Delist.ru

Теоретико - технологическая разработка процессов герметизации швейных изделий для повышения водозащитных свойств (15.09.2007)

Автор: Метелева Ольга Викторовна

- разработан алгоритм проектирования изделий из водозащитных материалов и оптимизации выбора методов обеспечения необходимой герметичности в рамках традиционных технологических подходов и с использованием современных гидрофобизаторов и герметизирующих материалов;

- внедрены основные результаты исследований для получения водозащитных изделий в производственных условиях.

Общая характеристика объектов и методов исследования. Объектами исследований являлись: детали и узлы существующего ассортимента швейных изделий и образцы водозащитной спецодежды разного назначения; процессы проектирования и изготовления водозащитной спецодежды, формирования и оценки уровня качества водозащитной функции швейных изделий; серийно выпускаемые ткани с водоотталкивающей отделкой, а также материалы с пленочным покрытием отечественного производства и импортируемые из-за рубежа.

При решении поставленных задач применены теоретические и экспериментальные методы. В теоретических исследованиях использованы общая методология системного подхода к проектированию спецодежды, теории склеивания материалов, гидродинамики вязких жидкостей, теплотехнических процессов, методы решения уравнений математической физики. В экспериментальных исследованиях применены физико-технические и физико-химические методы; стандартные и оригинальные методы и средства исследования свойств материалов и швейных изделий. Обработка результатов осуществлена на ПЭВМ с использованием методов математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на результатах натурного эксперимента, подтверждена методами математического анализа, методами идентификации моделей, а также полученными актами производственной апробации результатов работы.

Значимость для теории. Установлены: закономерности намокания деталей одежды, определяющие размеры накладных защитных деталей; явление физико-химического взаимодействия на молекулярном уровне акрилатных полимерных пленочных герметиков с синтетическими материалами, используемыми в производстве водозащитных швейных изделий; закономерности гидродинамики заполнения герметиком отверстий прокола ниточной строчки, позволяющие обосновать рациональные параметры герметизирующей обработки (вязкости герметизирующей жидкости и давления ее подачи).

Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснованы способы регулируемого повышения водозащитной способности швейных изделий из материалов с водоотталкивающей отделкой или полимерным покрытием посредством герметизации ниточных соединений и узлов соответственно водорастворимыми гидрофобизирующими препаратами или клеевыми пленками из акрилатных латексов. На основании предложенных способов и выявленных закономерностей разработаны комбинированные технологии в виде концентрированных операций («стачивание + облитерация», «ВТО + гидрофобизация», «стачивание + клеевое дублирование»), улучшающие качество водозащитных швейных изделий. При этом получены следующие результаты:

определена степень влияния ниточного способа соединения деталей и узлов на снижение водозащитных свойств швейного изделия (в 1,5-4,0 раза), изготавливаемого по традиционной технологии;

экспериментально и аналитически доказано, что проектирование концентрированных операций сопряжено с необходимостью установления механизмов физического воздействия и физико-химического взаимодействия герметизирующих средств с материалами швейных изделий и обоснования их технологической и экономической эффективности;

выполнена оценка влияния совокупности режимов физического воздействия «вязкость-давление» и конструктивных параметров узла «подача-отсос» устройства к швейной машине на обеспечение заданного уровня водозащитных свойств ниточного соединения в последовательно-одновременном процессе стачивания и герметизирующей обработки строчки гидрофобизатором плювион ПЕГ;

установлено соответствие между прогнозируемой степенью блокирования пор отверстий ниточной строчки, соединяющей пакеты разной толщины из различных материалов, и экспериментальными результатами исследования водозащитных свойств швов и узлов при выборе рациональных сочетаний параметров стачивания и герметизирующего воздействия;

получены физические модели и их математическое описание по управлению процессом формирования водозащитных свойств в ходе локальной герметизирующей влажно-теплогидрофобизирующей обработки (ВТГО) швейных изделий;

установлена согласованность результатов определения продолжительности стадии контактной сушки в ходе проведения операции ВТГО методами экспериментально-расчетным и расчетным на основе решения основного уравнения теплопроводности для однородного стержня конечной длины, боковая поверхность и один конец которого теплоизолированы, а другой конец контактирует с нагретой поверхностью;

показано, что при клеевой дублирующей герметизации швов изделий из материалов с полимерным покрытием пленками на основе акрилатных латексов при кратковременном действии внешнего давления и в результате проявления реологических свойств клеевого слоя пленки на границе раздела фаз полимерных материалов осуществляется межфазный контакт на уровне межмолекулярного взаимодействия с участием различных функциональных групп.

Техническая новизна разработанных в ходе выполнения работы технологий герметизации водозащитных швейных изделий и устройств для их реализации и оценки качества, а также художественно-технических решений специальной одежды для различных условий труда подтверждается получением авторского свидетельства, 5 патентов на изобретения, 2 патентов на промышленные образцы, 6 свидетельств и патентов на полезные модели.

Практическая значимость работы. Разработаны принципиально новые комбинированные технологии для локальной герметизации швейных изделий из материалов с различным уровнем водозащитного эффекта, получены клеевые вспомогательные материалы на основе водных дисперсий акриловых полимеров для дублирования ниточных соединений, разработаны приборы для измерения водоупорности и смачивания материалов.

Для реализации в производственных условиях новой технологии дублирования швов осуществлена работа по опытно-промышленному производству клеевого пленочного материала, созданного совместно с ФГУП «ИвНИИПИК». В результате выпуска опытно-промышленных партий отработаны рецептурно-технологические параметры и схема получения клеевого пленочного материала применительно к наносно-переносному агрегату «Спунер» (Япония).

В результате внедрения новых технологий в ГУП учреждении ОК-3/7 ГУИН Минюста России по УИН Ивановской области и в Ивановском филиале ФГУ НИИИиПТ ФСИН России экономический эффект составляет:

- от внедрения новой технологии влажно-теплохимической локальной обработки швейных изделий за счет повышения потребительского качества и снижения материалоемкости 43037,5 руб. на 5000 изделий;

- от внедрения разработанной технологии герметизации проколов строчки гидрофобизирующими композициями за счет улучшения потребительских свойств 56325 руб. на 5000 изделий;

- от внедрения комбинированной технологии дублирования швов изделий из материалов с полимерным покрытием клеевой пленкой за счет улучшения потребительских свойств 96100 руб. на 5000 изделий.

Разработанные технологии приняты к внедрению на предприятиях УФСИН России по Чувашской Республике-Чувашии. Экономический эффект составляет:

- от внедрения новой технологии локальной влажно-теплогидрофобной обработки швейных изделий раствором гидрофобизатора персистоль Е 51607,5 руб. на 4000 изделий за счет повышения потребительского качества и снижения материалоемкости;

- от внедрения созданной технологии герметизации проколов строчки плювионом ПЕГ 67513 руб. на 5000 изделий за счет улучшения потребительских свойств продукции;

- от внедрения комбинированной технологии клеевой герметизации водозащитных изделий с использованием специально созданного материала за счет улучшения потребительских свойств 121317 руб. на 5000 изделий.

Разработан ряд оригинальных устройств, способствующих решению задач оценки уровня качества и повышения эффективности принципиально новых технологий герметизации ниточных соединений и узлов швейных изделий.

Результаты исследований вошли в книгу Веселова В. В., Колотиловой Г. В. «Химизация технологических процессов швейного производства» (М: Легпромбытиздат, 1985. – 128 с.) и раздел «Герметизация швов водозащитных изделий» учебника Веселова В. В., Колотиловой Г. В. «Химизация технологических процессов швейных предприятий» (Иваново: ИГТА, 1999. – 24 с.), рекомендованного Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации для подготовки инженерных кадров. Результаты работы внедрены в учебный процесс ИГТА при изучении дисциплин «Химизация технологических процессов швейных предприятий», «Технология швейных изделий», «Методы и средства исследований».

Автор защищает:

алгоритм проектирования концентрированных операций, включающих традиционные швейные операции, физико-химическое воздействие или локальное пленочное дублирование для обеспечения заданной водонепроницаемости ниточного соединения;

теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение нового совмещенного способа герметизации ниточных строчек в изделиях из различных водозащитных материалов, заключающегося в регулируемой облитерации пор отверстий от прокола иглой гидрофобизатором плювион ПЕГ;

аналитическое обоснование и экспериментальное подтверждение нового способа повышения водозащитной способности швейных изделий из материалов с водоотталкивающей отделкой путем локальной влажно-теплохимической обработки ниточных соединений, узлов и деталей, включающей пропаривание и одновременное внесение в пакет материалов гидрофобизатора, сушку (и термообработку для термофиксируемых препаратов) в процессе ВТО;

экспериментальное обоснование способа герметизации швейных изделий из материалов с полимерным покрытием, осуществляемого посредством поверхностного дублирования образуемых соединений клеевой многослойной пленкой из акрилатных латексов и приводящего к взаимодействию на макромолекулярном уровне между клеевым слоем пленки и полимерным покрытием материала.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на следующих конференциях: международных научно-технических конференциях: по использованию современных наукоемких технологий и перспективных материалов в текстильной и легкой промышленности (ИГТА, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2004, 2005, 2006); по актуальным проблемам науки, техники и экономики легкой промышленности (МГУДТ, 2000); по актуальным проблемам химии и химической технологии (ИГХТУ,1999); по актуальным проблемам переработки льна в современных условиях (КГТУ, 2002); о роли предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека (МГУДТ, 2002); о новом в технике и технологии текстильной и легкой промышленности (ВГТУ, 2005); международной научно-практической конференции по актуальным проблемам создания и использования новых материалов и оценки их качества (МГУ сервиса, 1999); II международной научно-технической конференции «Достижения текстильной химии в производство» (ИХР РАН, 2004); II Конгрессе химиков-текстильщиков и колористов (РСТК, 1996); Всесоюзной научно-технической конференции по развитию ассортимента изделий легкой промышленности (ИВТИ, 1987); I и II международных научно-технических конференциях по актуальным проблемам химии, химической технологии (ИГХТА, 1997, 1999); всероссийских научно-технических конференциях по современным технологиям и оборудованию текстильной промышленности (МГТА им. А. Н. Косыгина, 1998, МГУДТ, 1999); по актуальным проблемам проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения (ДИТУД УГТУ, 2005); I региональной межвузовской конференции по актуальным проблемам химии, химической технологии и химического оборудования (ИГХТУ, 1996); межвузовских научно-технических конференциях по современным проблемам текстильной и легкой промышленности (РОСЗИТЛП, 1998, 2000, 2001, 2006); юбилейной межвузовской научно-технической конференции и научно-методических семинарах СПбГУТД (2000); областных научно-технических конференциях по новым техническим и технологическим разработкам и их внедрению в текстильной и легкой промышленности (ИВТИ, 1983, 1986, 1989). Содержание представленных докладов отражено в тезисах перечисленных выше конференций.

Результаты разработки технологий и оборудования для герметизации швейных изделий экспонировались на выставках: ВДНХ СССР (1987) (бронзовая медаль); научно-технической конференции-выставке СПбГУТД (2001); выставке научных достижений Ивановской области «Инновации – 004», презентации проектов «Новые технологии для текстильных и швейных предприятий» в рамках ХIII российского конкурса «Текстильный салон – 2005» (диплом участника); презентации проектов «Новые технологии для текстильных и швейных предприятий» в рамках ХIV российского конкурса «Текстильный салон – 2006» (диплом участника) и выставке научных достижений Ивановской области «Инновации – 2006» (диплом).

Публикации. Всего по материалам диссертации опубликовано 85 работ. Основные результаты выполненных исследований отражены в 15 статьях в журналах «Изв. вузов. Технология легкой промышленности» и «Изв. вузов. Технология текстильной промышленности», представлены 1 авторским свидетельством и 13 патентами на изобретения, промышленные образцы и полезные модели. Кроме того, по результатам исследований опубликованы 3 статьи в журнале «Текстильная химия», 1 статья в журнале «Современные проблемы текстильной химии/ Российский химический журнал (журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева)», 1 статья в журнале «Fibres $ Textiles in Eastern Europe», 1 статья в периодическом издании «Швейная промышленность: отечественный производственный опыт. Экспресс-информация», 4 статьи в сборниках научных трудов и Вестнике ИГТА, 45 тезисов докладов международных и всероссийских конференций, 1 статья депонирована.

Личное участие автора в получении изложенных в диссертации результатов. Постановка задач, выбор методов и направлений исследований, анализ и обобщение полученных результатов, теоретические положения и выводы диссертации принадлежат автору.

Ряд положений теоретического и экспериментального обоснования эффективности технологий герметизации водозащитных швейных изделий использован при выполнении диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук аспирантами под руководством автора.

Структура и объем работы. Работа, изложенная на 352 страницах и включающая 144 рисунка и 31таблицу, содержит введение, 6 глав, общие выводы и рекомендации, библиографический список из 342 наименований и 23 приложения.

Содержание работы

Введение и общая характеристика работы посвящены обоснованию актуальности решаемой проблемы, постановке цели и определению комплекса задач, изложению основных результатов диссертации, их научной и практической значимости, представлению основных положений, выносимых на защиту.

загрузка...