Разработка технологического процесса и технологической документации на изготовление детской куртки

Одной из крупнейших отраслей легкой промышленности является швейная промышленность. Важнейшие задачи данной отрасли — это производство качественной одежды и увеличение производительности труда.

В повседневной жизни людей одежда играет огромную роль, является предметом первой необходимости, так как она защищает человека от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Потребность людей в одежде и степень ее удовлетворения зависят от уровня развития производства. Для повышения качества выпускаемой одежды, увеличения производительности труда, расширения ассортимента, улучшения условий работы на швейных предприятиях ведется большая работа по внедрению высокопроизводительного оборудования, обладающего элементами электроники и автоматики, унифицированных технологий, по специализации предприятий. Большое значение имеет также рациональное использование сырья, производство новых материалов, обладающих хорошими физико-механическими свойствами, применение повсеместной программы сертификации продукции промышленных предприятий.

Численность и половозрастной состав населения существенно влияют на потребность, структуру ассортимента изделий.

На протяжении длительного времени из-за сложности и большой трудоемкости изготовления изделий для детей производству детской одежды не уделялось должного внимания. Мода для детей зачастую копировала силуэты и декор изделий для взрослых. Кроме этого производство детской одежды было организовано на предприятии как неосновной поток, а, следовательно, одежда для детей изготавливалась из отходов основного производства. Но, несмотря на это, детей одевать нужно, поэтому необходимо разрабатывать технологии изготовления узлов и деталей швейных изделий, предназначенные для производства одежды для детей с целью облагораживания этих отходов и получения красивой и удобной одежды.

Для ребенка одежда имеет очень большое значение. Требования, предъявляемые к детской одежде, существенно отличаются от требований к одежде взрослых, что связано с возрастными особенностями телосложения детей. Несоблюдение этих требований может привести к неправильному развитию организма ребенка.

Кроме этого, наряду с другими компонентами окружающей среды, одежда для детей выполняет социально значимую воспитательную функцию, развивает эстетический вкус ребенка, формирует его художественное развитие. Чувство красоты, гармонии необходимо прививать детям с самого раннего возраста. Ребенок, видя перед собой ежедневно красивые вещи, учится понимать прекрасное. И особая роль при этом отводится одежде. Рационально сконструированная, красивая, удобная одежда влияет на поведение детей, воспитывает в них аккуратность.

В связи с быстрым ростом детей необходима частая смена одежды. Поэтому в настоящее время проблема производства одежды для детей становится наиболее актуальной.

1. Состояние вопроса: анализ перспективных направлений в технике и технологии швейного производства

1.1 Перспективы развития сырьевой базы швейной промышленности

куртка трикотаж детский мода Динамика развития российского рынка товаров текстильной и легкой промышленности в 2004 году обеспечивалась постоянным устойчивым спросом на предметы одежды и обуви, ускорением роста денежных доходов населения, увеличением поставок импортной продукции.

Исходя из фактических данных Госкомстата России по производству товаров текстильной и легкой промышленности, информации о состоянии положения в отраслях и расчетов Всероссийским научно-исследовательским институтом потребительского рынка и маркетинга определены прогнозные оценки развития производства основных товарных групп на 2003;2005 года.

Прогноз роста производства товаров текстильной и легкой промышленности представлен в таблице 1.

Таблица 1-Прогноз роста производства товаров текстильной промышленности на 2003;2005 годы.

В 2003 году по сравнению с 2002 годом объемы производства хлопчатобумажных и льняных тканей выросли соответственно на 5.7 и 12%, обуви — на 6%. По большинству же товарных позиций тенденция к сокращению объемов выпуска продукции сохранилась и составляет по шерстяным тканям — 91.3%, шелковым — 98.3%, чулочно-носочным изделиям — 96.5%, трикотажным полотнам — 97.7%. Вместе с тем почти по всем товарным группам текстильной и легкой промышленности в 2004;2005 годах предполагается положительная динамика развития производства. Исключение составляет лишь группа шерстяных тканей/1/.

За 2004 год выпуск текстильной продукции сократился на 4.6%, в том числе трикотажных изделий на 9% и чулочно-носочных изделий на 14.4%. Выпуск тканей всех видов составил 99.8% от уровня аналогичного периода прошлого года, в том числе хлопчатобумажных — 98.4%, шерстяных — 84.6%. При этом на 0.9% выросло производство шелковых тканей, на 7.4% - льняных/19/.

Динамика производства продукции в процентах к соответствующему периоду прошлого года представлена на рисунке 1/19/.

Показатель динамики производства в легкой промышленности за период 2003;2004 годов изменялся достаточно плавно, в интервале 92−102%. Этот показатель по швейной отрасли с января 2003 года по август 2004 года имел более широкую амплитуду колебаний от 86 до 109%.

Необходимое условие роста производства — конкурентоспособность продукции, выпускаемой отечественными предприятиями. Но до настоящего времени большинство предприятий текстильной отрасли работают на оборудовании, большая часть которого физически и морально устарела. Это не позволяет заметно повысить производительность труда, а во многих случаях и качество продукции.

При этом продукция текстильной и легкой промышленности имеет устойчивый спрос на внутреннем рынке.

Структура производства по основным группам тканей в 2004 году в натуральном выражении представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Динамика воспроизводства продукции в% к соответствующему периоду прошлого года Российский рынок продукции текстильной и легкой промышленности достаточно емкий.

Стратегической задачей швейной промышленности является насыщение внутреннего рынка товарами народного потребления и обеспечения экономической безопасности страны.

К 2010 году предусматривается увеличение объемов производства в 2 раза и достижение как минимум 50%-ной доли отечественных товаров на внутреннем рынке. В дальнейшем предполагается вернуть долю продаж отечественных товаров на рынке, составлявшую ранее 70%/16/.

Перспективы развития производства текстильных полотен и трикотажа определяются производством волокон, поэтому необходим анализ динамики воспроизводства волокон.

В настоящее время новые разработки ведутся не только в швейном оборудовании, но и в текстильной промышленности. Большое распространение сегодня находят материалы из химических волокон и нитей.

За счет увеличения спроса на внутренних и внешних рынках, а также в связи с увеличением сырьевого обеспечения их производство выросло на 15.9%, составив 185 тысяч тонн. В структуре внутреннего потребления существенно возросла доля импорта химических волокон и нитей до 65%.Но за первый квартал 2004 года изготовлено 56.6 тысяч тонн химических волокон и нитей, что на 11.3% выше, чем за аналогичный период 2003 года.

В настоящее время в химической промышленности сосредоточено около 4.7% основных фондов.

Основными факторами, сдерживающими стабильное функционирование химического комплекса и оказывающими негативное влияние на конкурентоспособность его продукции, является высокая степень физического износа оборудования и отсталость технологий.

Разработанная в настоящее время концепция развития химической отрасли за период до 2010 года определила цели, задачи и приоритеты развития, перспективы внутреннего и внешнего рынка, а также меры и механизмы реализации положений данной концепции. В частности, предусмотрено увеличение объемов производства продукции в 2005 и 2010 годах к уровню 2000 года, соответственно, в 1.3 и 1.7 раза.

В нашей стране, по данным за 2003 год, химические волокна и нити выпускаются на 24 предприятиях, в структуре производства которых преобладают синтетические волокна и нити (68%).

Структура производства химических волокон и нитей в 2004 году представлена в таблице 2.

Таблица 2 — Структура производства отдельных видов химических волокон и нитей в 2004 году

В России крайне низка доля наиболее ценного текстильного сырья — полиэфирных волокон и нитей (4.6%) при достаточно высокой доле гидратцеллюлозных и полиамидных волокон и нитей.

Рост производства химических волокон и нитей в России достигнут по всем внутривидовым ассортиментам, за исключением ацетатной группы (97.8%): вискозные — 112.6%, полиамидные — 111.6%, полиакрилонитрильные — 155.3%, полипропиленовые — 140.5%. Объемы выпуска вискозной текстильной нити снизились на 6%, ацетатной на 7.3%, полиамидной на 11.6%, полиэфирной на 2.7%. Выпуск капроновых нитей увеличился на 28%, кордных тканей из них на 7.4%/17/.

Возрождению промышленности химических волокон в России должно способствовать знание запросов потребительского рынка, понимание трудностей, с которыми сегодня сталкивается отечественная текстильная и легкая промышленность/17/.

Динамика развития отрасли, воспроизводящей натуральные волокна, такова: в шерстяной отрасли наблюдается острый дефицит шерсти. Производство шерсти в России по сравнению с 2000 годом уменьшилось на 15.6%.

Выпуск пряж по всем видам волокон сократился за второе полугодие 2004 года на 3% и составил 160.1 тысяч тонн. Только льняной сектор сумел увеличить выпуск продукции почти на 13% и выйти на уровень в 14.2 тысячи тонн. Производство шерстяных пряж упало на 9% - до 10.2 тысяч тонн.

С января по июнь производство тканей из всех видов волокон понизилось и составило 1399 млн. кв. м. Выпуск хлопчатобумажных тканей, занимающих в России ведущее положение по объемам, упал на 2% до уровня 1121.3 млн. кв. м. Выпуск льняных тканей увеличивается: его рост составил 12% и дошел до 87 млн. кв. м.

1.2 Перспективы проектирования детской одежды из высокоэластичных материалов

В производстве швейных изделий большое внимание уделяется снижению их материалоемкости, созданию одежды высокого качества путем применения новых видов материалов.

Для обновления и расширения ассортимента швейных изделий, улучшения их потребительских свойств и внешнего вида швейные предприятия осваивают выпуск изделий из новых тканей и материалов, обладающих хорошими физико-механическими свойствами. Удобство в обработке, ношении, долговечность ценных свойств и эффектов становятся неотъемлемыми качествами современной ткани. Все большее место в ассортименте занимают сложные смески из трех-четырех компонентов. Ткани и материалов «вбирают» в себя свойства прокладок, подкладок и прочих прикладных материалов.

Большую актуальность и спрос во всем мире приобретает сегодня одежда с использованием нитей, обладающих высокой растяжимостью, с вложением волокон, внешне и по некоторым физико-механическим свойствам подобных натуральным и даже превосходящих их.

Ведущие фирмы-изготовители одежды активно используют ткани и трикотажные полотна «стрейч», которые за счет применения полиуретановых нитей — лайкры, спандекса, дорластана создают уникальные возможности для моделирования высококачественной одежды.

Эти полотна широко применяются для изготовления всех видов одежды, однако для детской одежды они являются незаменимыми и чрезвычайно популярными.

Несмотря на огромную популярность детской одежды из высокоэластичных материалов, доля отечественной продукции, представленной на внутреннем рынке, находится на крайне низком уровне — около 18%. Но даже эта малая доля отечественной высокоэластичной детской одежды не является конкурентоспособной, не соответствует эргономическим показателям, быстро теряет внешний вид в процессе эксплуатации, имеет низкое качество пошива.

Анализ работы отечественных предприятий по выпуску детской одежды из высокоэластичных материалов показал, что в настоящее время практически на всех стадиях жизненного цикла изделия производители сталкиваются с рядом значительных проблем. Эти проблемы связаны, главным образом, с наличием в структуре материала полиуретановых волокон, стремящихся вследствие своих высоких упругих свойств к релаксации после прекращения действия различного рода нагрузок, что приводит к изменению во времени линейных размеров высокоэластичных полотен. Особенно это проявляется на стадиях настилания, раскроя и влажно-тепловой обработки.

В настоящее время на стадии разработки конструкции выбор пределов заужения производится подчас необоснованно. Это приводит к значительному увеличению времени на разработку изделий из-за дополнительной макетной проработки путем многократных примерок. Кроме того, путь простого перебора возможных вариантов не может обеспечить создание высокоэластичной одежды с учетом требований, предъявляемых к ней. Высокоэластичные материалы для детской одежды должны обеспечивать также определенные компрессионные воздействия для поддержания необходимого мышечного тонуса ребенка. При этом давление одежды из высокоэластичного материала не должно превышать уровень допустимого.

Согласно методу определения предела заужения для разработки конструкции детской одежды из высокоэластичных материалов размеры трикотажного изделия, деформированного на фигуре, рассчитывают через количество петельных рядов и столбиков:

Шi'=А_охН, (1)

Дi'=В_охG, (2)

где Шi' и Дi' - соответственно ширина и длина изделия, мм;

А_о и В_о-соответственно петельный шаг и высота петельного ряда в равновесном состоянии, мм;

Н и G — соответственно количество петельных столбиков и рядов деформированного трикотажа.

Деформация детского трикотажа происходит при выполнении ребенком различных движений, поэтому можно записать:

Н=Т i'/А, (3)

G= Т i'/В, (4)

где Т i' - i-тый размерный признак в динамике, мм;

А и В — параметры структуры трикотажа в растянутом состоянии, мм.

Величина размерного признака в динамике Т i' складывается из величины размерного признака в статике Т i и динамического прироста d_i:

Т i'= Т i+ d_i, (5)

где Т i — размерный признак в статике, мм;

d_i — динамический прирост размерного признака, мм.

Абсолютная величина предела заужения определяется как разница между исходными размерами участка изделия и его размерами в деформированном полотне, одетом на фигуру Шi':

д= Шi — Шi' (6)

Относительная величина предела заужения К, %, рассчитывается по формуле:

К= (Шi - Шi') 100. (7)

Шi

Шi =Тi (8)

Определив Шi' по формуле (1), подставим выражения (1) и (8) в формулу 7:

К= (Тi - АоН) 100. (9)

Тi

Подставив вместо выражение (3), получим:

К= (Тi - АоТi'/ А) 100. (10)

Тi

Упростив это выражение, получим формулу для расчета предела заужения К, %:

К= (Тi А - Ао Тi') 100. (11)

АТ_i

Этим же принципом пользуются для определения зависимости для коэффициента сокращения по длине L, %:

L=(BТi — Bо Тi') 100 (12)

B Тi

Используя формулы (11) и (12), можно рассчитать размеры основных конструктивных участков детской одежды из высокоэластичных материалов по формулам:

Шiзауж=(1−0,01К) Шi, (13)

Дiзауж=(1−0,01L) Дi, (14)

где Шiзауж и Дiзауж — соответственно ширина и длина i-го участка конструкции зауженного детского изделия из высокоэластичных полотен, см;

К — коэффициент заужения по ширине, %;

L — коэффициент сокращения по длине, %;

Ш i, Д i — соответственно ширина и длина i-го конструктивного участка в исходном состоянии, см.

Таким образом, полученные формулы позволяют определить предел заужения деталей конструкции детской одежды из высокоэластичных материалов в зависимости от их свойств и от характера выполняемых движений ребенка.

Существенно осложняет процессы проектирования и изготовления детской одежды непредсказуемость поведения поступающих на предприятия высокоэластичных материалов. Материалы, близкие по строению и структурным показателям при технической переработке проявляют совершенно различные свойства, что усложняет выбор режимов влажно-тепловой обработки и приводит к искажению формы и размеров готового изделия.

Анализ научной литературы показал, что разработки в области проектирования одежды из высокоэластичных материалов охватывают узкий ассортимент изделий.

Недостаточный объем научных исследований в этой области приводит к тому, что отечественные производители детской одежды из высокоэластичных материалов, испытывая значительные трудности практически на всех этапах проектирования, по-прежнему проектируют ее традиционными методами. Решение проблемы проектирования современной детской одежды из высокоэластичных материалов проводится в настоящее время путем рассмотрения отдельных частных задач, что неизбежно влияет на качество одежды и значительно замедляет процесс проектирования.

Наиболее перспективный путь решения подобных задач — применение вместо традиционной методологии проектирования принципов системного подхода.

Методология системного проектирования является, по сути дела, технологией, определяющей функционирование систем автоматизированного проектирования одежды. Без создания подобных систем в настоящее время невозможно интенсифицировать процессы проектирования высококачественных швейных и трикотажных изделий, в том числе и высокоэластичной детской одежды, потребность в которой неуклонно растет.

Новые методы исследования и анализ структуры высокоэластичных трикотажных полотен

К показателям структуры трикотажного полотна относятся: толщина (диаметр) нити, плотность вязания по горизонтали и вертикали, петельный шаг, величина петельного ряда, длина нити в петле, линейный и поверхностный модули в петле, показатели заполнения и пористости и т. д.

Для традиционного трикотажа определение показателей структуры производится опытным путем в соответствии со стандартной методикой по ГОСТ 8846–87. Однако, вследствие высокой растяжимости высокоэластичного полотна и составляющих его нитей для определения его структурных показателей классические методы анализа структуры трикотажа применить довольно сложно, и при этом они не дают достаточной точности и сходимости результатов даже при условии, что полотно находится в равновесном состоянии. Исследовать же структуру трикотажного полотна при определенном воздействии, которое материал испытывает в процессе раскроя, пошива, отделки и эксплуатации, не представляется возможным.

Поэтому возникает необходимость в разработке новых методов анализа структуры высокоэластичных трикотажных полотен. Установлено, что в последнее время среди методов исследования весьма перспективными являются методы прямых наблюдений микроструктуры материала средствами электронно-оптической микроскопии.

Электронно-оптические исследования материалов предполагают их просвечивание световыми или электронными пучками и последующую обработку полученных изображений с помощью оптико-электронных устройств и ЭВМ. В лаборатории электронной микроскопии и обработки изображений ВГУЭС был разработан комплекс аппаратно-программных вычислительных и моделирующих средств для получения и обработки электронно-оптических изображений, предназначенный для исследования неупорядоченных сред. Любые текстильные материалы могут рассматриваться как неупорядоченные среды с точки зрения их внутренней и внешней структуры, что делает возможным применение данного комплекса для целей исследования структуры трикотажных высокоэластичных полотен.

Ядром комплекса является файл-сервер и сервер Интернет-приложений.

Все изображения на файл-сервере с соответствующими описаниями заносятся в базу данных под управлением серверной и клиентской части. По запросу клиента сервер производит сортировку, отбор и обработку изображений.

Из перечисленных программных средств целесообразно применять, прежде всего, цифровую обработку электронно-оптических изображений. В целом система для цифровой обработки изображения (СЦОИ) представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Общая схема системы для цифровой обработки изображений.

Результатом анализа изображений при СЦОИ является не картинка, а числовое описание. Одним из основных этапов анализа является выделение признаков — простейших отличительных характеристик либо свойств исследуемого изображения.

При анализе изображений традиционно большое место занимает спектральный анализ. Зрительно выделенные локальные максимумы в оценке энергетического спектра свидетельствуют о наличии регулярных структур, их периодах и ориентации. Оценивая реальные спектры, можно подтвердить или опровергнуть исходную гипотезу или получить параметры модели. Наконец, на основе спектров Фурье можно получить статистически устойчивые характеристики изображения, которые могут быть использованы в задаче классификации.

На основе использования методов прямых наблюдений микроструктуры методами оптико-электронной микроскопии была разработана методика определения структурных характеристик трикотажных полотен, в том числе высокоэластичных. Предложенная методика предусматривает выполнение следующих этапов:

— подготовка точечных и элементарных проб к проведению эксперимента;

— получение оптических изображений трикотажного полотна;

— перевод изображений трикотажного полотна в цифровую форму с последующим вводом в ЭВМ;

— обработка оптических изображений материалов;

— расчет структурных характеристик трикотажного полотна и величины их измерений в деформированном состоянии.

Отбор точечных проб осуществляется в соответствии с ГОСТом 8844. При исследовании структуры трикотажных полотен размеры рабочей зоны составляют 160*160 мм. Расчет размеров рабочей зоны, деформированной на заданную величину элементарной пробы производится по формуле:

L_xL_y=16 000/е (100+ е_x е_y) (15)

где L_x (L_y) — размер рабочей зоны деформированной элементарной пробы вдоль петельных рядов (столбцов) при заданной величине деформации _x(_y), мм;

_x(_y) — заданная относительная деформация элементарной пробы вдоль петельных рядов (столбцов), %.

После выполнения всех подготовительных операций получают оптические изображения трикотажного полотна с помощью цифровой фотокамеры и вводят их в ЭВМ.

Обработка оптических изображений осуществляется с помощью программных средств, в частности, с использованием программы «Обработка изображений», которая позволяет получить качественные характеристики структуры полотна на основе использования морфологического и спектрального анализа изображений.

С использованием морфологической обработки и морфометрического анализа можно определить такие структурные характеристики, как высота петельного ряда, петельный шаг, диаметр нити и длина нити в петле, что позволяет определить следующие показатели структуры: плотность по горизонтали, по вертикали, линейное заполнение по горизонтали и вертикали, поверхностное заполнение, линейный модуль, поверхностный модуль петли.

Для целей установления вида и степени воздействия на полотно применяется спектральный анализ изображений. С этой целью для определенного изображения полотна получают два различных спектра и две интегрально-пространственные характеристики, каждые из которых соответствуют одному из состояний (до оказания воздействия и после). По виду ИПХ оценивают изменения в анализируемой структуре.

Используя разработанную методику анализа структуры высокоэластичных полотен, были определены структурные характеристики образцов трикотажа с вложением полиуретановых нитей различного волокнистого состава и переплетения в равновесном и деформированном состояниях.

Таким образом, разработанная методика определения структурных характеристик высокоэластичных трикотажных полотен, основанная на применении методов прямых наблюдений их микроструктуры способами оптико-электронной микроскопии, позволяет не только изучать структуру эластомерных материалов, но и оценить изменения, происходящие в ней при переходе полотна из равновесного в напряженно-деформированное состояние. Величина изменений таких структурных характеристик, как высота петельного ряда и петельный шаг, в дальнейшем учитывается при разработке конструкции высокоэластичной одежды.

Направления исследования деформационных свойств и технологической усадки высокоэластичных трикотажных полотен

Одним из наиболее важных деформационных свойств полотен является растяжимость. С целью совершенствования классификации высокоэластичных трикотажных полотен по группам растяжимости и установления пределов растяжимости для каждой группы были проведены исследования по установлению растяжимости высокоэластичных полотен, используемых при производстве детской одежды.

Основным критерием для определения растяжимости текстильных материалов стандартными методами является эксплуатационная нагрузка, равная 6 Н. Для эластичных полотен рекомендуется определять деформационные свойства, в том числе растяжимость, при малой эксплуатационной нагрузке 7.8 Н и средней — 11.8 — 22.5 Н.

Оценка напряженности нитей в петлях трикотажа, растягиваемого на фигуре человека, и исследования его растяжимости проводились путем опытных примерок изделий с учетом допустимого давления, оказываемого на тело в крайнем динамическом положении.

Для испытаний были отобраны образцы высокоэластичных трикотажных полотен основовязаных переплетений с вложением полиуретановой нити «лайкра», наиболее широко применяемых в настоящее время для изготовления детской одежды.

Для вычисления эксплуатационной нагрузки Р в первом приближении воспользовались зависимостью:

=Р/Т, Р=Т, (16)

где — напряжение, Н/текс;

Т — суммарная линейная плотность образца материала, текс.

Суммарная линейная плотность образца трикотажного полотна Т складывается из величин линейных плотностей n-го количества нитей его составляющих:

Т=Т₁+Т₂+ … +Т_n. (17)

Линейная плотность характеризуется следующей зависимостью:

Т=m/L, (18)

где m — масса нити, г;

L — длина нити, км.

Поскольку длина нити — величина постоянная и равна длине образца полотна, то:

Т= (m₁+ m₂+ … + m_n)/L=M/L, (19)

где М — масса образца.

Таким образом, по выведенной зависимости определяются значения максимальной эксплуатационной нагрузки для каждого вида полотна, которые варьируются от 12.6 Н до 18.9 Н.

По найденным значениям эксплуатационной нагрузки Р для каждого вида полотна определены стандартные показатели, характеризующие деформационные свойства трикотажных полотен при нагрузках меньше разрывных: растяжимость, эластичность и остаточная деформация.

Растяжимость _р, %, определяется по формуле:

_р=100 (L₁-L₀)/ L₀, (20)

где L₁ — длина пробы в нагруженном состоянии, мм;

L₀ — длина пробы до испытаний, мм

Эластичность Э, %, определяется по формуле:

Э=100 (L₁-L₂)/ (L₁-L₀), (21)

где L₂ — длина пробы сразу после разгрузки, мм.

Остаточная деформация, %, определяется по формуле:

_n=100 (L₃-L₀)/ L₀, (22)

где L₃ — длина пробы после «отдыха».

В результате проведенных испытаний определили, что значения растяжимости исследуемых полотен варьируются в пределах интервала 40 — 130%.

Эластичность всех исследуемых полотен превышает 92% даже в поперечном направлении и составляет 95 — 97% и выше.

Величины остаточных деформаций достаточно малы, поэтому ими можно пренебречь и не учитывать в конструкции.

В процессе изготовления, эксплуатации и ухода за изделиями материалы, из которых они изготовлены, подвергаются действию комплекса различных факторов: температуры, влажности, многократно повторяющегося силового давления и т. п. Указанные воздействия влияют на изменение эксплуатационных характеристик материала и прежде всего на его деформационные свойства. Одним из основных факторов, оказывающих влияние на деформационные свойства материалов при эксплуатации высокоэластичной трикотажной детской одежды, является ее намокание. При намокании одежда из высокоэластичных полотен растягивается и может создавать определенный дискомфорт при носке, так как при этом меняется уровень давления изделия на поверхность тела ребенка.

Поскольку разница величин растяжимости полотен в сухом и мокром состоянии достаточно велика, то целесообразно при определении пределов заужения деталей одежды делать поправку с помощью коэффициента увеличения растяжимости К_у.р., вычисляемого по формуле:

К_у.р.=_р.с./ _р.в., (23)

где _р.с. — растяжимость полотна в сухом состоянии, %;

_р.в. — растяжимость полотна в мокром состоянии, %.

В итоге расчет величин пределов заужения при проектировании высокоэластичной детской одежды необходимо вести с учетом увеличения растяжимости при намокании, который производится по следующей формуле:

_в= К_у.р, (24)

где _в-предел заужения для полотна во влажном состоянии, %;

— предел заужения для полотна в сухом состоянии, %.

Таким образом, проведенные исследования деформационных свойств высокоэластичных материалов позволили дифференцировать их по группам растяжимости и установить, что детскую одежду необходимо проектировать с поправкой на намокание.

На изменение линейных размеров трикотажных полотен влияют, прежде всего, следующие факторы: волокнистый состав, способ производства, структура материала, структура применяемых нитей, отделка. Исходя из этого при выборе объектов и методов исследования усадочных свойств высокоэластичных полотен учитываются именно эти факторы.

Исследования усадочных свойств высокоэластичных полотен проводятся в двух направлениях:

исследования изменений линейных размеров при настилании и раскрое;

исследование изменений линейных размеров при влажно-тепловой обработке (глажении).

Стандартные методы измерения значений линейных размеров трикотажных полотен при настилании и раскрое отсутствуют. В связи с этим для изучения усадочных свойств высокоэластичных трикотажных полотен была предложена методика, позволяющая провести оценку влияния на величину изменения линейных размеров при настилании и раскрое следующих факторов:

время отлеживания полотна после настилания;

направление реза деталей при разрезании полотен.

Методика проведения эксперимента при изучении влияния времени отлеживания полотна на изменение линейных размеров заключается в следующем. После приема трикотажного полотна его хранение производится в рулонном виде в течение 24 часов. Сразу после настилания трикотажного полотна всгиб измеряются его дальнейшие размеры.

Дальнейшие измерения линейных размеров трикотажного полотна производится через 0.5; 1; 12; и 24 часа до окончательной стабилизации линейных размеров полотен после их отлеживания.

Для оценки влияния направления реза на величину изменения линейных размеров полотен при разрезании на точечной пробе размечают элементарные пробы под различными углами к петельным столбикам.

Элементарные пробы для испытаний вырезают точно по разметке и сразу же после этого измеряют расстояния между контрольными знаками.

Затем элементарные пробы отлеживались на раскройных столах при относительной влажности воздуха (65%) и температуре 20⁺⁹_-2є С. Измерения линейных размеров производились через 4, 8, 12 и 24 часа после разрезания. С учетом полученных значений определяют величину усадки по формуле:

_р.=100 (l₁ — l₀)/ l₀, (25)

где l₁ — длина пробы после отлеживания, мм;

l₀ — длина пробы до испытания, мм.

Отбор полученных проб для испытаний по определению изменения линейных размеров после ВТО для высокоэластичных трикотажных полотен производили согласно ГОСТ.

Из каждой точечной пробы при помощи шаблонов вырезают по 3 элементарные пробы и на них наносят контрольные знаки.

Размеченные элементарные пробы выдерживают в стандартных климатических условиях, а затем замеряют расстояния между контрольными знаками.

В соответствии с выбранными параметрами проводят ВТО три раза. Обработку элементарной пробы осуществляют путем наложения утюга без его продвижения, увлажнение выполняют при каждом тепловом воздействии. Изменение линейных размеров по длине (Л_д) и ширине (Л_ш) для каждой испытываемой элементарной пробы вычисляется по формуле:

Л_д.ш.=100 (L — L₀)/ L₀, (26)

где L₀ — среднее арифметическое значение трех измерений между контрольными метками элементарных проб до влажно — тепловой обработки, мм;

L — среднее арифметическое значение трех измерений между контрольными метками элементарных проб после влажно — тепловой обработки, мм.

Результаты проведенных исследований измерений линейных размеров высокоэластичных материалов при раскрое показали, что основные изменения происходят главным образом не при разрезании, а при разворачивании рулонов полотна, в связи с чем требуется дополнительное отлеживание полотна. Влияние волокнистого состава, способа производства, переплетения, поверхностной плотности на характер изменения линейных размеров полотна при ВТО и величины данных изменений представлены на рисунке 3.18.

Неоднородность в поведении близких по традиционно применяемым структурным характеристикам материалов позволяет сделать вывод о влиянии на свойства высокоэластичных материалов других факторов, характерных только для этих материалов: массовой доли полиуретановых волокон в составе полотна, схемы прокладывания полиуретановых нитей в структуру материала и способа выработки пряжи, которые традиционными методами установить достаточно сложно. Поэтому важной задачей является разработка новых инструментальных методов изучения структуры и свойств материала, а также разработка номенклатуры показателей качества высокоэластичных материалов.

Влияние волокнистого состава, способа производства, переплетения, поверхностной плотности на характер изменения линейных размеров полотна при влажно — тепловой обработке и величины данных изменений представлены на рисунке 3

Рисунок 3 — Схема влияния различных факторов на характер изменений линейных размеров высокоэластичных трикотажных полотен.

Неоднородность в поведении близких по характеристикам материалов позволяет сделать вывод о влиянии на свойства высокоэластичных материалов факторов, характерных только для этих материалов. Поэтому важной задачей является разработка новых инструментальных методов изучения структуры и свойств материала, а также разработка номенклатуры показателей качества высокоэластичных материалов.

1.3 Анализ современного парка оборудования, применяемого при работе с трикотажем

Швейная промышленность — одна из самых значительных отраслей легкой промышленности как по объему выпускаемой продукции, так и по номенклатуре промышленного оборудования, используемого в производстве. Это оборудование чрезвычайно разнообразно. Оно различается по видам выполняемых технологических операций, а также по конструкции машин и принципам управления ими.

В мире более ста фирм выпускает промышленные и бытовые швейные машины и различные сопутствующие им изделия и устройства. Причем, эти фирмы производят как машины в целом, так и составляющие их отдельные узлы для всех переходов производства: подготовительно-раскройного, заготовительного и монтажного, участка влажно — тепловой обработки и специальной отделки.

Основными производителями швейных машин на сегодняшний день являются: ЗАО «Промшвеймаш» (Россия), АО «Орша» (Беларусь), «Панония» (Венгрия), «Минерва» (Чехия), «Текстима» (Германия), «Пфафф» (Германия), «Джуки» (Япония), «Бразер» (Япония), «Макпи» (Италия) и т. д.

Новое оборудование подготовительного производства Расширяется номенклатура оборудования для подготовительных операций в швейном производстве, например, производимого компанией «Ролл Текс» (г. Калининград); фирмой производится комплект машин для настилания и намотки ткани на мерные куски для перемотки, перемерки длины и проверки ее качества.

Например, машина для складывания ткани вдвое модели С-02 обеспечивает точное совмещение кромок сложенной ткани с помощью автоматической системы слежения.

Использование машины по ширине ткани — до 150; 200; 250 см; диаметр разматываемого рулона — до 30 см; скорость перемотки — до 60 см/мин.

Модель А-01.10 — настилочная каретка для укладки и отрезания ткани, которая легко монтируется на настилочном столе.

Фирмой разработан и производится ряд усовершенствованных машин для проверки качества, измерения длины и разрезания тканей.

ЗАО «Метротекс» (московская область) создана мерительно-браковочная машина модели МТ 101, на ширину материала до 180 см, с электронным счетчиком метража, возможностью цетрализованной обработки информации на ЭВМ.

В качестве дополнительной комплектации предусмотрены: нейтрализатор электростатического заряда; устройства измерения ширины ткани, правки кромки, активной подачи ткани с разматываемого рулона и регулирования натяжения при размотке растяжимых тканей или трикотажных полотен; раскройный нож; система автоматизированной разбраковки тканей по признакам внешнего вида.

Новое оборудование раскройного производства Для небольших предприятий предлагаются специализированные раскройные установки для раскроя однослойных полотен. Данные установки имеют небольшие размеры, просты в эксплуатации, могут обслуживаться одним человеком. Подобные установки кроме оснащения для резки различных материалов могут иметь дополнительные функции:

адаптацию раскладки лекал к рисунку ткани;

большую эффективную площадь реза;

бесшумную работу;

различные опции для вырезания вытачек, нанесения надсечек и сверления отверстий.

Наиболее перспективными в настоящее время становятся лазерные автоматические установки. В отличие от механических систем реза, бесконтактный лазерный крой обладает следующими преимуществами:

— компактные размеры;

— возможность раскроя различных видов материалов;

— мощность и точность могут быть настроены в зависимости от типа материала;

— отсутствует смещение полотна;

— вредный уровень шума ниже, чем у механических раскройных машин.

Внедрение бесконтактных автоматизированных раскройных комплексов позволяет существенно повысить точность кроя, сократить сроки обработки изделий и существенно снизить цикл разработки коллекции за счет исключения ручного труда.

Новые специальные машины В настоящее время значительно увеличилась доля специальных машин, в особенности двухигольных, которые позволяют сконцентрировать выполнение нескольких операций. Для швейных машин неавтоматического действия разработано большое разнообразие устройств для автоматизации выполнения вспомогательных приемов: остановка главного вала машины в заданном положении, обрезки ниток, тесьмы, полосок ткани, укладки в пачку сборочных единиц и т. д. Существенно наличие так называемого агрегированного рабочего места, применение которого позволяет значительно повысить производительность труда при выполнении определенных технологических операций. Оснащение такого рабочего места в большинстве случаев состоит из стандартной швейной головки, укомплектованной устройством для обрезки ниток, укладки в пачку сборочных единиц, приспособлением для направления полуфабриката к игле; промышленного стола с крышкой специальной конструкции, дополнительных плоскостей, зажимов или подставок для размещения полуфабрикатов.

Также следует отметить новую серию CF — 115 Garudan быстроходных прямострочных машин челночного стежка с личным продвижением материала фирмы Anta (Чехия). Серия включает 10 модификаций неавтоматизированных и автоматизированных машин с различной оснащенностью их средствами автоматизации и различной конструкцией рабочих органов. Скорость шитья на машинах — 500−3500 ст/мин.

Представляет интерес прямострочная швейная машина челночного стежка модели PQ 1500 фирмы «Brother» (Япония) — одно из оригинальных технических решений, применяемых в конструкции машины — использование «булавки» — иглы, устанавливаемой в задней части транспортирующей рейки и предназначенной для устранения проскальзывания слоев материала при их стачивании. Машина оснащена нитеподъемником для поджатия лапки, отключаемой подачей материала, регулятором давления прижимной лапки и величины ее подъема, устройством для заправки нити в иглу, автоматическими устройствами позиционирования иглы в верхнем и нижнем положениях и обрезки ниток.

Фирма «Пфафф» создала специальную машину для втачивания рукава на программируемом рабочем месте — 3834−14/21, в которой предусмотрена возможность учета вероятных погрешностей. Основным преимуществом является возможность автоматической отработки посадки по всем запрограммированным участкам.

Новое обметывающее оборудование Среди новых оверлоков следует выделить модели Husklock 905 и 910 шведской фирмы Husgvarna, которые отличаются наличием свободного рукава, имеют возможность регулирования длины и ширины стежка, а также давления на материал, сравнительно большое проходное пространство, встроенное устройство для натяжения нитки, нож для обрезания нитки, дифференцированную подачу. Эти модели оверлоков имеют также электронный привод, переключатель скоростей, универсальную лапку для выполнения потайного стежка. Кроме того, модель 910 снабжена дисплеем, консультантом шитья на 14 языках, запоминающим устройством для 50 программ шитья. Этот оверлок выполняет 11 видов строчек на 6 типах материалов.

Новые швейные автоматы и полуавтоматы Значительно расширилась номенклатура швейных полуавтоматов. Наряду с высокопроизводительными полуавтоматами: С8−600 «Панония» (для пришивания пуговиц), 73 401-Р3 «Минерва» (для обметывания петель), 220-М (для выполнения закрепок) в современных технологических процессах используются полуавтоматы для сборки карманов фирмы «Дюркопп» — 746−7-246−12; для выполнения вытачек, монтажных швов — 301 — 1.

Фирма «Brother» создала компьюторизированную швейную машину Brother Super Ace 1, которая выполняет более 500 рабочих и декоративных стежков, снабжена универсальной программой вышивания, устройствами для автоматического натяжения верхней нитки, автоматической намотки шпули, автоматического шитья от начала до конца, приспособлениями для обрезания краев, системой вдевания нитки и электронным регулятором скорости шитья. Она способна выполнять более 100 декоративных стежков, надписей с применением 4 алфавитов, 7 различных вариантов петель и большое количество эластичных и потайных стежков.

К разработкам концерна G.M. Pfaff AG. относятся машины Festival 135 и Creative 7530. Первая из них выполняет 70 рабочих и декоративных стежков, снабжена кнопочным регулированием автоматического вдевания нитки и установления иглы в 15 положениях.

Машина класса 7530 относится к новому поколению компьютеризированных швейных машин и выполняет более 400 швейных программ. Она имеет «встроенное» руководство по обслуживанию, автоматически может делать три варианта петель для пуговиц.

Фирма «Пфафф» создала электронный пуговичный автомат однониточного цепного стежка модели 3307 — единственный в своем роде. Этот автомат объединяет преимущества цепного и челночного стежка. Она позволяет пришивать практически все виды пуговиц, а также имеет лучшие показатели по времени цикла и высокую производительность, характерную для цепного стежка. Отличительными особенностями этого электронного автомата являются следующие:

качающийся игловодитель обеспечивает высокую надежность шитья благодаря спокойному положению материала, а также очень широкие стежки;

электронное управление позволяет легко запрограммировать все варианты пуговиц, сохранить для каждого варианта пуговиц по 99 швейных программ и при необходимости быстро вызывать их из памяти;

механизм завязывания двойного узелка, препятствующего распусканию шва и отрыванию пуговицы;

однониточный цепной стежок обеспечивает эстетичный вид шва с изнаночной стороны;

устройство контроля пропуска стежков сигнализирует о пропуске стежков во время шитья, а также своевременно извещает о проблемах в машине и стимулирует необходимую юстировку;

интегрированный в корпус машины двигатель способствует тихому, свободному от вибрации ходу машины;

свободная рукавная платформа гарантирует беспроблемное пришивание пуговиц на изделиях любого объема.

К новым разработкам ПО «Промшвеймаш» относится ультразвуковые петельные полуавтоматы УПУ-1 и БШМ-2, а также полуавтомат 1725 класса.

Ультразвуковая швейная машина БШМ-2 предназначена для сварки деталей швейных изделий из материалов, содержащих сто процентов полиамидных или полиэфирных волокон. Подача ультразвуковой энергии осуществляется в импульсном режиме.

Ультразвуковой пресс УПУ-1 предназначен для выполнения петель и закрепок на изделиях из тканей и трикотажных полотен, содержащих 100% полиамидных или полиэфирных волокон. Прорубка петли осуществляется регулируемым элементом, позволяющим осуществлять сквозной проплав материала.

Полуавтомат 1725 класса предназначен для изготовления прямых петель с двумя закрепками на изделиях из трикотажа. Он оснащен автоматизированным электроприводом, позволяющим производить с помощью электропневматических устройств прорубку петли, обрезку ниток, подъем лапки.

Новое вышивальное оборудование Ведущий изготовитель вышивального оборудования — фирма ZSK (Германия) создала универсальную высокопроизводительную вышивальную машину XB 1611−400. Она воспроизводит бордюрные и отдельные рисунки. Машина снабжена устройством для замены петлителя, что позволяет сократить время на замену шпули нижней нитки не останавливая машину. Это устройство также позволяет рентабельно применять нитки петлителя не менее двух цветов, что особенно важно при вышивке на прозрачных материалах.

Еще одной новой разработкой фирмы в данной области является вышивальная машина Sticktronic X2507−240D, которая отвечает всем требованиям крупнораппортного вышивания. Все машины фирмы ZSK снабжены электронным управлением и современными носителями информации.

К новым разработкам следует отнести шестиголовочную вышивальную машину BES-960BC фирмы Brother. На ней можно осуществлять вышивку на изделиях цилиндрической формы диаметром до 600 мм. С помощью персонального компьютера можно одновременно управлять 4 такими машинами, которые могут выполнять различные вышивки. Другой особенностью машины является ступенчатая замена пялец через определенные промежутки времени, что обеспечивает непрерывную работу машины.

Приспособления, используемые при работе с трикотажем Качественное выполнение технологических операций, повышение производительности труда во многом определяется параллельностью строчек краям соединяемых деталей или другим линиям, а также соблюдением определенной ширины подгибки срезов деталей и их совмещения друг с другом. Выполнению этих условий способствует Согласно классификации, предложенной ЦНИИШПом, все приспособления разбиты на 6 групп. Каждая группа объединяет приспособления, предназначенные для выполнения определенных видов швов: для обеспечения параллельности строчек краям соединяемых деталей; для подгибания срезов одной детали; для одновременного подгибания срезов нескольких деталей; для окантовывания срезов деталей; для фиксации мест расположения обметочных петель; прочие приспособления для выворачивания детали, наматывания полосок материала на кассеты и т. д.

Новое оборудование для влажно-тепловой обработки изделий Коренное изменение претерпело оборудование для влажно-тепловой обработки. Обычные утюги заменены утюжильными столами, оборудованными устройствами для подачи пара и вакуум-отсосом. Появились пресса с профильными подушками: CS-351 PrM+22−215+369B «Панония» (ВНР); CS-371KM+12−45−369 р; пресса, на которых после укладывания полуфабриката выполняется сразу несколько операций ВТО без вмешательства оператора (BSP-800-PS+20 «Панония», CS-351 Pr+22 213 H). Широко применяются подушки фирмы «Панония» для разутюживания боковых швов и среднего шва спинки — CS-11−45; для разутюживания передних и локтевых швов рукавов — CS-12−15, CS-22−215.

На смену традиционным конвейерам в современном технологическом процессе пришли разнообразные напольные бесприводные средства для внутрипроцессного транспортирования полуфабриката.

Сложился новый подход к внедрению швейного оборудования. Опыт показал, что внедрение отдельных машин в действующие технологические процессы менее эффективно по сравнению с комплексной механизацией в целом. Для массового производства швейных изделий используются комплекты швейного оборудования, в которые входят связанные между собой по производительности швейные машины общего назначения и специальные швейные полуавтоматы, оборудование для ВТО, транспортные средства и технологическая оснастка, необходимые для осуществления законченного технологического процесса.

Сопоставительный анализ парка оборудования показал, что особенность современного оборудования состоит в его универсальности и оснащенности дополнительными механизмами, а следовательно, в том, что оно имеет более широкие технологические возможности. Использование современного оборудования при производстве одежды позволяет значительно повысить производительность труда, улучшить условия работы, а также качество выпускаемых изделий.

Таким образом, тенденции развития мирового машиностроения и внедрения оборудования в производство заключаются в следующем:

выпуск полных комплектов оборудования для массового производства швейных изделий;

создание устройств и систем, обеспечивающих четкое выполнение рабочего процесса швейной машины;

унификация блоков в системе управления;

создание агрегированного рабочего места;

замена утюгов утюжильными столами и прессами;

применение напольных бесприводных средств для транспортирования полуфабриката;

комплексная механизация технологических процессов.

1.4 Анализ современных методов обработки узлов из трикотажа в швейной промышленности

Трикотажные полотна обладают рядом ценных свойств: они мягки, эластичны, не стесняют движения ребенка даже при плотном облегании тела, устойчивы к истиранию и почти не сминаются, хорошо драпируются, обладают высокими гигиеническими свойствами — большой воздухопроницаемостью (в 8−9 раз большей, чем ткань) и гигроскопичностью, хорошими теплозащитными свойствами.