Měření splývavosti I. T. F. Drapemetrem

Tento způsob patří také mezi diskové metody pro určování splývavosti plošných textilií. V této metodě se využívá přímého měření vzorku, takže na rozdíl od předchozích nepracuje s projekcí zkoušeného vzorku. Přístroj je vyobrazen na obrázku č.6.

Postup měření

Nejdříve se roztáhnou odměřovací kolíky na maximum, povolí se aretační knoflík.

Upevňovací deska se posune do stejné výšky jako je disk, vycentruje se a zafixuje v této poloze. Pomocí naváděcích kolíků se umístí zkušební vzorek a potom šablona. Šablona i zkušební vzorek musí být vycentrovány z diskem. Do středu šablony se zasune přítlačná deska. Potom se odstraní šablona a upevňovací deska se posune mimo pole měření,měřený vzorek musí zůstat v klidu. Vyčká se 15 minut pro ustálení vzorku a potom se provede samostatné měření, které pracuje na principu posouvání odměřovacích kolíků a otáčení vzorku o 1/16 otáčky ( viz obrázek č.7).

Odměřovací kolíky se posouvají tak dlouho dokud nejsou v přímém kontaktu s měřeným vzorkem. Na měřidle se odečte délka dvou paprsků R1 a R2 , ty patří k pozicím

V podstatě se odečítají jejich okamžité poloměry a z těch se potom stanoví koeficient splývavosti F.

Obrázek č.7

Nevýhody metody

Tato metoda je poněkud pracná protože se musí neustále nastavovat odměřovací kolíky a není příliš přesná, jelikož vzorek se měří pouze na 8 místech oproti předchozím metodám.

2.2.4 Určování splývavosti podle normy EDANA

V práci [5] je podrobně popsaná tato metoda. Tato metoda se používá pro měření splývavosti netkaných textilií. Pro získání průmětu vzorku se používá zařízení, které je podobné přístrojí F.R.L. Drapeometru.

Koeficient splývavosti se potom určí vážením ze vztahu :

Msa je hmotnost vnitřního dílu papírového prstence, který reprezentuje stín M_pr je hmotnost celého papírového prstence

Princip a postup měření

[ ]

^%

100

pr sa

M Kf = M ×

Kruhový vzorek plošné textilie o průměru 300 mm je upnut mezi menší horizontální disky o průměru 180 mm. Okolo nižšího podpůrného disku volně splývá kruhový prstenec plošné textilie. Stín tohoto splývajícího vzorku nám dopadá na kruhový prstenec z papíru, který je stejně velký jako kruhový prstenec plošné textilie. Po 5 minutách od umístění vzorku se obkreslí projekce tohoto vzorku na papír. Následně se určí hmotnost papírového prstence, potom je papírový prstenec stříhán po délce stopy stínu a vážením se určí hmotnost vnitřního dílu prstence který reprezentuje stín.

Do protokolu kde se uvádí výsledky měření se zaznamenává i počet vln. Vzorky, které splývají do tvaru dvou vln se v této metodě neměří.

2.2.5 Cniišelkova metoda měření splývavosti

Tato metoda patří mezi nestandardní metody zjišťování splývavosti plošné textilie a je velice jednoduchá. Tato metoda nám umožňuje stanovit splývavost v nitích útku i osnovy.

Vzorek plošné textilie o velikosti 200x400 mm, se složí do harmoniky, tak aby vytvořila 3 záhyby. Složený vzorek plošné textilie se napíchne na jehlu a kraje textilie se přichytí pojistkou aby se záhyby nerozpadly (obrázek č.8).

Po 30 minutách se změří roztažení A mezi jehlami dolního kraje vzorku.

Koeficient splývavosti se vypočítá ze vztahu :

A je roztažení mezi jehlami dolního kraje vzorku

( )

^{100 0,5}

[ ]

^%

200 100

200 A A

D= − × = −

Obrázek č.8

Popis obrázku č.8 : 1 - zarážky 2 - jehla

3 - zkoušený vzorek A - roztažení mezi jehlami

2.2.6 Měření splývavosti podle Hanuse

Toto měření splývavosti pracuje na principu měření okamžité půdorysné vzdálenosti okraje splývajícího vzorku od středu rotující čelisti. Přístroj a způsob měření byl navržen v diplomové práci Hanuse [6].

Vzorek textilie je umístěn mezi rotující čelisti a je osvětlen pruhem světla, které vychází ze štěrbiny. Světlo vychází ze zdroje a odráží se pomocí zrcadla do štěrbiny.

Štěrbina je stejně velká jako je snímací lišta v dolní části zařízení. Snímací lišta se skládá z fotodiod. Světlo které vychází ze štěrbiny dopadá na fotodiody, pokud mu v tom nezabraňuje zkoušený vzorek textilie. Rotaci vzorku zajišťuje nízko otáčkový motor.

Při rotaci vzorku dochází v určitých okamžicích k zastínění fotodiod a tedy k přerušení světla které na ně dopadá. Signál z fotodiody je následně zaslán do zapisovače, který ho zpracuje. Výsledkem je potom grafický záznam, díky kterému lze určit střední poloměr. Tento poloměr je potřebný pro výpočet plochy průmětu splývajícího vzorku.

2.2.7 Subjektivní hodnocení splývavosti

V 60 - sátých letech dvacátého století se provádělo subjektivní hodnocení splývavosti, které bylo doprovázeno statickým zpracováním výsledků.

Cusick [4] ve své práci popsal jeden způsob hodnocení splývavosti, který je založen na párovém porovnáváním. Na modelový stojan umístil kusy bílých látek z bavlny tak aby se podobaly sukni. Skupině posuzovatelům se předložilo k pozorování 8 polosukní nebo fotografií těchto polosukní (obrázek č.9), u kterých posuzovali splývavost. Posuzovatelé hodnotili nejen to jak textilie splývá, ale i to která textilie se jim líbí.

Po porovnání výsledků subjektivního a objektivního hodnocení se zjistilo, že ve většině případů se objektivní a subjektivní hodnocení shoduje. Také se zjistilo, že hodnocení záleží na vkusu posuzovatele a módě.

Obrázek č.9

2.2.8 Určení splývavosti vážením

Určení koeficientu splývavosti vážením je jedním z nejjednodušších způsobů. Průmět splývajícího vzorku se obkreslí na kruhový papír o poloměru 150 mm. Stín vzorku je získán paralelním světlem.

Nejdříve se zváží celý kruhový prstenec. Potom se z papíru vystřihne plocha stínu a ta se také zváží. Výsledky vážení se potom dosadí do vztahu pro výpočet koeficientu nerovnoměrné hmotnosti papíru a v obkreslování a stříhání, které se provádí ručně.

2.2.9 Určení koeficientu splývavosti s použitím divergentního světla

Jelikož se paralelní světlo získává a dosahuje dosti složitě, byl vynalezen způsob měření splývavosti pomocí divergentního (rozbíhavého) světla [7].

Na obrázku je vyobrazeno schéma přístroje pro měření koeficientu splývavosti pomocí divergentního světla, které odpovídá popisu v práci [7] (obrázek č.10)

Přístroj se skládá ze zdroje světla, který je umístěn 3 m nad základnou a kruhové čelisti, která je umístěna 1 m nad základnou.

[ ]

^%

Obrázek č.10

Popis obrázku č.10 : h - výška od okraje splývajícího vzorku k základní desce r - poloměr čelisti

V práci [7] byli použity vzorky o poloměru 120, 150 a 180 mm. Stín vzorku se promítá do roviny základny.

Stín vzorku získaný rozbíhavým světlem by se oproti skutečnému rozměru vzorku rovnoměrně zvětšil, jen když by se obrys vzorku nacházel v jedné rovině. Toto odpovídá pouze absolutně tuhé textilii, jejíž stín je kruhový a může být tedy rovnoměrně zvětšený. Za tohoto předpokladu je koeficient splývavosti měřený divergentním světlem stejný jako paralelním světlem.

S je plocha stínu získaná paralelním světlem S₁ je plocha stínu získaná rozbíhavým světlem r poloměr čelisti teoretického rozdílu. Tento rozdíl je vypočítán z předcházejících měření autora [7].

2.2.10 Zjišťování koeficientu splývavosti pomocí počítačové obrazové analýzy

[ ]

^%

Většina z předchozích metod se zaměřuje na popis splývavosti plošné textilie pouze koeficientem splývavosti, což samozřejmě nepostačuje. Koeficient splývavosti závisí jen na ploše průmětu vzorku, neuvažuje už o tom, že se na vzorku textilie při splývání vytvářejí vlny, které mají různý tvar a velikost.

Také v metodách jenž už byli popsány dochází při určování koeficientu splývavosti k různě velkým chybám v měření, které souvisejí s obkreslováním stínu, měřením plochy vzorku, s přesností vážení, atd..

Proto byly v dnešní době navrženy různé způsoby měření splývavosti pomocí obrazové analýzy. Tento způsob umožňuje měřit přímo obraz splývajícího vzorku plošné textilie, což nám umožní popsat i jiné charakteristiky splývavosti (počet vln, velikost vln,…) než jen koeficient splývavosti plošné textilie.

Zařízení pro měření splývavosti pomocí obrazové analýzy bude podrobně popsáno v další části této práce, jelikož je použito pro měření splývavosti.

2.3 Podstata deformace textilie při splývání

Při splývání kruhového vzorku, který je upnut mezi dva disky, vzniká deformace zvaná ohýbání. Z důvodu výskytu dvojitého zakřivení dochází i k smyku (změně úhlu mezi nitmi). Při splývání textilie se vyskytují ještě velmi nepatrné a proto i zanedbatelné deformace, jako jsou deformace v tahu a tlaku.

Pro popis chování ohybu byla zvolena ohybová délka a sledovalo se co se stane s koeficientem splývavosti když smyková tuhost nabude nejvyšší hodnoty. Bylo sestavena teoretická závislost koeficientu splývavosti na ohybové délce za různých smykových tuhostí (obr.11), podrobněji je popsáno v práci [4].

Vyšrafovaná plocha je odhad rozmezí hodnot koeficientu splývavosti pro různé ohybové délky a pro smykové tuhosti mezi nulou a nekonečnem.

Obr.11 Závislost mezi ohybovou délkou c a koeficientem splývavosti ( n - počet záhybů)

Kdyby byla smyková tuhost nulová, koeficient splývavosti by se teoreticky získal na kruhové straně desky. Na obrázku číslo 12 je tato situace znázorněna ohybem pravoúhlých proužků. Tyto proužky jsou ohýbány vlastní vahou.

Obrázek 12

Za nekonečné smykové tuhosti se dvojité zakřivení nemůže vyskytovat, ale u textilie se však může vyskytovat tvary deformací s jednoduchým zakřivením..

2.4 Vliv stříhání na splývavost

Přiléhavost oděvu závisí velkou měrou na tom, jak jsou rozmístěny nitě tkaniny, zda jsou umístěny přímo nebo pod úhlem 45° k nitím osnovy. Je známo, že stříhání tkaniny pod úhlem 45°, dává vždy plastické a přiléhavé tvary, za to rozložení tkaniny po osnově nebo útku

není zcela přiléhavé. Avšak schopnost tkaniny formovat se do žádaného tvaru podmiňuje více kvalita příze, než způsob provázání a uložení nití.

2.5 Vliv podlepování na splývavost textilie

Jedná se o velkoplošné podlepování součástí oděvních výrobků za účelem získat tvar a náležitou pružnost podlepené části výrobku. Představuje vlastně zhodnocení oděvního výrobku, který získá v určitých partiích náležitou pružnost.

Pokud výrobek podlepíme zvýší se jeho tuhost v ohybu, čímž se výrazně sníží splývavost. U výrobků kde vyžadujeme velký koeficient splývavosti podlepování vynecháváme.

2.6 Vliv šití na splývavost

Při zpracování výrobku šitím dochází k ovlivnění splývavosti následujícími parametry: vlastnosti šicího materiálu, hustota stehů, šířka švových záložek, počet vrstev šitého materiálu v místě švu.

2.7 Charakteristika splývavosti

Splývavost je vlastnost plošné textilie, která je ovlivňována jak vlastnostmi textilie tak vlastnostmi vláken a přízí. Jedná se tedy o složenou vlastnost textilie.

Vlastnosti vláken

Vlastnosti polymeru

Geometrické vlastnosti - délka, obloučkovitost, struktura povrchu, tření mezi vlákny, průřez vlákny, jemnost vlákna, atd.

Mechanicko fyzikální vlastnosti - plastická a elastická pružnost vlákna, pevnost v tahu, ve vzpěru, v krutu, v ohybu,

Vlastnosti přízí

Vlastnosti vláken - příze přebírá vlastnosti vláken ze kterých je složena

Geometrické vlastnosti příze - jemnost, zákrut, struktura povrchu, objemnost, srážlivost, tření, atd.

Mechanicko fyzikální vlastnosti - pevnost v tahu, pevnost v ohybu, pružnost

Vlastnosti textilií

Vlastnosti příze a vláken ze kterých je textilie složena

Geometrické vlastnosti - tloušťka, struktura, vazba, dostava, pórovitost, srážlivost,…

Mechanicko fyzikální vlastnosti - tuhost v ohybu, mačkavost, žmolkovitost, pevnost, klouzavost

3. Vytipované vlastnosti ovlivňující splývavost plošných textilií

Z použité literatury bylo vytipováno několik vlastností, které ovlivňují splývavost plošných textilií. Jak velký vliv mají tyto vlastnosti na splývavost prověříme v následujícím měření.

Vytipované vlastnosti

Vazba

Dostava

Tuhost v ohybu

Mačkavost

3.1Vazba tkaniny

Tkanina vzniká vzájemným provázáním nejméně dvou soustav nití. Podélná soustava je osnova, příčná se nazývá útek. Vazba tkaniny je důležitá jak pro konstrukci textilie, kdy se vytváří žádaný vzor, vzhled i vlastnosti budoucího materiálu, tak i pro identifikaci jednotlivých typů tkanin. Vazba tkaniny je určitý způsob, kterým se soustavy nití mezi sebou

provazují. Vazba má vliv na pevnost, pružnost, tuhost, splývavost i na omak tkaniny. Ovlivňuje vzhled, tepelnou izolaci, prodyšnost, oděruschopnost i další vlastnosti tkanin.

Bod kde se ve vazbě kříží osnovní nit s nití útkovou nazýváme vazným bodem. Je-li útek nad osnovou, jde o útkový vazný bod. Je - li osnova nad útkem jde o osnovní vazný bod.

Určitý počet osnovních a útkových vazných bodů, který se ve tkanině neustále opakuje nazýváme střídou vazby (na technické vzornici se značí černě). Opakování střídy vazby se na technických vzornících značí červeně, pokud se jedná o černobílé provedení značí se křížkem. V tkaninách se vyskytuje také střída vzoru. Střída vzoru je určitý počet nití osnovních a útkových, které tvoří vzor. Střída vazby bývá často odlišná od střídy vzoru.

Vazby tkanin rozdělujeme na : Základní Odvozené

Komponované Speciální

Základní vazby

- plátnová - keprová - atlasová

Odvozené vazby

a) Odvozeniny plátnové vazby : Ryps - pravidelný, šikmý, nepravidelný, zpáteční Panama

b) Odvozeniny vazby keprové : Kepr - zesílený, zesílený oboulícní, lomený, hrotový, křížový, víceřádkový, vícestupňový, … c) Odvozeniny vazby atlasové : Atlas - zesílený, přisazovaný, stínový, smíšený, nepravidelný šestivazný, …

3.1.1 Vliv vazby na splývavost textilie

Teoreticky platí, že pokud budou zvoleny tkaniny stejného materiálového složení o stejné jemnosti příze, stejné dostavy, ale rozdílné vazby, potom tyto tkaniny budou vykazovat rozdílné hodnoty splývavosti.

Tyto hodnoty jsou sice rozlišné, ale rozdíl mezi nimi není nikterak výrazný, z čehož vyplývá, že vazba tkaniny nemá výrazný vliv na splývavost textilie.

3.2 Dostava

Dostava je osnovní nebo útková. Vyjadřuje počet osnovních nebo útkových nití ve tkanině na jednotku délky, zpravidla na 100 mm. Určení směru osnovy nebo útku u tkanin bez pevného kraje vyžaduje značnou zkušenost.

Dostava po osnově vyjadřuje počet útkových nití ve směru osnovy. Vychází se z obecného vztahu :

[ ]

n počet nití (n_o, n_u ) l měřená délka (lo, lu )

Zjišťování dostavy se provádí přímo počítáním nití na vyznačenou délku nebo postupným vypáráním nití ze vzorku 100 x 100 mm. Vyjádří se pak na délku 10 mm.

3.2.1 Vliv dostavy na splývavost textilie

Podstatný vliv na splývavost textilie má dostava osnovy i útku. Při zvyšování dostavy tkaniny po osnově i po útku dochází k zvyšování tuhosti v ohybu [1]. Toto se projeví zhoršenou splývavostí textilie. Pokud se ponechá konstantní dostava osnovy a dostava útku se bude zvyšovat, pevnost tkaniny po směru osnovy se bude snižovat, ale po směru útku zvyšovat. Z čehož vyplývá, že tkanina bude lépe splývat po osnově a hůře splývat ve směru útku.

3.3 Tuhost v ohybu

Tuhostí v ohybu se rozumí fyzikální veličina, která jako silový odpor vzniká v plošné textilii při jejím ohýbání vnější silou nebo vlastní tíhou. Tento odpor je součtem všech třecích a soudržných sil, které při tomto ohybu vznikají mezi vlákny a mezi nitěmi ve vazných bodech. To znamená, že tkaniny s vyšší dostavou a pleteniny s vyšší hustotou budou vykazovat vyšší hodnoty tuhosti a jsou - li tyto textilie ještě specielně preparovány či podlepovány, je hodnota tuhosti ještě vyšší.

Metody zjišťování tuhosti v ohybu se rozdělují do dvou skupin. Na metody statické a metody dynamické.

Metody statické

1) z tahového diagramu 2) podle SOMMERA 3) podle ASTM

4) modifikovaná metoda podle SOMMERA 5) podle ČSN

Statické metody vyhovují tehdy, chceme - li znát hodnotu tuhosti plošné textilie okamžitou. Jako charakteristiku stavu daného materiálu. K tomu aby se mohli posoudit

únavové jevy při opakovaném namáhání plošné textilie na ohyb tam, kde k tomu ve skutečnosti dochází, se používají metody dynamické.

Metody dynamické

1) metoda podle SCHIEFFERA 2) metoda podle BEKKA

3.3.1 Vliv tuhosti v ohybu na splývavost textilie

Splývavost textilie je nejvíce ovlivňována tuhostí v ohybu. Splývavost je parametr, který vyjadřuje korigovanou tuhost v ohybu ve všech směrech současně. Pro vystříhání okrajů kruhového vzorku až k poloměru R2 , tedy pro měření tuhosti konzolovým podepřením proužků (obr. 13) a při výpočtu ohybové délky c je vidět, že mezi těmito dvěma charakteristikami existuje závislost, kterou prokázal Cusik ( podrobněji v práci [1] a [4]).

Koeficient splývavosti Ks z této úpravy vzorků je možné vypočíst podle vztahů :

Hodně tuhé textilie špatně splývají. Naopak jemné a měkké textilie mají velmi dobrou splývavost.

KST

l1 – délka neohnutých pásků (poloměr vzorku)

L délka převisu

Θ úhel převisu c ohybová délka

Obrázek 13: úprava vzorku splývavosti pro měření tuhosti

Cusik (1962) experimentálně potvrdil, že počet vln při splývání textilie závisí na tuhosti tkaniny a průměru podpůrné čelisti, jak je vidět na obrázku 14.

Velmi tuhé tkaniny se jen mírně prohnou, než by vytvořily zřetelné vlny. To poskytuje plocha označená jako nula vln. Počet vln se zvyšuje se snižujícím se průměrem čelisti a klesající tuhostí textilie. Kdyby byl průměr čelisti předpokládaný v poloze přerušované čáry, nemůže se nikdy dosáhnout splývání textilie do tří vln.

Obrázek č.14

3.4 Mačkavost

Spolu s tuhostí a splývavostí tvoří mačkavost základní trojici vlastností popisujících stálost tvaru plošných textilií - zejména oděvních. K účinkům mačkání dochází až po přehnutí ( překonání tuhosti ) a zatížení, načež vznikne trvalá deformace, která se po čase může částečně zotavit. Proto mačkavost vyjadřuje současně stálost zmačkaného tvaru plošné textilie. Vzhledem k tomu, že se tato vlastnost týká všech oděvních plošných textilií, existuje na její určení několik metod, ale každá z nich má specifické použití.

Základní teorie prostorových deformací a jejich zotavení vychází ze simulace, kdy proužek textilie je zatížen tlakovou silou F_p vytvořenou závažím o hmotnosti m v čase t_z a v době t_o je odlehčen.

Při zatížení dochází v textilii k ohnutí vláken vnějšími silami a následkem toho se přestaví vazebně jejich vnitřní struktura. To má odezvu přes nitě až do plošné textilie, ve

které dojde k deformaci. Po odlehčení proužek vyskočí na hodnotu α , která je ekvivalentní okamžité elastické deformaci. Následkem dalšího času dochází k zotavovacímu procesu proužku, který je zakončen, když α = konst. v čase t1 .

Metody zjišťování mačkavosti

1) Přehnutým proužkem - s gravimetrickým vlivem - bez gravimetrického vlivu

2) Metoda EMPA - simuluje zotavení šatů a oděvů na ramínku 3) Metoda AKU - pro pleteniny

4) Zjišťování mačkavosti po praní

3.4.1 Vliv mačkavosti na splývavost textilie

V práci [8] byla sledována korelace mezi mačkavostí a splývavostí textilie. Z naměřených hodnot bylo zjištěno, že mezi mačkavostí a splývavostí existuje přímá závislost.

Pokud totiž hodnoty mačkavosti rostou, rostou i hodnoty splývavosti.

Z těchto naměřených hodnot byly vypočítány korelační koeficienty a zjistilo se, že závislost která se mezi mačkavostí a splývavostí vyskytuje je malá.

4. Experiment

Velký vliv na rozložení (polohu a tvar) jednotlivých vln po celém obrysu splývajícího vzorku má anizotropie (směrová závislost vlastností) daného materiálu. Nejobvyklejším způsobem vyjádření míry anizotropie bývá grafické zobrazování v polárním diagramu, ze kterého je možné si dobře představit stav pozorované vlastnosti v jednotlivých směrech daného objektu – textilie. Z tohoto důvodu se v této práci měří tuhost v ohybu pod jednotlivými úhly a jednotlivá maxima a minima vln při splývání textilie.

Měření splývavosti bude prováděno pomocí počítačové obrazové analýzy, bude se měřit plocha průmětu vzorku a jednotlivá maxima a minima vln.

Na měření tuhosti v ohybu je použita gravimetrická metoda a pro měření mačkavosti je použita

Na měření tuhosti v ohybu je použita gravimetrická metoda a pro měření mačkavosti je použita

In document BAKALÁŘSKÁ PRÁCE (Page 15-0)