Кандидат технический наук, доцент Кущевский Н.А.

Кандидат физико-математических наук, доцент Андреев А.А.

Магистрант Кивицкая Е.А.

Хмельницкий Национальный университет

Подольский государственный аграрно-технический университет

О механизмах образования устойчивых деформаций в тканях для получения рельефа в процессах нетермической обработки.

Современная одежда изготовляется преимущественно из плоских швейных материалов. Такой подход является классическим, апробирован многовековой историей цивилизации. Те или иные революционные преобразования в настоящее время вряд ли являлись бы целесообразными – слишком важной является эта сфера деятельности человека. Неоспоримые преимущества «плоскофрагментных» технологий пошива одежды определяется многообразованием интегральных факторов, одним из которых является промышленное изготовление тканей. Безусловным является наличие некоторых отрицательных для данных технологии элементов, главными из которых, на наш взгляд, могут быть: значительное число отходов и большое количество швов. Минимизационные задачи, связанные с первой проблемой, решаются на уровне интуиции талантливых закройщиков (авторам известны некоторые математические работы, посвященные решению этих проблем, однако в этих работах нет универсиальных алгоритмов решения [1,2,3] для новых форм. Вторая проблема сопряжена с увеличением числа технологических операций и (более тонкий вопрос) влиянием швов на кожу человека.

Обе эти проблемы в значительной мере уменьшаются в тех случаях, когда вместо плоских фрагментов одежды использовать рельефные заготовки. Возможность получения «рельефов» на ткани подсказана самим бытом («пузырки» на локтях и коленях, образующиеся в процессе длительной носки одежды).

В настоящее время не существует единой, установившейся технологии изготовления ткани «с рельефом». Это связано, по всей видимости, с новизной проблемы, а также с большим разнообразием типов и видом тканей, со сравнительно большим диапазоном их физико-механических свойств. Казалось бы, что проблема сравнительно несложная, однако отсутствие единой программы приводит к тому, что проблемой занимаются (фрагментарно) некоторые исследователи-энтузиасты, получая порой неплохие, но частные результаты.

В результате в многих исследователей проблемы сложилось довольно устойчивое мнение, что образование рельефа на поверхности ткани является эффективным только при повышенных температурах процессов формообразования.

В ХНУ проведены как теоретические, так и экспериментальные исследования процессов формообразования при комнатных температурах. Результаты экспериментальных исследований совершенно убедительны и имеют промышленное значение. При термической обработке ткани механизм формообразования очевиден: синтетические волокна при нагревании изменяют упругие свойства ( эластины), изменение внутренней структуры необратимо – образуется устойчивый рельеф, но изменяются физико-механические свойства ткани.

При «холодном» формообразовании механизм совершенно другой. Ткань, подготовленная к образовании рельефа, состоит из волокон, которые при изготовлении неизбежно принимают волнистую форму. Нормальная составляющая силового поля стримится выпрямить «синусоиды». Касательная составляющая сдвигает волокна вдоль перпендикулярных нитей. Вода, поступающая вместе с воздухом, уменьшает коэффициент трения между отдельными волокнами [4]. После сушки коэффициент трения возрастает и происходит фиксация формы ( как по новой длине нитей, так и по их расположению – математическая модель этого процесса являет собой модификацию «сапога Шварца»). Этот механизм справедлив для любых видов тканей ( за исключением редко используемых в ширпотребе «узелковых», для которых скольжение волокон невозможно).

Теоретические объяснения процессов образования рельефа при комнатных температурах довольно убедительно подтверждаются экспериментальными исследованиями (микроскопия). Полученные формы не изменяются на протяжении довольно длительного времени (больше двух месяцев).

Безусловно, затронутая в настоящей работе проблема требует дальнейших исследований как в плане экспериментальном, так и теоретическом.

Литература

1. Уайлд Д. Методы поиска экстремума. М.: Наука, - 1967,- 386 с.

2. Лейтман Д. Введение в теорию оптимального управления. М.: Наука, - 1968, - 318 с.

3. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г. и др. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, - 1969, - 420 с.

4. Ківіцька О.А. Аналіз силового поля при пневмогідравлічному способі формування деталей швейних виробів // Матеріали ІV Всеукраїнської науково-практичної конференції «Перші наукові кроки». – м. Кам’янець-Подільський. - 2009, - с.200.