkina@mail.ru.

© O. E. Gavrilova - edging. ped. sciences, associate professor of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university». E-mail: oegavrilova@mail.ru; L. L. Nikitina - edging. ped. sciences, associate professor of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university». E-mail: naik@bk.ru, N. S. Kanaeva - master of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university», E-mail: natta1893@mail.ru; O. Yu. Gerkina - master of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university», E-mail: oksana.gerkina@mail.ru