TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ
BAKALÁ SKÁ PRÁCE
LIBEREC 2008 JITKA PR DKOVÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ
Studijní program: B3107 Textil Studijní obor: 3107R007 Textilní marketing
MECHANICKÉ VLASTNOSTI POLOPROPUSTNÝCH TEXTILIÍ
MECHANICAL PROPERTIES OF SEMI-PERMEABLE FABRICS
Jitka Pr dková KHT-612
Vedoucí bakalá ské práce: prof. Ing. Luboš Hes, DrSc.
Konzultant bakalá ské práce: Ing. Jindra Porkertová
Rozsah práce:
Po et stran textu ...49 Po et obrázk ...32 Po et tabulek ...2 Po et stran p íloh..15
Zadání bakalá ské práce
U 10 vzork polopropustných textilií prom te ohybovou tuhost, smykovou tuhost, tažnost a splývavost dle možností i odolnost vzork proti od ru.
Metodou marketingového výzkumu zjist te, jak uživatelé polopropustných textilií hodnotí a rozlišují komfort nošení od v z tuhých a elastických textilií.
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že p edložená diplomová (bakalá ská) práce je p vodní a zpracoval/a jsem ji samostatn . Prohlašuji, že citace použitých pramen je úplná, že jsem v práci neporušil/a autorská práva (ve smyslu zákona . 121/2000 Sb. O právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským).
Souhlasím s umíst ním diplomové (bakalá ské) práce v Univerzitní knihovn TUL.
Byl/a jsem seznámen/a s tím, že na mou diplomovou (bakalá skou) práci se pln vztahuje zákon .121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 (školní dílo).
Beru na v domí, že TUL má právo na uzav ení licen ní smlouvy o užití mé diplomové (bakalá ské) práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s p ípadným užitím mé diplomové (bakalá ské) práce (prodej, zap j ení apod.).
Jsem si v dom toho, že užít své diplomové (bakalá ské) práce i poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem TUL, která má právo ode mne požadovat p im ený p ísp vek na úhradu náklad , vynaložených univerzitou na vytvo ení díla (až do jejich skute né výše).
V Liberci dne 12. kv tna 2008
...
Podpis
POD KOVÁNÍ
Moje pod kování pat í p edevším vedoucímu práce prof. Ing. Luboši Hesovi, DrSc. za odborné vedení a cenné rady. Dále pak pracovník m Katedry textilních materiál , kte í mi pomáhali s m ením. Velké díky pat í i vedení Katedry od vnictví, kde mi bylo umožn no m ení na p ístrojích KES a Ing. Marii Koldinské za provedení zkoušek a obohacující konzultace.
V neposlední ad d kuji rodin a všem, kte í m v dob studia i tvorb bakalá ské práce podporovali.
ANOTACE
V této bakalá ské práci jsou m eny mechanické vlastnosti 10 r zných vzork polopropustných textilií. Teoretická ást pojednává o komfortu nošení polopropustných textilií a nabízí jejich obecné rozd lení. Jsou zde popsány i zjiš ované mechanické vlastnosti a zp soby jejich m ení. Experimentální ást obsahuje informace o samotném m ení. Zjiš ovány byly smyková a ohybová tuhost, tažnost, splývavost a odolnost v od ru. Navíc byla zm ena plošná hmotnost vzork . Vyhodnocení obsahuje jak výsledky m ení, tak srovnání jednotlivých charakteristik. Záv r práce je v nován marketingovému výzkumu, který byl proveden formou dotazování. Jeho ú elem bylo zjistit zájem uživatel o zkoumané materiály a také jejich vnímání rozdíl mezi nošením tuhých a elastických polopropustných textilií.
K L Í O V Á S L O V A :
Polopropustné textilie, ohybová tuhost, smyková tuhost, tažnost, splývavost, odolnost v od ru, marketingový výzkum.
ANNOTATION
In this baccalaureate work are measured mechanical properties of 10 samples of semi-permeable fabrics. The theoretic part deals with the wear comfort of semi-permeable fabrics and offers their common classification. In addition there are described also investigated mechanical properties and methods of their measurement. The experimental part contains information about the measurement itself. There were investigated shearing and bending rigidity, extensibility, drapeability and abrasive resistance. In addition was measured surface mass. The interpretation contains both results of measurement and individual characteristics comparison. The conclusion is devoted to the marketing research which was performed by questioning. Its purpose was to find out the interest of users in the surveyed materials and also their disparity perception between wearing rigid and elastic semi-permeable fabrics.
K E Y W O R D S :
Semi-permeable fabrics, bending rigidity, shearing rigidity, extensibility, drapeability, abrasive resistance, marketing research.
OBSAH
Úvod ... 8
TEORETICKÁ ÁST ... 9
1. Komfort ... 9
1.1 Sensorický komfort ... 9
2. Polopropustné textilie... 10
2.1 Rozd lení polopropustných textilií... 11
2.1.1 Povrstvené textilie (zát ry)... 11
2.1.2 Membránové textilie (lamináty) ... 12
3. Mechanické vlastnosti a zp soby jejich zjiš ování... 16
3.1 Deformace ... 16
3.2 Zjiš ované mechanické vlastnosti ... 17
3.2.1 Ohybová tuhost... 17
3.2.2 Smyková tuhost ... 18
3.2.3 Tah... 19
3.2.4 Splývavost ... 19
3.2.5 Odolnost plošné textilie v od ru... 21
3.3 Zvolené m ící p ístroje a metody... 21
3.3.1 Sytém KES ... 21
3.3.2 Ohyb p es ostrý roh ... 23
3.3.3 Komorový vrtulkový odíra ... 23
3.3.4 P ístroj Martindale... 24
EXPERIMENTÁLNÍ ÁST ... 25
4. M ení... 25
4.1 Vzorky ... 25
4.2 Systém KES... 27
4.2.1 Podstata zkoušky ... 27
4.2.2 Postup ... 30
4.3 M ení splývavosti ohybem p es ostrý roh ... 31
4.3.1 Podstata zkoušky ... 31
4.3.2 Postup ... 31
4.4 Odolnost v od ru na komorovém vrtulkovém odíra i... 32
4.4.1 Podstata zkoušky ... 32
4.4.2 Postup ... 32
4.5 Odolnost v od ru na p ístroji Martindale ... 33
4.5.1 Podstata zkoušky ... 33
4.5.2 Postup ... 33
5. Vyhodnocení zkoušek... 34
5.1 Tahové charakteristiky ... 34
5.2 Ohybové charakteristiky... 35
5.3 Smykové charakteristiky ... 36
5.4 Splývavost ... 37
5.5 Odolnost textilie v od ru ... 39
5.5.1 Vrtulkový odíra ... 39
5.5.2 Martindale... 40
5.6 Celkové porovnání vzork ... 41
5.7 Otázky závislostí vybraných charakteristik... 43
5.7.1 Charakterizuje splývavý úhel DA smykovou a ohybovou tuhost? ... 43
5.7.2 Ovliv uje ohybová tuhost náchylnost materiálu k od ru? ... 45
5.7.3 Ovliv uje plošná hmotnost náchylnost materiálu v od ru?... 46
6. Marketingový výzkum ... 48
6.1 Vlastní výzkum... 48
6.2 Vyhodnocení dotazník ... 49
7. Záv r... 54
Seznam použité literatury... 56
Seznam obrázk ... 58
Seznam tabulek... 59
Seznam p íloh ... 60
ÚVOD
Polopropustné textilie mají jedine nou vlastnost odvád t od t la vlhkost a sou asn zabra ují pr chodu vlhkosti z okolního prost edí k pokožce. Dokáží udržet t lo p i konstantní teplot za m nících se klimatických podmínek i r zných stupních fyzické zát že. Jsou ozna ovány také jako funk ní nebo inteligentní. V posledních letech se t ší velkému zájmu uživatel , a to nejen aktivních sportovc nebo pracovník z obor , kde jsou funk ní od vy nutností. Vyhledává je stále více lidí, kte í cht jí vlastnit praktický a pohodlný od v pro všestranné využití. Nabídka funk ních od v je pestrá a zákazník si m že vybírat ze široké škály výrobk . K emu by ale byl funk ní od v 100% paropropustný a nepromokavý, kdyby se v n m uživatel cítil jako „v pytli“ a za krátkou chvíli by se mu zni il. Nákup polopropustných textilií je pom rn drahou záležitostí, a proto by m l být zákazník ocen n o ekávanou kvalitou. Výrobci by m ly dbát toho, aby spolu šly ruku v ruce funk nost a vhodné mechanické parametry.
V souvislosti s polopropustnými textiliemi jsou spojovány nej ast ji pojmy jako paropropustnost, prodyšnost, nepromokavost, v truvzdornost apod. Jde o charakteristiky termofyziologického komfortu. K ur ení komplexního komfortu je ale t eba znát i to, jak se textilie deformuje a reaguje na vn jší mechanické síly. Tyto informace jsou však v praxi asto opomíjeny, výrobci i spot ebitelé jim nep ikládají dostate nou váhu. P esto práv mechanické vlastnosti výrazn ovliv ují pohodlí, estetický vzhled od vu a v neposlední ad i jeho životnost.
Proto je cílem práce zm it tyto asto zanedbávané vlastnosti, vyhodnotit je a zjistit jejich vzájemné závislosti. Dalším krokem je zjistit nakolik jsou výsledky ovlivn ny strukturou vzork . Nep edpokládá se, že by výsledky mohly zaru it celkový obraz o p edložených vzorcích. Pouze ve spojení s dalšími výsledky, které o totožných vzorcích poskytne bakalá ská práce (Pr dková, M.:Paropropustnost polopropustných textilií. 2008) je možné zhodnotit celkovou kvalitu p edložených vzork . Avšak zjišt ní mechanických vlastností je velkým p ínosem rozši ujícím obraz o polopropustných textiliích.
Práce je dopln na marketingovým výzkumem, který mapuje vnímání polopropustných textilií uživateli.
TEORETICKÁ ÁST 1. Komfort
Komfort je považován za stav, kdy jsou funkce organismu optimální. T lo se nemusí vyrovnávat s žádnými nep íjemnými okolními vlivy a celkový subjektivní pocit lov ka je p íjemný. Necítí žádné negativní vlivy jako teplo, chlad, nepohodlí. Komfort se d lí na psychologický, sensorický, termofyziologický a patologický.
Psychologický komfort je podmín n klimatem, ve kterém uživatel žije, životními a kulturními podmínkami. Záleží také na sociálním postavení a tradicích, kterých se lidé v dané oblasti drží. adí se sem i vnímání módnosti.
Sensorický komfort je pro tuto práci st žejní a je popsán dále.
Termofyziologický komfort je stav tzv. tepelné pohody, kdy lidský organismus nemusí nijak regulovat teplotu. lov k se pak ani nepotí, ani necítí pocit chladu.
Termofyziologický komfort je definován p i optimálních podmínkách, kam pat í stanovené hodnoty pro teplotu pokožky a absence vody na pokožce, relativní vlhkost vzduchu, rychlost prod ní vzduchu a obsah CO2.
Patologický komfort znamená p sobení chemických složek od vního materiálu nebo p sobení mikroorganism , které se vyskytují na pokožce. Tento typ komfortu závisí na odolnosti uživatele, p edevším pak odolnosti jeho pokožky. Ta m že být drážd na mechanicky nebo chemickými složkami, anebo je oslabena díky špatné imunit a p ehnan reaguje na alergeny. [1]
1.1 Sensorický komfort
Sensorický komfort je založen na vjemech a pocitech lov ka. Nositelem signálu je pokožka, která dochází do styku s od vem. Jsou v ní umíst ny receptory pro vnímání tlaku, tepla a chladu. Subjektivní veli inou pro posouzení vn jších vjem dotykem je nazýván omak, který nelze snadno interpretovat. Omak lze pro zjednodušení charakterizovat hladkostí, tuhostí, objemností a tepeln -kontaktním vjemem.
Krom omaku je do sensorického komfortu zahrnut také komfort nošení od v . Pocit nositele je ovlivn n povrchovou strukturou výrobku, mechanickými vlastnostmi a
Komfort ovliv ují také síly; statické vyvolané vahou a tlakem od vu, dále pak deforma ní a t ecí síly. P i dalším pohybu se navíc projevují dynamické síly. V neposlední ad závisí také na ergonomii, tzn. vhodném spojení technologických požadavk a pot eb lidského t la. Tyto všechny složky se spole n podílí na stupni komfortu, jak jej uživatel vnímá. [1]
Pro objektivní hodnocení sensorického komfortu existuje vztah
1 2 3 4 5 6
H mt k B o k
TK =αi +α i +α i +α i +α n +α s+ β (1)
Kde: 1 – 6, konstanty
imt index prostupu vodních par
io povrchový index
nk po et dotykových bod
ik index lepivosti
iB index snášivosti
s úhel ohybu
2. Polopropustné textilie
Polopropustné textilie ( asto ozna ované jako funk ní) mají schopnost odvád t od t la vlhkost ve form vodní páry a sou asn zabra ují pr chodu vlhkosti z okolního prost edí. Navíc odolávají p sobení v tru, a tím snižují tepelné ztráty organismu. Za hlavní p ednosti lze tedy ozna it:
Prodyšnost – Nositel je chrán n p ed p sobením v tru, t lo je udržováno v teple. Díky složité struktu e textilie s chaoticky uspo ádanými póry je zabrán no pronikání v tru pod od v.
Propustnost vodních par – Transport vlhka od t la je zajišt n póry membrány, které jsou mnohokrát v tší než molekula vodní páry. Funkce je podmín na dostate ným rozdílem parciálních tlak na pokožce a tlak v okolním prost edí. Stejn tak je odvod páry možný pouze pokud je okolní vzduch oproti vzduchu u pokožky dostate n suchý. V neposlední ad záleží i na sorp ních a transportních vlastnostech od vních materiál .
Nepromokavost – Textilie zadržuje vodu a vrstvy pod ní z stávají suché.
Je zajišt na nepropustným filmem nebo slou eninou odpuzující vodu,
tzv. hydrofobní úpravou. Úrove nepromokavosti se hodnotí tlakem vodního sloupce na ploše 1dm2. Za nepromokavé se považují materiály, které odolají tlaku sloupce vody nad 2000 mm, což je 20 kPa. [2]
2.1 Rozd lení polopropustných textilií
Dle [1] lze polopropustné textilie rozd lit do t í základních skupin:
Tkaniny s hustou dostavou – Tkaniny se vyrábí z mikrovlákna, jsou splývavé a vysoce ohebné. Odolají b žnému dešti, ale p i vyšším tlaku na textilii (nap . p i nošení batohu na zádech) vodu propustí.
Povrstvené textilie - Vrchová textilie m že být opat ena mikroporézní vrstvou (zát rem), hydrofilní vrstvou nebo ošet ena koagula ní technikou za mokra nebo za sucha.
Laminované textilie, membránové - sem se adí mikroporézní, hydrofobní membrány typu GORE-TEX a membrány neporézní, hydrofilní pracující na principu difúze.
2.1.1 Povrstvené textilie (zát ry)
Jsou opat eny speciální zát rem, který plní funkci vodoodpudivé vrstvy. Textilie se stává t žší a hrubší na dotek.
Nevýhodami povrstvených textilií jsou oproti membránovým textiliím vyšší hmotnost, prodyšnost klesající z vyšší vod odolností a nižší mechanická odolnost.
N které zát ry jsou také citlivé na vyšší teploty, jejichž vlivem se mohou odd lit od vrchní vrstvy. Na druhou stranu mezi výhody zát rových materiál lze za adit nižší cenu, rychlejší odvod vlhkosti z povrchu a v tší elasticitu. P esto mohou povrstvené textilie znamenat levn jší a p esto komfortní variantu. [2]
Mikroporézní zát ry
Na povrstvení se nej ast ji používá polyuretan ve form p ny nebo zát r na bázi teflonu. Polyuretan je chemicky zpracován a nanesen na textilii. Má mikroporézní strukturu, je prodyšný a odolný v i vod . Pom r t chto charakteristik však závisí na tlouš ce zát ru. Slabý zát r poskytuje vysoce prodyšnou, avšak proti vod málo odolnou textilii. Naopak silný zát r sníží prodyšnost a zvýší odolnost proti vod . [3]
Obr.1 Mikroporézní zát r Toray Entrant GII
Hydrofobní povrstvení
Vrstva snižující snášivost textilie m že být prodyšná nebo neprodyšná.
V prvním p ípad je prodyšnost zachována díky hydrofobní vrstv nanesené p ímo na jednotlivých vláknech. Vzniklý „odperlovací“ efekt zp sobuje sklouzávání kapek vody.
Takto upravené textile jsou vhodné na sportovní od vy a pro úpravu svrchní textile u membránových laminát .
Neprodyšné jsou kompaktní filmy, které zp sobí znep ístupn ní pór . Užívají se prysky ice, které vytvá í pevný, pružný film s dostate nou adhezí. Neprodyšná textilie však není p íliš vhodná pro od vní ú ely. [3]
2.1.2 Membránové textilie (lamináty)
Lamináty jsou složeny z vrchové textilie, membrány, p ípadn ješt podšívky.
Svrchní textilie bývá asto impregnována proti smá ení.
Membrána je fólie, která se laminuje na vrchový materiál pomocí pojiva za p sobení tepla a tlaku. Hlavními p edpoklady membrán jsou paropropustnost, odolnost proti p sobení v tru, dešt a tlaku vody. Dalšími p ednostmi jsou pak odolnost v i mechanickému poškození a nízká hmotnost.
Mikroporézní membrány (hydrofobní)
Mikroporézní membrány mají na svém povrchu p es 1,4 miliardy mikroskopických pór na 1 tvere ním centimetru. Póry jsou mnohokrát menší než kapka vody a zárove v tší než molekula vodní páry. Voda v kapalném skupenství tedy nem že membránou proniknout, zatímco vodní pára (voda v plynném skupenství) jí
projde snadno (Obr.2). Navíc chaotické uspo ádání pór a jejich lomené dráhy zajiš ují materiálu v truvzdornost. Nevýhodou mikroporézních membrán je, že se nechovají jako textilie, ale jako folie. [3]
Obr.2 Princip mikroporézní membrány
Membrána je bu vložena mezi ostatní textilní vrstvy nebo je nelaminována.
Membrány samy o sob jsou málo pevné, proto textilie, mezi které jsou membrány vkládány jsou vysoce odolné a prodyšné. Nej ast ji jsou to tkaniny z polyesteru nebo polyamidu. Polyester je m kký, ale má nižší odolnost v od ru. Naproti tomu materiály z polyamidu jsou leh í a mají vyšší odolnost v mechanickém namáhání.
Nepromokavé a prodyšné membránové textilie za ala už v roce 1978 vyráb t spole nost Gore (W. L. Gore & Associates, Gmbh.). Odborníci v této firm jako první za ali zkoumat možné uplatn ní PTFE (polytetraflourethylen) v textilní výrob . Jde o látku nete nou, s nízkým koeficientem t ení, roztažnou a p itom pevnou a porézní.
PTFE je látka funk ní v širokém teplotním rozmezí, odolná v i pov trnostním podmínkám, prodyšná a nesmá ivá. Do struktury ePTFE (expandovaný PTFE) je za len ná oleofóbní látka (látka odpuzující olej). Ta umož uje pr chod vodní páry, ale zárove vytvá í p irozenou bariéru, která brání pr niku zne iš ujících látek, nap . olej , kosmetických p ípravk nebo repelent . [4]
Firma Gore vyrábí v sou asnosti od vy s membránami GORE-TEX® ve 4 adách:
GORE-TEX® Performance Shell - t ívrstvý laminát pro náro né použití nebo dvouvrstvý pohodlný a poddajný laminát.
GORE-TEX® Paclite Shell - t ívrstvý laminát. Textilie je velmi lehká, skladná a vysoce prodyšná. Nevýhodou je, že má nižší životnost, protože membrána není od t la chrán na polyuretanovým zát rem a proto dochází k zanášení pór potem a ne istotami z pokožky nebo od v . GORE-TEX® Soft Shell - t ívrstvý laminát ur ený do chladného po así.
Díky speciální konstrukci není t eba pro tepelnou izolaci využít více vrstev od v . Výrobky ady Gore-tex Soft Shell jsou v truvzdorné, mají vysokou míru vodoodpudivosti, jsou elastické a vynikají vysokou mechanickou odolností.
GORE-TEX® Pro Shell - t ívrstvý laminát. Od vy jsou extrémn odolné a prodyšné pro profesionální využití.
Mezi nejnov jší inovace pak pat í:
Airvantage® - tepeln -izola ní technologie na principu regulovatelných vzruchových kanálk .
Extreme Wet Weather - konstruovaný pro vytrvalý a vydatný déš GORETMKomfort Mapping® - inteligentní rozmíst ní materiál dle pot eb ástí t la. Kombinace laminát se speciáln podlepenými švy. [4]
Obr.3 Logo výrobk GORE-TEX®
Neporézní membrány (hydrofilní)
Neporézní membrána je složena s hydrofilních (polyether) a hydrofobních (polyester) zón (Obr.4). P enos vlhkosti je zajišt n rozdílnými teplotami a vlhkostmi na obou stranách textile. Pára je od t la odvád na do membrány kondenzací tepla, odtud se dále se vypa uje z od vu do okolí. Membrána tedy na jedné stran vlhkost absorbuje, na stran druhé ji odpa uje. Výhodou je hladký povrch, který zabra uje ucpávání pór . Navíc se taková membrána chová jako textilie a ne jako folie, p izp sobí se snadno nosné textilii a umož uje snížit tlouš ku výsledné textilie. Hydrofilní membrány jsou dokonalé windstopery. Za nevýhody jde považovat vyšší cenu a nebezpe í poškození nechrán né membrány u dvouvrstvé varianty. [5]
Neporézní membrány jsou vyráb ny nap . pod názvy Gelantos nebo Sympatex.
Obr.4 Schéma funkce neporézních membrán
3. Mechanické vlastnosti a zp soby jejich zjiš ování
B hem výrobního procesu a p edevším b hem nošení jsou materiály vystavovány r zným silám. Mohou to být síly statické (nap . váha), t ecí (mezi sou ástmi od vu) a mechanické (nap . ohýbání). Tyto síly vyvolávají deformace.[1]
3.1 Deformace
P sobením vn jších mechanických sil se m že m nit tvar t lesa, dochází k deformaci. Mírou silového mechanického p sobení jsou nap tí. Nap tí m že p sobit kolmo k ploše (normálové), pak se zna í , nebo p sobí te n k ploše (te né) a zna í se . Jak je znázorn no na obrázku (Obr.5), nap tí m že být vyvoláno silami tahovými, smykovými a tlakovými, kdy tlak p echází p sobením ohybového momentu v ohybu.
[6]
Obr.5 Schéma t í hlavních deformací
Podle chování t lesa po odleh ení p sobících sil se deformace rozlišují na:
Pružnou (elastickou) – t leso se navrací do p vodního stavu. Platí pro pružná t lesa.
Nepružnou (plastickou) – t leso se nevrátí do p vodního stavu. Platí pro plastická t lesa.
Pružná deformace je spjata s vysouváním molekul z rovnovážných poloh.
Nedochází však ke vzniku nových vazeb, takže po zrušení p sobících sil se atomy vrací do svých p vodních poloh. Deformace je do asná po dobu p sobení síly. Pro tento typ deformace platí, za p edpokladu malých sil a malých deformací, Hook v zákon. íká, že „Velikost deformace je p ímo úm rná p sobícímu nap tí“. Zn ní tohoto zákona však
u textilních struktur nelze pln použít. A to z d vodu obtížné definice plochy pr ezu, který je u vláken, p ízí, nití i plošných textilií prom nný.[7]
3.2 Zjiš ované mechanické vlastnosti
3.2.1 Ohybová tuhost
Ohybová tuhost je d ležitým parametrem ovliv ujícím od vní komfort.
Nej ast ji a nejvýrazn ji ohýbanými jsou ásti v oblasti lokt a kolen. N které od vy vyžadují nízkou tuhost v ohybu. Jsou splývavé a kopírují kontury t la. Naopak od vy, které mají dosahovat dobrého vzez ení, vykazují vysokou ohybovou tuhost. Je tedy t eba vyšší p sobící síly pro jejich deformaci. [1]
Teoreticky lze tuhost v ohybu vypo ítat z tahové pracovní k ivky pomocí vztah :
Bteor
T = × E I (2)
3
12
I = B h× (3)
Kde: TBteor teoretická tuhost v ohybu
E po áte ní modul pružnosti
I moment setrva nosti
B ohybová tuhost
h tlouš ka materiálu
Tyto vztahy však platí pro homogenní materiály, kterými textilie nejsou. Proto se teoretické hodnoty ohybové tuhosti ádov liší od hodnot získaných na ur ených m ících p ístrojích. [7]
Z rovnice také vyplývá, že p i zdvojnásobení tlouš ky h vzroste vícenásobn ohybová tuhost. Tuhost spojovaných textilií je proto výrazn vyšší než u textilií nespojených. [1] Krom tlouš ky závisí také na struktu e textilie a použité úprav (nap . naškrobení).
Zjiš ování hodnot ohybové tuhosti je asto p i výrob od v opomíjeno, p estože jde o charakteristiku významnou, nejen proto, že blízce souvisí i se splývavostí.
Ohyb je možné m it na r zných m ících p ístrojích. N které zde zmín né metody, uvedené ve skriptu [7] jsou statické – podávají informaci o okamžité tuhosti plošné textilie.
Metoda podle Sommera (Flexometr) - Proužek textilie upevn ný jedním koncem do elisti o ur ité plošné hmotnosti s a délce l se ohýbá vlastní vahou. Zaznamenává se také úhel , který svírá proužek textilie oproti p vodním horizontálnímu sm ru. Ze zjišt ných hodnot se po ítá ohybová délka.
Cantilever Test - Proužek textilie se vysouvá pod daným úhlem dokud se okraj proužku nedotkne spodní naklon né roviny. Ode ítá se délka proužku a následn se vypo ítá ohybová délka.
P ístroj TH5 - Zjiš uje se síla odporu textilie proti ohybu resp. síla, kterou proužek textilie p sobí na m ící prvek. Síla je m ena p i r zných úhlech ohybu.
3.2.2 Smyková tuhost
Prostý smyk (nebo také st ih) je namáhání t lesa, p i kterém dochází k posouvání jednotlivých vrstev materiálu. V p ípad textilií dochází tedy k posunu vazebních bod po sob . P sobením smykového nap tí se textilie deformuje p edevším zkosením (zm nou úhlu mezi nit mi). Smyková tuhost je potom m rnou jednotkou lehkosti, se kterou se po sob nit v míst deformace sklouznou. Je sm rodatné rozmíst ní a zkade ení nití ve struktu e.
Smykovou tuhost lze definovat na tverci deformovaném do tvaru koso tverce.
P i p sobení tahové síly tverec zm ní sv j tvar. Dojde ke zmenšení pravého úhlu ve sm ru hrany tverce o smykový úhel , p i emž délka stran tverce z stane stejná.
Tento stav definuje zjednodušený vztah (4) vycházející z Hookova zákona:[8]
τ = ×G γ (4)
Kde: smyk
G smyková tuhost (modul ve smyku)
smykový úhel
Tento vztah m žeme použít v p ípad , že známe hodnoty po áte ního modulu pružnosti E1 a Poisson v pom r p í né kontrakce 2.[8]
3.2.3 Tah
P sobením tahové síly se pružný materiál deformuje, dochází k protažení.
Absolutní deformace se vyjad uje v nam ených jednotkách (mm), relativní deformace pak v %. Relativní deformace do p etrhu je nazývána tažnost materiálu.
Elastickou deformaci popisuje Hook v zákon vztahem (5):
σ = × E ε (5)
Kde: nap tí
E modul v tahu (v mechanice tzv. Young v modul2) deformace, tažnost
Pevnost plošné textilie v tahu se nej ast ji zjiš uje pomocí dynamometru – p ístroji pro definované namáhání vzork a registraci síly a deformace, tzv. trha ce.
Zkouší se vzorky ve dvou na sob kolmých sm rech. Jsou upnuty mezi dv mi elistmi a p i natahování vzorku se zárove zakresluje pracovní, tzv. tahová k ivka. Zaznamenává práci, která musela být vynaložená na nap tí ve vzorku. P i natahování vzorku dochází k jeho deformaci, bu vratné (elastické) nebo nevratné (plastické). Jeho nevýhodou však je, že umož uje pouze destruktivní zkoušku. [7]
3.2.4 Splývavost
Splývavost je deformace textilie v prostoru vlivem zemské tíže. Dochází k tvorb záhyb a r zných asení. Stupe splývavosti závisí na plošné hmotnosti textilie, jejich mechanických a geometrických vlastnostech na vlastnostech vláken, ze kterých je
1Nebo také Young v modul, je d ležitá materiálová konstanta, která vyjad uje závislost mezi nap tím a prodloužením. [8]
2Je pom rem mezi prodloužením materiálu v jednom sm ru ku zkrácení ve sm ru druhém. U materiál se spojitou strukturou je b žn relativní protažení v tší než p í ná kontrakce (beton 0). U textilií m že však být p í ná kontrakce i podstatn v tší, nežli protažení v zatíženém sm ru (jednolícní hladká
textilie zhotovena. V praxi splývavost ovliv uje estetický vzhled výsledného od vu (p ípadn jiné plošné textilie, nap . bytové) a má vliv také na pohodlí p i nošení. [10]
P i splývání dochází p edevším k ohýbání, ale také k namáhání ve smyku.
Z toho vyplývá, že existuje vzájemná souvislost mezi ohybovou tuhostí, smykovou tuhostí a splývavostí. B hem splývání dochází i k deformaci v tahu a tlaku. Ty jsou ovšem zanedbávány. [11]
V tšina metod pro m ení splývavosti se provádí p i zav šení v prostoru. asto používaná je metoda zjišt ní koeficientu splývavosti na kruhovém vzorku. Sou initel splývavosti je stanoven ze zm ny plochy kruhového vzorku upnutého v kruhové elisti.
Volné okraje splývají, zm ní se tím plocha vzorku. Tato se promítne do roviny kruhové elisti a je porovnána s plochou p vodního vzorku. ím menší je sou initel splývavosti, tím v tší je splývavost. Tento princip m ení je využit u dalších používaných metod. [7]
P edevším ve výzkumných ústavech se ke zjišt ní splývavosti užívá Cuisikova p ístroje, ovšem pro rychlejší a snadn jší m ení se hledají nové metody i na úkor toho, že budou mén p esné. V poslední dob se využívají metody, které vychází z nových poznatk o chování textilií. Jednou takovou rychlou a nedestruktivní metodou je m ení splývavosti ohybem p es ostrý roh. Zjiš uje se splývavý úhel, který souvisí do jisté míry pouze se strukturou a složením textile, protože nezávisí na délce splývavé hrany.
Splývavou hranu po p iložení na roh tém nevytvo í velmi tuhé materiály jako nap . papír. Avšak po p iložení na hranu k ur itému ohybu dojde a chováním se tak tuhé materiály p ibližují textiliím. Z tohoto lze usuzovat, že nam ený splývavý úhel m že charakterizovat splývavost materiálu. [1]
Závislost mezi sinu úhlu DA a výše zmín nými charakteristikami spolu s plošnou hmotností je vyjád ena vztahem (6):
0,33 0,33
0 1 2
B G
DA C C C
W W
= − − (6)
Kde: C koeficienty
B ohybová tuhost
G smyková tuhost
W plošná hmotnost
3.2.5 Odolnost plošné textilie v od ru
Textilie jsou b hem výrobního procesu, ale p edevším b hem nošení, vystavovány r zným vn jším vliv m, které mohou m nit jejich vlastnosti, vzhled nebo je mohou dokonce zni it. K od ru dochází p i styku dvou textilií (odírání p i b žném nošení, oblékání, vysvlékání) nebo ke styku textilie s jiným povrchem (lidská k že, módní dopl ky, židle). [12]
Provád né zkoušky mají za úkol toto skute né opot ebení napodobit. Pak se vybírá nejvhodn jší typ zkoušky, a to bu odírání v ploše nebo hran , v náhodném sm ru nebo v p eložení. Zkoušky jsou založeny na odírání textilie o brusný povrch nebo jinou plošnou textilii. Mezi materiály dochází ke vzájemnému relativnímu rota nímu pohybu. Zjiš uje se bu po et otá ek, b hem kterých dojde k narušení prvního vazného bodu, nebo se vzorek odírá p i konstantním po tu otá ek a ukazatelem odolnosti v od ru je pak úbytek plošné hmotnosti. [7]
3.3 Zvolené m ící p ístroje a metody
3.3.1 Sytém KES
Pro m ení tahových, ohybových a smykových charakteristik byl zvolen
„Kawabata Evalution Systém“ dodávaný firmou Kato. Je ur ený k objektivnímu m ení a predikci omaku..Umož uje objektivn odhadnout celkové pocity lidí p i jejich p ímém kontaktu s textilií. Systém je tvo en 4 p ístroji, které zjiš ují 15 charakteristik rozd lených do 5 skupin – tahové, smykové, ohybové, objemové a povrchové.
Šestnáctou charakteristikou je plošná hmotnost. M ení spo ívá ve vyhodnocení mechanických veli in p i deformaci na modulech KESu zpracovaných na po íta i a korelovaných s hodnotami omaku subjektivními metodami užitím lineární regrese. [13]
Podmínkou pro vyhodnocení celkového omaku je nam ení všech zmín ných hodnot. Po íta ový program na jejich základ vypracuje tzv. snake diagram, který znázor uje p ehledn rozmezí všech nam ených veli in pro zkoušený vzorek. [14] Pro pot eby této práce však není posuzován celkový omaku a proto jsou využity pouze p ístroje KES-FB1 a KES-FB2, které zjiš ují hledané charakteristiky.
Obr.6 M icí za ízení KES-FB1 a jeho pracovní ást
Obr.7 M icí za ízení KES-FB2 a jeho pracovní ást
3.3.2 Ohyb p es ostrý roh
Pro zjišt ní splývavosti je zvolena metoda zjiš ování splývavosti ohybem p es ostrý roh. Vzorky o rozm rech 20×20 cm jsou p em ovány p es ostrý roh (90º) horizontálního m ícího stolu (Obr.8). Je m en odklon hrany, která se ohýbá p es ostrý roh. Hledanou veli inou je sin úhlu , který vznikne mezi splývavou hranou a horizontální rovinou. Pro m ení posta ilo speciální pravítko.[15]
Obr.8 M ení splývavosti ohybem p es ostrý roh
3.3.3 Komorový vrtulkový odíra
K m ení je zvolen vrtulkový od ra Accelerotor. Vzorek se zpevn nými okraji o daných rozm rech, které se ur í podle plošné hmotnosti, je odírán v komo e opat ené brusným povrchem. Textilie je unášena v komo e vrtulkami a tak odírán v náhodném sm ru i míst . Po ur ité dob se zjiš uje úbytek hmotnosti vzorku oproti p vodnímu stavu. [7]
3.3.4 P ístroj Martindale
Pro v rohodn jší simulaci skute ného od ru p i nošení slouží p ístroj Martindale. Od r není p íliš agresivní a p sobí pouze na lícní stranu textilie, která bývá obecn namáhána více. elist nesoucí zkoušenou textilii se pohybuje do všech stran (Obr.10). Je stanoven po et otá ek, po který se vzorek odírá o normovanou vlna skou tkaninu. Vyhodnocuje se úbytek hmotnosti vzorku po m ení. [16]
Obr.10 Pracovní místo p ístroje Nu-Martindale 864
EXPERIMENTÁLNÍ ÁST 4. M ení
M eno je 10 vzork , z toho 3 pleteniny a 7 tkanin. Níže uvedené popisy (Tab.1) byly ke vzork m dodány, plošná hmotnost je sou ástí m ení v rozsahu práce. Vzorník s ukázkami materiál se nachází v p íloze. U každého vzorku jsou zjišt ny ur ené vlastnosti, jejichž m ení je popsáno v této kapitole.
4.1 Vzorky
Vzorky 01, 02 a 03 jsou vyrobeny firmou SINGTEX. Jde o velmi jemné a hust dostavené pleteniny vyrobené z mikrovlákna. Není u nich použita membrána nebo speciální zát r. Vzorky 01 a 03 pat í do výrobní ady s názvem SINGSOFT® FINE TECH. Tyto výrobky vynikají vysokou jemností a lehkostí, pohodlím p i pohybu.
P itom jde o materiály vysoce odolné v od ru a dob e odvád jící vlhkost od t la.
Vzorek 02 je za azen do výrobní ady SINGCARE ICE-COOL. Materiály velmi rychle schnou, chrání nositele proti UV zá ení a díky speciální ásticím pohlcují t lesné teplo a velmi rychle je odvádí. Tyto textilie dokáží redukovat teplotu o 1- 2 ºC, ímž uspo í 3-5% t lesné energie (Obr.11). [17]
Obr.11 Textilie z výrobní ady SINGCARE ICE-COOL
Ostatní vzorky jsou tkaniny, jejichž funk ních vlastností je docíleno použitím speciálních vrstev jako PTFE (teflonová úprava) nebo polyuretanové úpravy. Vzorky 04 a 05 jsou velmi lehké a skladné tkaniny, známé pod obchodním názvem GORE-TEX®
Paclite Shell. Charakteristiky dalších tkanin jsou uvedeny bez konkrétních obchodních
Tab.1 Popis vzork
íslo
vzorku Popis Popis vzorku Plošná hmotnost
[g/m2]
01 Black
(SSK-1541)
100% polyester
mikrovlákna (funk nost zajišt na konstrukcí), vysoká hustota úpletu
182,55
02 White
(SSK-3103B)
66% polyester 34% nylon
pletenina, dvojnásobná hustota o ek, chladivý omak
182,53
03 Yellow
(SSB-2122)
polyester
hustá, pružná a prodyšná pletenina, polyuretanová úprava na rubní stran
113,33
04 GP1 Gore-tex Paclite,
tkanina 102,40
05 GP2 Gore-tex Paclite, nylon
tkanina 82,05
06 ePTFE(H1) 100% polyester
tkanina opat ená PTFE filmem 142,5
07 ePTFE(H2) 100% polyester
tkanina opat ená PTFE filmem 149,40
08 ePTFE(H3) Tkanina opat ená PTFE filmem 120,98
09 ePTFE(M1) 100% polyester
tkanina opat ená PTFE filmem 170,30 10 ePTFE(M2)
Polyester
tkanina, zajišt na proti párání, prodyšná vrstva PTFE, na rubu trikotová vazba a PTFE film
191,60
4.2 Systém KES
4.2.1 Podstata zkoušky
Pro zkoušku jsou p ipraveny vzorky o rozm rech 20×20 cm. Na lícní stran je vzorek pro p ehlednost m ení íseln ozna en a je znázorn n sm r osnovy (p íp.
sloupku). M ení smykové tuhosti a tahu se provádí na p ístroji KES-FB1, ohybové tuhosti pak na p ístroji KES-FB2. Každý vzorek je vložen do elistí p ístroje. Pro každý vzorek jsou provedeny vždy 3 m ení ve sm ru osnovy a 3 ve sm ru útku. M í se p i uložení vzorku lícem nahoru. Pr b h zkoušek je ízen programem, celý pr b h je zaznamenáván po íta em a kone né výsledky jsou zaneseny do tabulek a graf (P ílohy II a III). Pro pot eby této práce se celkový omak nevyhodnocuje.
Tahové charakteristiky
Vychází se ze závislosti mezi relativním zatížením F a deformací p i tahovém namáhání. P i zkoušce se zaznamenává reakce plošné textilie na p sobení tahové síly.
Vzorek je upnut mezi dv elisti, z nichž jedna je usazena na posuvné základn . Zadní elist se pohybuje a namáhá vzorek textilie na tah do meze Fm = 490 N/m (jinak také 500 gf/cm). Této hodnot odpovídá maximální deformace m. elist se pohybuje konstantní rychlostí 0,2 mm/s. Pr b h m ení je ízen po íta em, pro vyhodnocení výsledk slouží speciální software. [14]
Zjiš ované charakteristiky:
Linearita k ivky zatížení-prodloužení LT [-]
2
m m
LT WT
F ε
= × (7)
kde vztah 2 Fm m
ε =WOT
(8) Linearita je znázorn na horní rostoucí k ivkou a charakterizuje pr b h deformace. V ideálním p ípad se LT=1 a tvo í p ímku. Linearita je r zná podle použitého materiálu. Avšak linearita blízké 1 se velmi asto pojí s nižší tažností.
Tahová energie na jednotku plochy WT [Ncm/cm2]
ε
ε
Fd
WT =
0m (9)Deforma ní práce je znázorn na nazna uje sílu pot ebnou pro protažení materiálu do maxima. Následuje odleh ení F´, pro n hož platí deforma ní práce WT´.
Elastické zotavení, pružnost RT [%]
´ ×100
= WT
RT WT (10)
Znázor uje schopnost materiálu zotavit se po odleh ení p sobící síly. Absolutn pružný materiál má k ivku zatížení totožnou s k ivkou odleh ení. Neprojeví se žádná deformace.
Protažení EM, resp. deformace [%]
Legenda:
F tahová síla, zatížení [N/cm]
F´ tahová síla p i zotavovacím procesu [N/cm]
tahové nap tí, deformace [%]
Fm a m hodnoty maxima
WOT ideální deforma ní práce odpovídající elastickému t lesu
Ohybové charakteristiky
Vychází se z hysterezní k ivky3 závislosti ohybového momentu na k ivosti.
B hem zkoušky se sleduje reakce textilie na p sobení vn jších ohybových sil. Jeden konec vzorku je upevn n v p ední pevné elisti, druhý konec je držen pohyblivou elistí. Vzorek je ohýbán prost ednictvím klikového mechanismu, a to až do meze k ivosti Km = ± 2,5 cm-1. Je zjiš ována ohybová tuhost lícní strany Bf i strany rubní.
Tato ohybová tuhost se zna í Bb a je nazývána negativním ohybem. Proto je ohybová tuhost B zjiš ována ve stanovených mezích na ose x pro Bf od 0,5 do 1,5 a pro Bb meze od -0,5 do -1,5. Pr b h m ení i vyhodnocení obstarává software. [14]
Obr.13 Ohybové charakteristiky
Zjiš ované charakteristiky:
Tuhost v ohybu na jednotku délky B[Ncm/cm2] Moment hystereze na jednotku délky 2HB [Ncm/cm]
3Hysterezí k ivky vymezují plochu hystereze. Ta udává, nakolik se vzorek dokáže vrátit do p vodního stavu po odleh ení p sobící síly. Vysoká hodnota hystereze zna í nízkou schopnost materiálu navrátit se
Smykové charakteristiky
Vychází se z hysterezní k ivky závislosti smykové síly na úhlu. B hem zkoušky se sleduje reakce textilie na p sobení smykové síly. Textilie je upnuta mezi dv elisti vzdálené 5 cm. P ední elist je pevná, zadní se pohybuje rovnob žn s osou bubnu v rozmezí ± 8º. P sobení smykové síly snímá idlo. M ení je sledováno a vyhodnoceno softwarem. [14]
Obr.14 Smykové charakteristiky
Zjiš ované charakteristiky:
Tuhost ve smyku G jako sm rnice p ímky mezi úhly =0,5° a =5 [N/cm.º]
Hystereze p i úhlu smyku =0,5° 2HG [Ncm]
Hystereze p i úhlu smyku =5° 2HG5 [Ncm]
4.2.2 Postup
Samotné m ení je odborn provedeno na Kated e od vnictví v laborato ích KES. Výstupem m ení jsou záznamy zkoušek pro tah, smykovou a ohybovou tuhost.
Každá tato charakteristika je pro každý vzorek prom ena t ikrát, hodnoty pro každý vzorek pak pr m rovány. Výsledky jsou zaneseny do tabulky (P íloha II). Pro každou charakteristiku byl vytvo en graf (P íloha III), který porovnává hodnoty u všech vzork .
4.3 M ení splývavosti ohybem p es ostrý roh
4.3.1 Podstata zkoušky
Hladký vzorek o rozm rech 20×20 cm je položen na plochu (st l) s ostrými hranami tak, aby se st ed vzorku nacházel p ímo na rohu. Vzorek musí být uložen tak, aby osnova (p ípadn útek) textilie ležela soub žn s osou rohu stolu. Ke sv šení vzorku p es špi ku rohu dochází p ibližn v polovin hrany vzorku. Poté se nechá textilie voln splývat, vznikne splývavá hrana (Obr.15). Je t eba zjistit délku odv sny pro výpo et sinu splývavého úhlu, která je daná vzdáleností ve svislém sm ru mezi rovinou horní plochy stolu a koncem splývavé hrany. Pomocí pravítka se ode te vzdálenost této hrany od roviny stolu. Protože délka hrany je 100 mm, setina této vzdálenosti p ímo znamená sinus splývavého úhlu, který je cílem m ení. M ení se provádí se vzorkem položeným lícem nahoru i rubem nahoru. P edpokládá se, že deformace rubu bude menší. Vzorky jsou m eny ve sm ru osnovy i ve sm ru útku.
Obr.15 Schéma m ení splývavosti [norma]
4.3.2 Postup
P ipravené vzorky jsou postupn pokládány na st l, nejprve lícem, poté rubem nahoru. Pomocí speciálního pravítka se m í délka splývavé hrany, tím se p ímo ode te odv sna hledaného splývavého úhlu v mm. Zaznamenává se desetina této vzdálenosti.
Výsledné íslo, menší než 1, je hledaný splývavý úhel DA.
Pro každý vzorek je provedeno vždy jedno m ení ve sm ru osnovy, jedno ve sm ru útku p i uložení vzorku lícem nahoru a stejn tak p i uložení vzorku rubem
rozm r nedovoloval použít je pro v tší po et m ení. Navíc m ení splývavosti je pouze s jednou z charakteristik zjiš ovaných u daných vzork . Ty jsou od sebe výrazn odlišné. A to plošnou hmotností, strukturou, ale i ohebností. Proto má toto m ení splývavosti p edevším znázornit rozdílné chování jednotlivých zkoušených textilií.
4.4 Odolnost v od ru na komorovém vrtulkovém odíra i
4.4.1 Podstata zkoušky
Rozm ry pracovního vzorku jsou ur eny podle jeho plošné hmotnosti. Vzorek je p ipraven odst ihem tak, aby úhlop í ky vzorku ležely ve sm ru osnovy nebo sloupku.
Okraje vzorku jsou p ed vlastní zkouškou zajišt ny lepidlem. P ed m ením se zjistí hmotnost vzorku. Zkušební vzorek je zpracováván ve volném, neupevn ném stavu tak, že uvnit zkušební komory p ístroje je pohán n vrtulkou po kruhové ob žné dráze. Po stanovené dob se zjistí hmotnost vzorku a vypo ítá se její úbytek (11).
0 1
0
m m 100 x m
= − × (11)
Kde: m0 hmotnost pracovního vzorku p ed zkouškou [g]
m1 hmotnost pracovního vzorku po zkoušce[g]
Zkouška je neplatná, pokud se u n kterého se vzork vyt epily okraje nebo pokud byl vzorek vle en vrtulkami a došlo k jeho výraznému poškození. Po et otá ek je ur en pro pleteniny 2000 otá ek za minutu, pro pojené textilie pak 2500 otá ek za minutu. Vzhledem k tomu, že v této práci je m eno 10 r zných vzork , bylo podle zkušebního od ru zvoleno 2000 otá ek/min. Doba zkoušky je stanovena na 2 minuty.
[18]
4.4.2 Postup
Pracovní vzorek se vloží voln do zkušební komory opat ené vrtulkou a od racím obložením. Pro m ení od ru je komora vyložená smirkovým papírem íslo 400. Komora se uzav e a p ístroj se uvede do chodu na úrovni požadovaných otá ek vrtulky. Po dobu zkoušky je t eba udržovat otá ky s p esností ±100 ot./min. Po stanovené dob se vzorek vyjme, odstraní se zbytky vláken a váží se s p esností na 0,001 g a vypo ítá se úbytek hmotnosti. Po každém m ení je t eba z komory odstranit
zbytek ne istot a pro zkoušení každého nového vzorku je nutné vym nit od rací obložení.
Vzhledem k nedostatku zkoušeného materiálu a destruktivnímu pr b hy zkoušky je pro každý vzorek provedeno pouze jedno m ení odolnosti v od ru.
4.5 Odolnost v od ru na p ístroji Martindale
4.5.1 Podstata zkoušky
Kruhový vzorek, upnutý v držáku vystavený stanovenému p ítlaku je odírán o od rací prost edek (normovanou vlna skou tkaninu) postupným pohybem, který sleduje tzv.Lissajous v obrazec. Vzorky se upev ují do držák vzork s podložkou z p nového materiálu. Držák vzorku je voln oto ný kolem své osy, kolmé k ploše vzorku. Pro zatížení p i od ru se pro daný typ textilie p ítlak rovná 9 kPa. Odolnost plošné textilie v od ru se zjiš uje jako úbytek hmotnosti zkušebního vzorku. Zjiš uje se po každém stanoveném po tu otá ek.[19]
4.5.2 Postup
Pro zkoušku od ru se musí nastavit postavení unaše vodící desky. P ed zapo etím zkoušky je t eba speciálním kruhovým nožem vy íznout vzorek o pr m ru 38 +0,5 mm. P ed zkouškou se zváží hlavice s upevn ným vzorkem s p esností na 1mg,
ím se získá po áte ní hmotnost m0. Získat hmotnost samotného vzorku není výhodné, protože je t eba b hem zkoušky vzorek n kolikrát vážit a po vyjmutí už nemusí být vzorek upevn n zp t stejn . S výhodou je proto vážena celá sestava, která o hmotnostní zm n vypovídá se stejnou kvalitou. Po každé stanovené sérii otá ek se pak vyjme držák se vzorkem, opráší se od uvoln ných vláken a zváží se na analytických vahách.
Na záv r se zjistí celkový úbytek hmotnosti mezi hmotností p vodní a hmotností po posledním vážení.
V sestav zkoušených vzork , kdy jsou od sebe asto výrazn odlišné, je nutné zvolit postup zkoušky. Cílem je porovnat odolnost v od ru u p edložených vzork , proto musí být podmínky m ení pro všechny stejné. Podle n kolika zkušebních vzork a podle zkušeností obsluhy laborato e z p edchozích zkoušek byl stanoven po et otá ek:
1000, 3000 a pak vždy po 2000 do 15000 otá ek.
5. Vyhodnocení zkoušek
Nejprve je t eba si uv domit rozdílnost pletenin a tkanin. Vzorky 01, 02 a 03 jsou pleteniny a b hem zkoušek se chovají jinak než ostatní vzorky. Struktura, použitý materiál a také absence membrány zp sobují, že se snadn ji deformují. Proto i následující vyhodnocení k t mto fakt m p ihlíží.
Aby byl od v považován za dostate n komfortní, musí být z pohledu hodnocení mechanických vlastností p edevším dostate n pružný a ohebný. Jedin tak nabízí uživateli dostate n volný pohyb. Nelze ale zjednodušen íct, že ostatní charakteristiky nejsou d ležité. Vzájemn se mezi sebou dopl ují a jedna vypovídá o druhé. Nap íklad velmi tažný materiál musí vykazovat zárove dobrou zotavovací schopnost. Pokud se totiž nedokáže navrátit po namáhání do p vodního stavu, od v vypadá neesteticky, tzv. „vytahan “. Je nutné také p ihlížet na požadavky vymezené ú elem použití.
5.1 Tahové charakteristiky
Z pohledu hodnocení komfortu nošení je mezi tahovými charakteristikami nejd ležit jší tažnost materiálu. Popisuje, o kolik procent se materiál dokáže p sobením síly protáhnout. S tažností pak blízce souvisí pružnost nebo také elastické zotavení. To je rozdílem mezi k ivkou odleh ovací a k ivkou zat žovací vyjád eným v procentech.
Znamená to, nakolik se dokáže materiál vrátit po odleh ení do p vodního stavu.
Absolutn pružný materiál má hodnoty RT rovny 100%.
Linearita vykresluje pr b h deformace. V ideálním p ípad se rovná jedné a m ený materiál je minimáln tažný. Pak se p edpokládá i nízká deforma ní práce, kterou musí textilie vykonat od natažení po odleh ení.
Vzorky 01 až 03
Pleteniny jsou obecn tažn jší a pružn jší n ž tkaniny, což je znát ve výsledcích.
Hodnoty tažnosti jsou výrazn vyšší, p edevším ve sm ru útku. U vzorku 03 ve sm ru útku není možné zm it tahové hodnoty z d vod vysoké tažnosti. Tažnost dosahuje hodnot vyšších než 45%, které p ístroj není schopen zaznamenat. Proto by tento vzorek dosahoval nejvyšších hodnot EM.
Vzorky 04 až 10
Hodnoty se pohybují ve výrazn nižších mezích než u pletenin (Obr.16). Mezi tkaninami je za nejtažn jší vyhodnocen vzorek 04. Membrána u tohoto vzorku sice omezuje tažnost, avšak výhodou oproti ostatním vzork m je absence zát ru, který by mohl tažnost ješt více omezit. Tkanina 05 je, stejn jako p edchozí, bez p idaného zát ru. P esto je nejmén tažný díky odlišnému materiálu vrchové textilie a struktu e membrány. Ostatní textilie mají velmi podobné hodnoty tažnosti, p evládá vyšší tažnost ve sm ru osnovy.
Protažení EM ve sm ru osnovy a útku
0 5 10 15 20 25 30 35
5 8 6 7 10 9 1 4 2 3
Vzorky
Protažení EM [%]
Protažení EM ve sm ru osnovy Protažení EM ve sm ru útku
Obr.16 Graf protažení EM ve sm ru osnovy a útku
5.2 Ohybové charakteristiky
Vysoké hodnoty ohybové tuhosti znamenají v tší sílu, která je pot ebná k ohybu textilie. Vhodný je materiál ohebný, protože dovoluje volný pohyb. Hystereze popisuje, jakou má materiál zotavovací schopnost po odleh ení ohybové síly. Vysoká hodnota hystereze zna í nízkou zotavovací schopnost.
Vzorky 01 až 03
Vzorky jsou velmi dob e ohebné, p edevším ve sm ru útku (Obr.17). Celkov se dá za nejohebn jší ozna it pleteninu 03.Zárove nízké hodnoty hystereze vypovídají o dobré schopnosti zotavit se po zatížení.
Vzorky 04 až 10
Velmi dob e ohebná je textilie 08, a to díky struktu e vrchového materiálu i rubové úprav . Podobn je na tom i vzorek 04. U všech následujících vzork je ohybová tuhost vyšší a to p edevším ve sm ru útku. Vzorek 10 má na rubu vloženou pleteninu a práv díky v tšímu po tu vrstev, které více odolávají ohybovým silám je nejtužší. Také hodnoty hystereze nazna ují, že se tato textilie velmi špatn zotavuje po odleh ení.
Ohybová tuhost ve sm ru osnovy a útku
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
10 6 9 5 7 4 8 2 1 3
Vzorky
Ohybová tuhost [Ncm/cm2]
Ohybová tuhost B ve sm ru osnovy
Ohybová tuhost B ve sm ru útku
Obr.17 Graf ohybové tuhosti B ve sm ru osnovy a útku
5.3 Smykové charakteristiky
Vysoké hodnoty smykové tuhosti znamenají v tší sílu, která je pot ebná ke smyku materiálu. Pohodlný od v umož uje namáhání p i r zném skosení nití, takže tuhost ve smyku je nízká. Hystereze op t popisuje zotavovací schopnost materiálu. U smyku jsou m eny hystereze pro dva r zné stupn smyku.
Vzorky 01 až 03
Struktura pletenin, respektive jejich odlišné rozmíst ní nití oproti tkaninám, zp sobuje nízkou tuhost ve smyku. Nejmén je tuhý je vzorek 02 (Obr.18).
Vzorky 04 až 10
U vzork 04 a 05 bylo nutné zmenšit hodnoty meze 2HG5 (z 5,0 na 3,5) z d vod jejich vysoké smykové tuhosti. Vzorek 05 je nejtužší ve smyku a zárove v ohybu. Tento vztah nelze uplatnit jako obecnou zásadu, avšak v tomto p ípad
vypovídá o výrazné celkové tuhosti textilie. Mén tuhý je vzorek 06 a dále pak 10, které se od sebe liší pouze úpravou rubní strany. Vrchová textilie je totožná. Nejmén tuhou tkaninou je 08. Je zárove i lehce ohebná a po odleh ení se lehce vrací do p vodního tvaru.
Smyková tuhost ve sm ru osnovy a útku
0 1 2 3 4 5 6 7 8
5 6 10 4 9 7 8 3 1 2
Vzorky
Smyková tuhost [N/cm.st.]
Smyková tuhost G ve sm ru osnovy
Smyková tuhost G ve sm ru útku
Obr.18 Graf smykové tuhosti ve sm ru osnovy a útku
5.4 Splývavost
Delší splývavá hrana (odv sna) zna í také vyšší splývavý úhel DA. Proto vyšší hodnota znázor uje také splývav jší textilii. Splývavost dosti závisí na struktu e textilie, jejím materiálovém složení a také plošné hmotnosti. M ené vzorky jsou r znorodé, liší se užitým vrchovým materiálem a rubovou úpravou. Proto je zajímavé porovnávat jejich odlišné chování.
Pro p ehledn jší vyhodnocení celkové splývavosti vzork jsou všechny hodnoty pro každý vzorek pr m rovány (Obr.20).
Vzorky 01 až 03
Splývavost pletenin je lehce vyšší ve sm ru sloupk než ve sm ru ádk , což je zap í in ného uspo ádáním o ek (Obr.19). Stejný trend je znát i p i m ení textilií z rubní strany s tou výjimkou, že u vzorku íslo 03 došlo oproti lícní stran ke snížení splývavosti ve sm ru osnovy. To je nejspíš zp sobeno nánosem na rubní stran pleteniny.Celkov pak za nejsplývav jší m že být ozna en vzorek íslo 02.
Vzorky 04 až 10
Nejsplývav jším vzorkem je íslo 08, což m že být zp sobeno vazbou tkaniny.
Dle o ekávání následuje vzorek 04. Zde jsou hodnoty splývavosti jen nevýrazn nižší, p estože tato textilie má ješt nižší plošnou hmotnost. Oproti ostatním textiliím je splývav jší díky tomu, že na rubu není ješt navíc opat ena zát rem. Textilie 07se ve svých okrajích p i položení na roh stolu lehce stá í dovnit . P i m ení rubem nahoru však díky povrstvení ke stá ení nedochází a délka splývavé hrany se tak prodlužuje.
Stejn tak hodnoty m ení mohou být zkresleny u vzork 09 a 10, jejichž okraje mají také tendenci se stá et. Vyzna ují se ale tím, že splývavosti m ené ve všech sm rech u nich vykazují velmi podobné hodnoty. Vzorek íslo 05 je jak tuhý, tak velmi lehký, takže není ani p íliš splývavý.
Splývavost, porovnání vzork
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Vzorky
Hodnoty DA
Lícní strana, m ení ve sm ru osnovy
Lícní strana, m ení ve sm ru osnovy
Rubní strana, m ení ve sm ru osnovy
Rubní strana, m ení ve sm ru útku
Obr.19 Graf pro porovnání splývavosti vzork Pr m rné hodnoty splývavosti
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
9 10 5 6 7 4 8 3 1 2
Vzorky
Hodnoty DA
5.5 Odolnost textilie v od ru
5.5.1 Vrtulkový odíra
Nejvyšší hodnoty hmotnostní zm ny p edstavují také nejvyšší úbytek hmotnosti textilie oproti hmotnosti p vodní vlivem p sobení od racího povrchu. P edem je t eba uv domit si, že p i od ru v komo e je narušován vzorek na všech místech v etn rubu.
Hmotnostní zm na nepostihuje pouze od r vrchové textilie, ale celého vzorku. Proto se dá zkouška považovat za informativní, protože vypovídá ist o odolnosti použitých materiál , ne o skute ném opot ebení textilie p i nošení.
Vzorky 01 až 03
Pleteniny byly od rem poškozeny nejmén (Obr.21). Rubní strana je tém shodná s lícní, není opat ena další vrstvou, která se u ostatních vzork pravd podobn výrazn od ela a ovlivnila tím výsledky. Protože míra od ení textilie je ovlivn na také zp sobem unášení vzorku, dá se prohlásit, že ohebné pleteniny se lépe p izp sobily pohybu vrtulek a od r o obložení tak mohl být menší. Navíc p i zkoušce na vrtulkovém od ra i je doporu eno odírat pleteniny p i nižším po tu otá ek než u tkanin. V tomto p ípad však pleteniny byly zkoušeny na stejné úrovni jako tkaniny, a p esto ve zkoušce usp ly lépe. Proto se dá p edpokládat, že jde o velmi odolné textilie.
Vzorky 04 až 10
K nejvýrazn jšímu narušení povrchu došlo u vzorku 06, následovaly vzorky 10 a 04. Následující po adí je znázorn no v grafu (Obr.21). U vzorku íslo 09 nebylo možné zkoušku uznat za platnou, protože i po opakovaných pokusech docházelo k velmi výraznému poškození vzorku. Textilie byla vle ena, agresivn odírána a docházelo k nepravidelnému chodu p ístroje.
Zm na hmotnosti vzork po zkoušce od ru.
Vrtulkový odíra
0 1 2 3 4 5 6 7 8
6 10 4 7 5 8 3 1 2 9
Vzorky Procentuální zmna hmotnosti
Obr.21 Graf zm ny hmotnosti vzork po zkoušce od ru. Vrtulkový odíra
5.5.2 Martindale
Výhodou zkoušky je, že se textilie odírá pouze z lícní strany. V praxi se samoz ejm textilie m že odírat také z rubu o pokožku t la nebo jinou textilie. U tohoto od ru se ale p edpokládá menší intenzita a p ípadná zm na vzhledu není kv li umíst ní na rubu tak výrazným nedostatkem. Rozdíl mezi hmotností p ed zkouškou a po zkoušce je u odolných textilií minimální.
Vzorky 01 až 03
U všech t í vzork probíhal od r podobn . Jemná pletenina nejprve na sv j povrch p ijímala vlákna z od rací textilie. Teprve po ur itém po tu otá ek se za ala skute n odírat. Nejodoln jší pleteninou je vzorek 03.
Vzorky 04 až 10
V od ru nejodoln jší je tkanina 05, u které byl dokonce zaznamenán p íbytek hmotnosti zp sobený hmotností zachycených vláken od rací textilie. Vrchový materiál je vyroben z nylonu, který se vyzna uje lehkostí a p edevším vysokou odolností v od ru. Po zkoušce na vzorku nebyla viditelná žádná zm na. Se se azených hodnot (Obr.22) dále vyplývá, že vysoce odolné v od ru jsou také vzorky 04 a 09, p estože na povrchu vzork došlo k viditelným zm nám. Na namáhaných místech se uvolnila ze struktury vlákna. Nejmén odolné se jeví vzorky 07 a 06.
Zm na hmotnosti vzork po zkoušce od ru. Martindale
-0,0015 -0,001 -0,0005 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003
6 7 2 8 1 10 3 4 9 5
Vzorky
Zmna hmotnosti v gramech
Obr.22 Graf zm ny hmotnosti vzork po zkoušce od ru. Martindale
Hmotnosti vzork vzhledem k p íslušnému po tu otá ek jsou zaneseny do graf (P íloha VI). Tyto grafy znázor ují zm ny hmotnosti vzhledem k otá kám jako charakteristiku od ru zkoušené plošné textilie. Pr b hy k ivek ukazují, že na textilie jsou nejprve p ichycována vlákna z od rací textilie, tím se hmotnost zvyšuje. Avšak po ur itém po tu otá ek dojde ke zlomu a k ivka pr b hu od ru za ne klesat, tzn. že dochází k narušení povrchu, ztrát vláken a úbytku hmotnosti.
5.6 Celkové porovnání vzork
Není možné jednozna n o n kterém ze vzork íct, že je lepší než jiný. Kvalitu výrobku totiž ur uje p edevším jeho ú el použití a velmi záleží i na požadavcích nositele. K vyhodnocení celkového komfortu chybí další parametry p edevším pro termofyziologický komfort.
Pokud se však snažíme porovnat p edložené vzorky mezi sebou, je nutné vytvo it si jakýsi klí pro jejich zhodnocení. Proto je sestaven soubor požadavk pro ideáln komfortní a pohodlný od v, který musí spl ovat tyto požadavky:
Vysoké procento protažení Nízká ohybová tuhost Nízká smyková tuhost Vysoký stupe splývavosti Vysoká odolnost v od ru
