Kateřina Sobotková
ODĚR ŠICÍCH ITÍ V RŮZ ÝCH ŠICÍCH JEHLÁCH
Bakalářská práce
2010
10
11
12
13
14 Studijní program: B3107 Textil
Studijní obor: 3107R004 Technologie a řízení oděvní výroby
ODĚR ŠICÍCH ITÍ V RŮZ ÝCH ŠICÍCH JEHLÁCH
ABRASIO SEWI G THREAD I DIFFERE T SEWI G EEDLES
KOD/2010/06/23/BS
Autor: Kateřina Sobotková
Vedoucí práce: Doc. Antonín Havelka, Ing., CSc.
Rozsah práce:
Počet stran textu: 54 Počet obrázků: 14 Počet stran příloh: 2
15 PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že předložená bakalářská práce je původní a zpracovala jsem ji samostatně.
Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná, že jsem v práci neporušila autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským).
Souhlasím s umístěním bakalářské práce v Univerzitní knihovně TUL.
Byla jsem seznámena s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č.
121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 (školní dílo).
Beru na vědomí, že TUL má právo na uzavření licenční smlouvy a užití mé bakalářské práce a prohlašuji, že souhlasím s případným užitím mé bakalářské práce (prodej, zapůjčení apod.).
Jsem si vědoma toho, že užít své bakalářské práce či poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem TUL, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, vynaložených univerzitou na vytvoření díla (až do jejich skutečné výše).
V Liberci dne 12. 5.2010 ………
Podpis
16 PODĚKOVÁNÍ
Na tomto místě bych velice ráda poděkovala panu Doc. A. Havelkovi, Ing., CSc. za vstřícnou pomoc, za poskytnutí odborných rad a podnětných nápadů při zpracování závěrečné práce. Poděkování patří paní Janě Kleštilové z firmy Groz – Beckert a firmě Hagal s.r.o. za dodání potřebného materiálu pro vypracování.
V neposlední řadě chci velice poděkovat své rodině a příteli za ohromnou podporu, v průběhu celého studia, bez které by tato práce nikdy nevznikla.
17 ABSTRAKT
Bakalářská práce se zabývá vyšetřením oděru šicí nitě v různých strojních šicích jehlách. Ověříme zde kvalitu vybraných druhů nití z hlediska oděru vůči oušku jehly a z hlediska šicí schopnosti. Pro oba jevy provedeme příslušné metody zkoušení, a to zkoušku na oděr nití v oušku jehly, ke kterému bylo využito přístroje na zkoušení oděru pro šicí nitě a příze METRIMPEX typ 5-27-1 a zkoušku šicí schopnosti nití dle zahraniční firmy Gütermann. Následně jsou všechny výsledky měření vyhodnoceny a graficky zpracovány.
Klíčová slova:
Strojní šicí jehla Šicí nit
Oděr nitě Rychlost jehly
ABSTRACT
Bachelor thesis examination scrub sewing thread in different machine sewing needles.
Here we check the quality of selected yarns in terms of abrasion to the eye of a needle and in terms of sewing skills. For both phenomena make the methods of testing and examination of attrition in the eye of a needle thread, which was used for testing the abrasion apparatus for sewing thread and yarn type METRIMPEX 5-27-1 and sewing skills test thread by foreign firms Gütermann. Subsequently, all measurements are evaluated and graphically presented.
Keywords:
Machine sewing needle Sewing thread
Attrition threads Speed needle
18 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ
% - procento
r - poloměr
l - délka
n - počet otáček
- rychlost jehelní tyče - úhlová rychlost - lambda
- obvodová rychlost - střední rychlost pístu - největší rychlost pístu
°C - stupeň Celsia atd. - a tak dále apod. - a podobně
cca - cirka
ČSN - Česká Státní Norma např. - například
obr., Obr. - obrázek PES - polyester
př. - příklad
resp. - respektive tab., Tab. - tabulka tzn. - to znamená viz - videre licet
t - čas
min - minuta
f1 - součinitel tření mezi jehlou a nití F1 - normálová síla mezi jehlou a nití
N - Newton
f2 - součinitel tření mezi nití a šitým materiálem
F - síla
FKRIT - kritická síla
PES - polyester
PAD - polyamid
ba - bavlna
PES/ba - složení jádrové šicí nitě
m - metr
19 OBSAH
1. Úvod……… 12
2. amáhání šicích nití a strojních šicích jehel………... 13
2.1 Namáhání šicí nitě v průběhu šicího procesu……… 13
2.1.1 Mechanické namáhání šicí nitě……….. 13
2.1.1.1 Oděr šicí nitě……… 13
2.1.1.2 Ohyb šicí nitě………... 14
2.1.1.3 Namáhání šicí nitě na tah………. 15
2.1.2 Rázové namáhání šicí nitě……….. 16
2.1.3 Termické namáhání šicí nitě………... 18
2.2 Namáhání šicí jehly v průběhu šicího procesu……….. 19
2.2.1 Mechanické namáhání strojní šicí jehly………. 20
2.1.1.1 Namáhání na vzpěr……….. 20
2.1.1.2 Namáhání na ohyb………... 20
2.2.2 Tepelné namáhání strojní šicí jehly……… 20
3. Typy šicích nití………22
3.1 Rozdělení šicích nití z hlediska výrobního, zpracovatelského a materiálového……….. 23
3.2 Seznam vyráběných druhů šicích nití tří největších zástupců na českém trhu….. 24
3.3 Typy šicích nití z hlediska struktury a technologie………... 27
3.3.1 Šicí nitě hedvábné - z nekonečných vláken ……… 27
3.3.2 Jádrové šicí nitě……… 27
3.3.3 Staplové šicí nitě……….. 27
4. Teoretický rozbor vyšetření rychlosti……….. 28
4.1 Rychlost stroje pro zkoušení oděru – Metrimpex typ 5-27-1……… 28
4.1.1 Klikový centrický mechanismus………. 28
4.1.2 Samotný výpočet rychlosti……….. 29
4.2 Relativní rychlost pohybu nitě v oušku jehly……… 32
5. Experimentální část………... 35
5.1 Oděr šicí nitě………. 35
5.2.1 Metrimpex typ5-27-1……….. 35
5.2.1.1 Technické údaje přístroje………. 37
5.2.2 Charakteristika použitých strojních šicích nití……… 38
5.2.3 Charakteristika použitých strojních šicích jehel………. 39
5.2.4 Nastavené parametry přístroje……… 40
5.2.5 Statistické zpracování naměřených výsledků………. 41
5.2.6 Vyhodnocení experimentu……….. 45
6. Stanovení šicí schopnosti nití……… 47
6.1 Charakteristika použitých prostředků……… 47
6.1.1 Metoda firmy Gütermann ……….. 47
6.1.2 JUKI DDL – 5530………... 47
6.2 Postup experimentu………... 48
6.3 Výsledky měření……… 49
6.4 Vyhodnocení experimentu………. 50
7. Závěr………... 51
8. PŘÍLOHY……….. 54
20 1. ÚVOD
Šicí nit a jehla tvoří dvojici, patřící bezesporu od nepaměti k sobě. V této bakalářské práci chci poukázat na fakt, že ač jedna bez druhé nemají v praktickém využití, s nadsázkou řečeno, význam, tak ani spolu, při nesprávném výběru nemusí harmonicky spolupracovat. U oděru šicí nitě v oušku strojní šicí jehly toto tvrzení platí dvojnásobně.
Je zajímavé, že pokud si jde zákazník koupit šicí nitě pro soukromé účely, nezajímá se o nic víc, než o správný odstín vůči šitému materiálu nebo aby nit vytvořila požadovaný efekt. To je samozřejmě jen můj dojem a není nijak statisticky potvrzen. Je to, ale asi logické.
Šicí stroje pro domácí využití nedosahují tak vysokých rychlostí jako v průmyslu a většinou nezáleží na době ukončení práce. V průmyslové výrobě se nepochybně také posuzuje barva nitě, ale v neposlední řadě jde právě o vhodný výběr šicí nitě a jehly. Přetrh nitě způsobuje mnoho faktorů, za podmínky že se odstraní, můžeme spojovací proces nazývat jako bezporuchové šití nebo plynulé šití. Jestliže se nit přetrhne, zastaví se celý proces vykonávaný na šicím stroji. Tím se automaticky zpomaluje průběh operace a prodlužuje doba šití.
Z technologického hlediska, samozřejmě i estetického, nelze přetrh nitě ignorovat navázáním.
Bylo by nepřístupné, kdyby se v oděvní výrobě objevily vady díky navázání nitě. Proto je nutné zkoumání souladu šicích nití s šicími jehlami a naopak. Vývoj postupuje jak v oblasti povrchových úprav strojních šicích jehel, tak úprav, dodávajících nitím požadované vlastnosti, které zabraňují přetrhu nitě v šicím procesu.
Teoretická část se podrobněji zaměří na jednotlivé druhy namáhání šicích nití a strojních šicích jehel ve spojovacím procesu a na typy nití, které se využívají v průmyslové výrobě. Poté si porovnáme přístroj na zkoušení oděru nití a přízí Metrimpex typ 5 – 27 – 1 a průmyslový šicí stroj JUKI DDL - 5530 z hlediska výkonu. Vypočítáme rychlost obou strojů.
To nám pomůže k zhodnocení situace, zda následující průběh zkoušky na oděr nití můžeme srovnat s praxí.
V experimentální části provedeme dvě odlišné zkoušky. Oděr nití v oušku jehly na přístroji Metrimpex typ 5 – 27 – 1 a ověření šicí schopnosti nitě podle metody Gütermann na průmyslovém šicím stroji JUKI DDL - 5530.
Na základě výsledků bychom měli být schopni vyhodnotit nejvhodnější typ šicí nitě pro danou jehlu a naopak, což je hlavní cíl celé práce.
21
2. AMÁHÁ Í ŠICÍCH ITÍ A STROJ ÍCH ŠICÍCH JEHEL
2.1 NAMÁHÁNÍ ŠICÍ NITĚ V PRŮBĚHU ŠICÍHO PROCESU
Vysoká rychlost šití, okamžitý rozjezd, prudké zastavení, seřízení stroje, kvalita stroje, to je jen zlomek faktorů, které mají vliv na šicí nit. V šicím procesu je mnohonásobně namáhána a to má za následek její opotřebování.
Namáhání šicí nitě můžeme rozdělit hned na několik druhů:
Mechanické namáhání –
Oděr, otěr Ohyb Tah Rázové namáhání –
Při průpichu materiálu jehlou Zachycení smyčky chapačem
Náhlá změna rychlosti nebo směru šití Při utahování stehu
Termické namáhání –
Při styku s jehlou Styk s chapačem
Tření o pracovní části stroje [9]
2.1.1 MECHANICKÉ NAMÁHÁNÍ ŠICÍ NITĚ 2.1.1.1 Oděr šicí nitě
Než je šicí nit zapracována do stehu dosahuje velkého tření o pracovní orgány, zvláště pak o strojní šicí jehlu, o šitý materiál. Dále při přesmyknutí šicí nitě přes chapač, u dvounitného stehu vázaného o těleso chapače.
Z literatury je známé, že vrchní nit v případě dvounitného, vázaného stehu v průběhu tvorby, v porovnání s ostatními typy stehů je mnohem více namáhána na oděr. Šicí nit vykoná velký počet vratných pohybů, což znamená několikanásobné projití ouškem šicí jehly a i
22
šitým materiálem. Podle velikosti chapače se tak stane cca 30 – 60 krát, v případě vrchní nitě na stroji pro šití prádlových dírek až 400 krát.
Tento rozdíl je způsobený různou spotřebou nitě na jeden steh. Čím větší množství nitě se spotřebuje, tím je pro dvounitný vázaný steh typické namáhání v oděru a naopak.
V důsledku toho dochází ke ztrátě pevnosti a tím se zhoršuje kvalita švu. Polyesterové šicí nitě vykazují 5% pokles pevnosti, zatímco u bavlněných šicích nití činí pokles pevnosti za stejných podmínek 20 – 30%. Úbytek pevnosti u vrchní nitě při stejném počtu stehů a u stejného materiálu u vázaného stehu je 12 – 40% a u řetízkového stehu 0 – 9%. [10, 9]
Nit se při šicím procesu nesmí jakkoliv poškodit. Je velice choulostivá na porušení třecími orgány, které se nalézají na dráze šicí nitě od cívky až po steh. Jakékoliv poškození se pak projevuje defektem.
2.1.1.2 Ohyb šicí nitě
Nit při přechodu přes vodící elementy, napínač, niťové očko, chapač, při klouzání po spodní niti a při klouzání v šitém materiálu je namáhána na ohyb. Nit je ohýbána ve velkých úhlech. U niťové brzdičky tj. napínače jehlové nitě se úhlem blíží až k 180° (obr. č. 1).
Velmi nepříznivé jsou ohyby nitě v oušku jehly, při průpichu a provázání smyčky do šitého materiálu, kde je nit vtlačená horní částí ouška do tvořícího se otvoru. Při tvorbě vázaného stehu v místě provázání vrchní nitě se spodní nití a utahování stehu, dochází k protisměrnému klouzání nití. Pokud plocha kontaktu v místě ohybu je malá, vzniká velké namáhání a dochází k místnímu přetažení a opotřebování nití. Šicí nit musí mít při měření hodnotu tuhosti v ohybu. Při její nízké hodnotě není nit schopná vytvořit smyčku ani při nízkém napětí, naopak při vysoké tuhosti způsobuje nepříznivé vyčnívání švu z tkaniny. Při ohybovém namáhání dochází součastně ke krátkodobému natočení, smyku, oděru, stlačení a tepelnému namáhání. [9]
23 2.1.1.3 Namáhání šicí nitě na tah
Šicí nit je při šití odvíjena z cívky a vedená různými vodiči přes napínač k stehotvornému ústrojí, přičemž vzniká tření, které vyvolává zvýšení tahových sil až na hodnoty, které se můžou přiblížit anebo překročit pevnost nitě. Určitá hodnota tahové síly v niti je potřebná na to, aby se zabezpečilo správné vytvoření stehu, aby při vedení nitě nevznikaly smyčky a aby se omezilo kmitání šicí nitě při šití. Při uchopení smyčky nitě chapačem, kdy dochází k zrychlení nitě z nulové rychlosti na obvodovou rychlost chapače a v dalším pokračování roztahování smyčky a obtáčení chapačem se tahové síly zvětšují.
Pro přibližný výpočet tahové síly v niti v určitém místě při jejím ohybu přes třecí element se dá použít Eulerův vztah:
Obr. 1 – Ohyb nitě v šicím stroji
Otvor v oušku jehly Vodící kolík
Vyrovnávací pružina napětí Ústrojí pro předpětí nitě
Diskové napínací ústrojí
Vodič připevněný na jehelní tyči
Stehová deska
24
[N] (1)
kde:
F – výsledná tahová síla v niti za třecím elementem [N]
FO – vstupní tahová síla v niti [N]
α – úhel opásání [rad]
µ – koeficient tření [1]
Uvedený Eulerův vztah platí jen při statickém namáhání. Jeho teoretické vyčíslení není možné, protože při šití není namáhání statické, součinitel tření není konstantní a úhel opásání se po dobu šití na jednotlivých vodících elementech mění.
Největší vliv na růst tahových sil v niti má při šití napínač. Je citlivý na změny, projevuje se to v kolísání hodnot tahové síly za napínačem. Dochází tu ke krátkodobému zvýšení napětí, které je způsobeno nerovnoměrných povrchem nitě – uzlíky. Šicí nit je při tvorbě vázaného stehu namáhána silou, kterou působí jehla na nit v oušku jehly při průpichu šitého materiálu, napínací silou vyrovnávající pružiny a silou, která je potřebná k utažení stehu. [11]
2.1.2 RÁZOVÉ NAMÁHÁNÍ ŠICÍ NITĚ
Rázové namáhání je způsobeno náhlým a rychlým silovým účinkem na nit. V průběhu tvorby jednoho stehu vzniká při průpichu materiálu jehlou, utažením stehu a zachycením smyčky chapačem. Dále vzniká při změně směru šití, prudkém zastavení anebo prudkém rozjezdu. [11]
Při průpichu materiálu jehlou velmi nepříznivě působí ohyby nitě v oušku jehly. Nit je vtlačená horní částí ouška jehly do tvořícího se otvoru. Čím vyšší je nastavení napětí při šití, tím intenzivněji je šicí nit přitlačovaná k hraně ouška jehly. Nejnepříznivější případ nastává při úhlu odtahu, v normálním případě je to směr dozadu, při kterém probíhá úhel stoupání zákrutu šicí nitě paralelně s hranou ouška jehly, protože v takovém momentě může hrana ouška vniknout mezi jednotlivé komponenty šicí nitě. To má za následek posun zákrutů šicí nitě, v důsledku čeho se na jedné straně nahromadí nadměrné množství zákrutů, zatímco na druhé straně jehly se počet zákrutů sníží. [11, 12]
25
Ústrojí zachycení smyčky je možné definovat jako ústrojí, které umožní svým pohybem anebo pohybem své části zachytit smyčku vytvořenou vrchní nití, umožní její vytažení a uvolnění předcházející smyčky, případně zavedení spodní anebo krycí nitě při současném provázání a utažení stehu. [12]
Chapač ovlivňuje přechod nitě přes šité dílo, její pohyb vůči materiálu a rychlost. Jak se začne jehla pohybovat směrem nahoru, snaží se vrchní nit vracet současně s jehlou a to vlivem třecí síly mezi nití a jehlou. Tuto třecí sílu můžeme definovat jako:
[N] (1)
kde:
f1 – součinitel tření mezi jehlou a nití
F1 – normálová síla mezi jehlou a nití [N]
Třecí síla mezi nití a šitým materiálem:
[N]
kde:
f2 – součinitel tření mezi nití a šitým materiálem
Za normálních podmínek je vždy f2 > f1 a proto také T2 > T1, tím je zabráněno pohybu nitě současně s jehlou směrem nahoru a tak se vytvoří smyčka. Ouško se nachází ještě pod materiálem, když nárazem na smyčku vzniká ráz, který podstatně ovlivňuje zvýšení napětí nitě. [12]
Při přesmyknutí nitě z chapače nastává výrazné namáhání při vzájemném propletení vrchní a spodní nitě. Když se niťová páka začíná pohybovat nahoru, přebírá unášení nitě očko niťové páky. V tomto okamžiku jsou překonávané třecí síly v brzdičce, nit je značně napínána a mění směr pohybu. Přibližně při úhlu natočení hlavního hřídele na 70° se očko nachází v horní poloze. Dochází k rázovému namáhání, kdy je vazný bod zatažený do středu prošívaného materiálu, což znamená, že smyčka spodní nitě je vtažena smyčkou vrchní nitě do otvoru v tkanině vytvořené jehlou.
26 2.1.3 TERMICKÉ NAMÁHÁNÍ ŠICÍ NITĚ
Tepelně je namáhána nit ve styku s jehlou, chapačem a třením o pracovní části šicího stroje, kdy se nit může zahřát až na teplotu 100° C. [2]
Teplota jehly dosahuje přibližně 250°C – 400°C. Tato teplota se akumuluje v těle jehly, která pak poškozuje šicí nit během šití, popř. způsobuje přetrh. Průběh teplot, zjištěný na strojové šicí jehle po celé její délce je vyjádřený obrázkem č. 2.
Pomocí měřícího zařízení pracujícím na principu detekce infračerveného záření, lze naměřit nejvyšší hodnotu až na hrotu jehly, která je závislá na počtu otáček hlavního hřídele.
Se zvýšením otáček stoupá i teplota jehly. Na začátku šicího procesu stoupne teplota už během tří sekund a stabilizuje se asi po dvanácti sekundách šití.
Stejným měřícím zařízením lze stanovit rozdíl maximální teploty jehly při vpichu a výpichu. Teplota při vpichu je nižší cca o 10°C než při výpichu. Teplota strojové šicí jehly stoupá zároveň s tloušťkou jehly.(6)
Teplo vzniklé při šití je značně ovlivněno prouděním vzduchu na povrchu jehly a dobou setrvání mimo šitý materiál, čímž se ovlivňuje možnost předávání tepla jehly do okolí.
Část tepelného toku je odváděna:
Šicí jehlou
Šitým materiálem Šicím strojem Prostředím
50 100%
27
I přesto, že na odvádění teploty spolupracuje tolik faktorů, část tepla zůstane v niti.
Faktory ovlivňující teplotu jehly a sílu vpichu:
Počet otáček (frekvence šicího stroje) Povrchová úprava strojní šicí jehly Kvalita, geometrie a tvar špice jehly Druh šitého materiálu
Významným faktorem je rychlý ohřev jehly a naopak její pomalé ochlazení. V praxi to znamená, že ani při přestávkách v šití, ke kterým dochází z technologických důvodů, se jehla podstatně neochladí. Nit s vlasovým povrchem vyvolává dodatečné proudění a tedy i ochlazení, než je tomu u šicích nití z nekonečných vláken, které mají úplně hladký povrch.
Optimální ochlazení šicí nitě je dosaženo správným sladěním aviváže a povrchu šicí nitě.
Intenzita tepelného namáhání závisí též na ploše dotyku, době trvání kontaktu a normálového tlaku kontaktujících se povrchů.
V současné době se ve velké míře používají jádrové šicí nitě PESh/PESs a PESh/ba, které jsou do jisté míry proti termickému namáhání odolné vlivem opředení z PESs nebo bavlny a jádro z PESh jim zaručuje potřebnou pevnost. Při spojení tepelného a rázového namáhání během šicího procesu na šicím stroji, nedochází u těchto nití k tak častým přetrhům a tak velkému poklesu pevnosti, jako např. u bavlněných šicích nití.
Dá se tedy předpokládat, že jádrové šicí nitě jsou určitým východiskem v používání kvalitních šicích nití v současném modernizovaném oděvním průmyslu, s využíváním vysokootáčkových šicích strojů a automatů.
2.2 NAMÁHÁNÍ ŠICÍ JEHLY V PRŮBĚHU ŠICÍHO PROCESU
Při procesu šití se strojní šicí jehla značně mechanicky namáhá, následkem toho na ni působí i tepelné zatížení. Velikost tepelného zatížení závisí na několika faktorech, např. na šitém materiálu a jeho tloušťce, druhu stehu a v neposlední řadě na rychlosti šití.
Mechanické namáhání –
28 Vzpěr Ohyb
Tepelné namáhání [6]
2.2.1 MECHANICKÉ NAMÁHÁNÍ STROJNÍ ŠICÍ JEHLY
2.2.1.1 Namáhání na vzpěr
Jehla je zatížena při každém vpichu do šitého materiálu. Šicí jehla je namáhána na vzpěr z důvodu své délky. Šicí délka je minimálně 25 krát větší než její průměr (l > 25 d).
Z hlediska pružnosti a pevnosti materiálu, strojní šicí jehla představuje štíhlý prut. Štíhlé pruty při namáhání tlakem mohou příčně vybočit. U jehly to způsobuje maximální tlaková síla působící na jehlu, která je rovna kritické síle FKRIT. [6]
2.2.1.2 Namáhání ohybem
U strojové šicí jehly se ohybové zatížení vyskytuje např. v důsledku pružného šitého materiálu nebo při prošívání hrubých, především příčných švů. To způsobuje odvádění jehly od směru kolmého vpichu příčnou silou. Toto zatížení se vyskytuje poměrně často. Z hlediska pružnosti lze jehlu považovat za vetknutý nosník, na volném konci v místě ouška je zatížena silou F. Řešení této problematiky, resp. vnitřních statických účinků lze provést metodou myšleného řezu. [6]
2.2.2 TEPELNÉ NAMÁHÁNÍ STROJNÍ ŠICÍ JEHLY
Strojní šicí jehla je při šicích cyklech tepelně namáhána. To je způsobeno především tím, že při průpichu překonává třecí odpor, který klade šitý materiál proti pohybu jehly.
Vlivem tření dochází ke vniku tepelné energie a tím k ohřevu strojní šicí jehly. Intenzita ohřevu závisí na otáčkách šicího stroje, tloušťce, charakteru a povrchové úpravě šitého materiálu. Uvádí se, že u rychloběžných šicích strojů dosahuje ohřev jehly teplot až nad 200°C. Takto vysoká teplota způsobuje narušení a destrukci šitého materiálu, ale také snižuje funkční a mechanické hodnoty šicí jehly. Při teplotách vyšších postupně dochází ke změně struktury jehly a tím ke snížení tvrdosti. Tento děj je velmi diskutovanou záležitostí. [2]
29
Teplota jehly 200°C má nepříznivý vliv při šití syntetických materiálů, které degradují při nižších teplotách než materiály přírodního typu. Hodnoty teplot na jehle jsou závislé na mnoha okolnostech jako např. na typu stroje, resp. na rychlosti šití, šitém materiálu, na podmínkách šití (součiniteli přestupu tepla, součiniteli tření), ale také na šicí jehle (způsobu povrchové úpravy, geometrii, druhu špičky atd.). Velmi důležitá je závislost teploty jehly na její povrchové úpravě. Povrchové úpravy šicích jehel mají vliv na hodnotu tření, které souvisí se vznikem teploty na jehle při šití. [6]
Velmi důležitá je závislost teploty jehly na její povrchové úpravě. Povrchové úpravy šicích jehel mají vliv na hodnotu tření, které souvisí se vznikem teploty na jehle při šití.
Výzkumy výrobců šicích jehel ukázaly mimo povrchových úprav šicích jehel i další možnosti snížení ohřevu šicích jehel při šití a to:
změna geometrie tvaru šicí jehly (odstupňované průměry jehel) chlazení strojové šicí jehly
navlhčení nitě (silikonový olej) snížení rychlosti šití [6]
Při šití působí i další významné faktory na teplotu šicí jehly:
Druh šitého materiálu – má vliv na teplotu jehly. Je – li šitý materiál vyroben ze směsi, např. syntetických a přírodních vláken, pak na teplotu jehly působí vlákna přírodní (např. bavlněná). Teplota jehly je též ovlivňována druhem vazby šitého materiálu.
Podle experimentálních zjištění teplota jehly klesá při tomto pořadí druhu vazeb:
plátnová, keprová, atlasová. [2]
Vliv šicí nitě – výzkumy ukázaly, že šitím bez nití je teplota jehly o 30% vyšší než při šití s nitěmi. Kromě toho na teplotu jehly působí i pohyb šicí nitě. V okamžiku nejvyšší rychlosti nitě během provázání teplota jehly krátkodobě klesá o 10 až 12%.
To lze vysvětlit pohybem vzduchu vyvolaného šicí nití na oušku jehly. Čímž vzrůstá podíl sdílení tepla konvekcí, i možnost předávání tepla jehly pohybující se šicí nití.
[2]
Tvar špičky – má též vliv na teplotu jehly. Bylo prokázáno při použití tří typů špiček jehel (normální kulatou špičku, mírně zakulacenou špičku – SES a zakulacenou
30
špičku – SUK), že špička má vliv na propichovací sílu při šití, tak i na maximální teplotu jehly. Pro šitý materiál je nutno použít jehlu s vhodnou špičkou. [2]
3. TYPY ŠICÍCH ITÍ
V současné době klesá výroba a tím i prodej bavlněných nití. Důvodů může být několik.
Odběratelé preferují šicí nitě vyráběné z chemických vláken. Je to dáno tím, že šicí nitě ze syntetických materiálů lépe odolávají namáháním v šicím procesu. Vlastnosti těchto šicích nití se mnohonásobně liší od vlastností šicích nití z přírodních materiálů. Z hlediska ekologického můžeme říct, že úbytek spotřeby přírodních materiálů nevede k vyčerpání přírodních zdrojů.
Vývoj syntetických šicích nití, tak šetří přírodní zdroje.
Na českém trhu zaujímají největší podíl nitě 100% PES, 100% PESh, jádrové šicí nitě PESh/PESh, směsová jádrová šicí nit PES/co. Figurují zde i šicí nitě 100% ba, PAD, 100%
Viskózy a v menší míře i nitě vyráběné například z mercerované bavlny a ocelovými monofily z materiálu Nomex. Tyto nitě se využívají především pro technické účely.
Současný vývoj tedy směřuje do oblasti syntetických nití, a to především polyesterových.
Jsou vyráběny ze staplových vláken nebo vláken nekonečných. Dále je můžeme rozdělit na jádrové, opřádané či obeskávané PESh nebo bavlněnými vlákny. Tyto šicí nitě potřebují speciální úpravu. Jejich použití se rozšiřuje, neboť jejich vlastnosti jsou nezanedbatelně lepší než při použití přírodních vláken, ať už je to větší pevnost, tažnost nebo vůbec celková lepší odolnost vůči různým vlivům.
Obr. 3 Obr. 4
31
3.1 ROZDĚLENÍ ŠICÍCH NITÍ Z HLEDISKA VÝROBNÍHO, MATERIÁLOVÉHO A ZPRACOVATELSKÉHO
lněné přír. hedvábí
bavlněné
SYNTETICKÉ PŘÍRODNÍ
hedvábné staplové
jádrové
opalované neopalované Podle doúpravy
mercerované
režné
Podle použití
barevné leštěné
bělené
speciální obuvnické
vrchní spodní
stehovka
průmyslové strojové
monofily
sedlářské obuvnické
PESh/ba
PAD PES
PAD h PESh/PES
PESh/VSh
PES h hladké
VS h
PES h tvarované bikomponentní Vyrobené
neortodoxní technikou konvertorové
střižové ŠICÍ NITĚ
32
Šicí nitě se na trh uvádějí s etiketním označením, které musí splňovat platné normy.
Jedná se o tyto údaje:
Název výrobce Jemnost T [tex]
Druh suroviny Délka návinu
Evidenční číslo platné normy nebo etalonu
Adjustace šicích nití se různí tvarem a velikostí pro maloobchod a velkoobchod. Většinou se jedná o malé nebo velké cívky s křížovým vinutím, válcové i konické, délka návinu se pohybuje od 60 – 10 000 m [1]
Mezi nejznámější výrobce šicích nití, kteří mají zastoupení na českém trhu, patří firmy:
Gütermann – výrobce Německo, zastoupení Praha Amann – výrobce Německo, zastoupení Praha
Coats – výrobce Velká Británie, zastoupení Staré Město u Moravské Třebová
3.2 SEZNAM VYRÁBĚNÝCH DRUHŮ ŠICÍCH NITÍ TŘÍ NEJVĚTŠÍCH ZÁSTUPCŮ NA ČESKÉM TRHU
FIRMA GÜTERMA
Sortiment průmyslových šicích nití 100%PES – Schapperzwirn
Gütermann M 132 – No. 220 Gütermann M 403 – No. 70 Gütermann M 603 – No. 50 Gütermann M 1003 – No. 30 Gütermann M 2654 – No. 11 Gütermann M 3002 – No. 100 100%PES – Umspinnzwirn
Gütermann A 192 – No. 150 Gütermann A 282 – No. 120 Gütermann A 302 – No. 100 Gütermann A 382 – No. 80
33 Gütermann A 782 – No. 40
Polyester/bavlna – Umspinnzwiren Gütermann H 120 – No. 120 Gütermann H 75 – No. 75 100%PES – Feine Fäden
Gütermann U 81 – No. 360 Gütermann U 121 – No. 240 Gütermann U 151 – No. 200 100%PES – Texturierte Nähfäden Gütermann E 121 – No. 240 Gütermann E 151 – No. 160 Gütermann E 382 – No. 80 Gütermann E 764 – No. 40
100%PES (trilobal) – 100%Rayon - Viskose Gütermann T 272(40) – No. 110 Gütermann T 372(30) – No. 80 Gütermann VICI 40
Gütermann VICI 30
100%PES – Endlos – Zwirn (nekonečné vlákno) Gütermann T 355 – No. 80
Gütermann T 503 – No. 60 Gütermann T 753 – No. 40 Gütermann T 1003 – No. 30 Gütermann T 1503 – No. 20 Gütermann T 2903 – No. 10
FIRMA AMA
Sortiment průmyslových šicích nití
BALFIL – S 100%PES; jemnost 30, 50, 80, 120 SACORD 100% polyester triobal
ISAFIL 100%VISKOZA
34
RASANT Jádrová nit PES/ba; jemnost 5, 11, 15, 20, 25, 30, 35, 50, 70, 100, 120, 150
SABAC Jádrová nit 100%PES; jemnost 25, 30, 35, 50, 80, 100, 120, 150 STRONGFIL 100%PAD; jemnost 11, 20, 30, 40, 60, 80
SERAFIL 100%PESh; druh 120/2, 100/2
ASPO 100%PES
TRIONA 100%ba
FIRMA COATS CZECHO Sortiment průmyslových šicích nití
ASTRA Předená 100%PES; jemnost 30, 50, 80, 120 EPIC Jádrová 100%PES; jemnost 40, 60, 80, 100, 120 GRAMAX 100%PESh; jemnost 100, 200
GRAL 100%PESh; jemnost 10, 20, 40, 60, 120, 180
KOBAN Jádrová šicí nit PES/co; jemnost 25, 30, 35, 50, 75, 100, 120 TRIDALIA 100% polyesterový multiobalový filament; jemnost 40
SOLAN Polyamidová monofilová šicí nit, transparentní nit; jemnost 150, 210, 320
FIREFLY Ohnivzdorná nehořlavá nit vyrobena z materiálu Nomex; jemnost 40, 70
SIGNAFADEN Speciální technická nit složená z mercerované bavlny a ocelovými monofily; jemnost Ne 14/3 + 2V2A, ocelový monofil 120dTex HELIOS Speciální technická nit, žáruvzdorná; jemnost 2200 dTex x 1, 1600
dTex x 1
3.3 TYPY ŠICÍCH NITÍ Z HLEDISKA STRUKTURY A TECHNOLOGIE
3.3.1 Šicí nitě hedvábné - z nekonečných vláken
hladké nitě - malý odvod tepla, které vzniká při šití na jehle. Jsou nevhodné pro vysokootáčkové šicí stroje.
35
tvarované nitě - tvarování se provádí za účelem zvýšení objemnosti a pružnosti nití (použití pro konfekci pružných textilií)
monofilové šicí nitě - použití pro dolní záložky oděvů, mohou být transparentní, nebo šedé, přejímají barvu oděvu.
tmelené - tmelením monofilamentárních vláken [13]
3.3.2 Jádrové šicí nitě
Jsou vyrobeny opředením syntetického jádra přírodním nebo syntetickým materiálem.
Syntetické jádro - hedvábí, zajišťuje niti pružnost a pevnost, obal (ba, syntetická střiž) zajišťuje odvod vznikajícího tepla na jehle. [13]
Tyto šicí nitě si myslím mají v oděvní výrobě velkou budoucnost. Jejich vlastnosti nejvíce splňují do jisté míry, požadavky kladené na šití na vysokorychlostních strojích a automatech.
3.3.3 Staplové šicí nitě
a) vyráběné klasickým bavlnářským způsobem (bavlněné, polyesterové) b) vyráběné konvertorovým způsobem [13]
Jak je zřejmé z přehledu, syntetické průmyslové šicí nitě takřka vyčlenily z nabídkového trhu šicí nitě z přírodních materiálů. Výrobci nití se zaměřují na vývoj syntetických nití. Ať je to dáno, jak už bylo řečeno, jejich vynikajícími vlastnostmi nebo šetřením přírodních zdrojů, je nezbytné, aby vývoj šicích nití šel kupředu, protože stále se při šicím procesu objevují nedostatky, které vedou k narušení bezporuchového šití.
36
4. TEORETICKÝ ROZBOR VYŠETŘE Í RYCHLOSTI
Tento rozbor je relevantní k ověření schopnosti porovnání níže zmíněných dvou přístrojů z hlediska praktického využití.
4.1 RYCHLOST STROJE PRO ZKOUŠENÍ ODĚRU – METRIMPEX typ 5-27-1
4.1.1 Klikový centrický mechanismus
Klikovým mechanismem (obr. č. 6) v našem případě rozumíme soustavu rámu (1), kliky (2), ojnice (3) a jehelní tyče (4). Tento mechanismus je nejpoužívanějším mechanismem pro hlavní pohyb ústrojí jehly. Převádí přímočarý vratný pohyb na otáčivý pohyb klikového hřídele a naopak.
4.1.2 SAMOTNÝ VÝPOČET RYCHLOSTI
V této části vypočítáme rychlost jehelní tyče přístroje Metrimpex typ 5-27-1 a průmyslového šicího stroje JUKI DDL – 5530.
Námi známé údaje, potřebné k výpočtu vzorců jsou:
r
y
x
l
3
4 2
1
Obr. 6 – Schéma klikového mechanismu
37
METRIMPEX typ 5-27-1 – výsledné hodnoty pro tento přístroj budeme nadále označovat číslem (1).
r = 0,07m l = 0,12m n = 1000 ot/min
PRŮMYSLOVÝ ŠICÍ STROJ JUKI DDL – 5530 – výsledné hodnoty pro tento přístroj budeme nadále označovat číslem (2).
r = 0,022 m l = 0,03 m n = 5000 ot/min
Některé údaje jsou změřeny přímo na přístroji, některé pocházejí z technické dokumentace přístroje.
Pro rychlost jehelní tyče, resp. jehly je získaný vztah derivací dráhy podle času, po úpravě bude rychlost vypočítána ze vzorce (1)
Hodnoty rychlosti jsem spočítala pro každý úhel polohy kliky s krokem 15°. Výsledné hodnoty jsou uvedeny v grafech č. 1 - 2. Jedná se o křivku rychlosti jehelní tyče, kde můžeme pozorovat průběh rychlosti za jednu otáčku hřídele. Potřebné hodnoty k vyjádření rychlosti jehelní tyče a možnost jejich výpočtů je znázorněno dále.
Úhlovou rychlost vypočítáme ze vzorce (2)
(1) (2)
38
Hodnota je dána vzorcem a jedná se o bezrozměrné číslo (3)
(1) (2)
Obvodovou rychlost určíme ze vzorce (4)
kde s = 2r =dráha za ½ otáčky
(1) (2)
Střední rychlost pístu dostaneme ze vzorce (5)
(1) (2)
39
Největší rychlost pístu nalezneme v poloze, kde ojnice a klika jsou k sobě kolmé (obr. č. 7), vztah pro výpočet je (6)
tg ϐ = r/l tg ϐ = 7/12 tg ϐ = 0,583 ϐ = 30,25°
(1)
tg ϐ = r/l
tg ϐ = 0,022/0,03 tg ϐ = 0,733 ϐ = 36,25°
(2)
Uvedené výpočty jsou uvažovány jen pro hlavní pohyb jehelní tyče – tj. přímočarý vratný pohyb a otáčky jsou pokládány za konstantní.
ϐ
Obr. 7
40
4.2 RELATIVNÍ RYCHLOST POHYBU NITĚ V OUŠKU JEHLY
Relativním pohybem rozumíme pohyb některého členu mechanismu vůči jinému členu téhož mechanismu (nikoli tedy vůči základnímu prostoru).
Relativní rychlost nitě v oušku jehly je dána vztahem (7), a to
kde
Graf č. 1 – Rychlost jehelní tyče (METRIMPEX 5-27-1)
Graf č. 2 – Rychlost jehelní tyče (JUKI DDL - 5530)
41
vms - rychlost pohybu očka niťové páky šicího stroje v - rychlost pohybu jehelní tyče
V našem případě jsme řešili pouze relativní rychlost šicí nitě v oušku jehly pouze u průmyslového šicího stroje, protože u přístroje na oděr přízí a nití Metrimpex 5-27-1 se nit vůči oušku nepohybuje. Je upevněna v čelisti a pohyb vykonává pouze šicí jehla. Zatímco u šicího stroje se šicí nit vůči oušku pohybuje určitou rychlostí.
42 5. EXPERIME TÁL Í ČÁST
Experimentální část této bakalářské práce je rozdělena na dvě části:
1. část – Vyšetření oděru šicích nití 2. část – Vyšetření šicí schopnosti nití
První část je zaměřena na vyšetření oděru šicí nitě v oušku jehly. Experiment se provádí na stroji pro zkoušení oděru nití a přízí Metrimpex typ 5-27-1, do jisté míry simulující šicí proces. Pro tuto zkoušku jsou zvoleny dva typy šicích nití a dva typy strojních šicích jehel. Podrobně si je popíšeme v následující kapitole 5.2.2 a 5.2.3. Úkolem této části je vyzkoušení šicích nití v oděru. Prověříme zde jejich odolnost v oděru s různými druhy strojních šicích jehel. Z naměřených výsledků budeme schopni zvolit nejvhodnější šicí nit k dané jehle pro šicí proces.
Část druhá se zaměří na vlastnosti zvolených šicích nití a to na šicí schopnost nitě.
Upotřebíme stejné typy šicích nití i stejné druhy strojních šicích jehel jako u předcházejícího experimentu. Schopnost šicí nitě ověříme metodou firmy Gütermann. Ke zkoušení nám poslouží šicí stroj JUKI DDL -5530. Výsledné hodnoty porovnáme a určíme typ šicí nitě, která se jeví nejlépe z hlediska šicí schopnosti.
5.1 ODĚR ŠICÍCH NITÍ
Oděr šicích nití jsme si definovali v kapitole 2.1.1.1. Jde o problém, kterým se zabývá spousta závěrečných prací, výrobců šicích nití i výrobců strojních šicích jehel.
5.2.1 METRIMPEX TYP 5-27-1
Ke zkoušení oděru šicí nitě je dostupný přístroj pro zkoušení oděru pro příze a nitě Metrimpex typ 5-27-1 (obr. 8). Toto zařízení se využívá pro dva typy zkoušek.
Jednak se zde zkouší oděr příze při tkaní a v druhém případě se používá pro zkoušku oděru šicích nití v procesu spojování. Podle typu zkoušky se používá buď rám s deseti nitěnkovými očky nebo deska s deseti strojními
43
šicími jehlami. V našem případě zkoušíme strojní šicí jehly. Jeden konec zkoušeného vzorku šicí nitě je upevněný do pevné části napínacího zařízení, druhý je protáhnut ouškem jehly a pomocí závěsného závaží (obr.
9) je libovolně zatěžován. Nit je možno nastavit vzhledem k jehle pod různým úhlem α. Jehly upevněné na tělese rámu vykonávají vratný přímočarý pohyb, to simuluje proces šití.
Pohyb hnacího ústrojí je přenášený pomocí klínového řemene z kolektorového elektromotoru. Počet otáček elektromotoru lze měnit pomocí transformátoru se stupňovanou regulací napětí (obr. 10). Kmitáním jehel vzniká tření, nit je namáhána na oděr až dojde k přetrhu. Při přetrhnutí padá závaží na tlačítko.
Tímto způsobem se počítadlo zastaví po přetrhnutí jednoho z pětice vzorků a po uzavření v řadě spojených kontaktů přerušuje relé proudový obvod motoru a přístroj automaticky zastavuje.
5.2.1.1 TECHNICKÉ ÚDAJE PŘÍSTROJE
Počet napnutých vzorků: 10
Délka zdvihu měnitelná: 0 – 40 mm Úhel sklonu lůžka jehly: 0 - 90°
Obr. 9
Obr. 10
44 Zatížení nitě (předpětí): 10 – 140 g
Váha přístroje: 36 kg
Počet zdvihů, plynule měnitelných: 0 – 1000 min-1 Rozměr základního zkušebního přístroje: 380 x 390 mm Výška přístroje: 660 mm
Počítadlo registruje každý desátý zdvih, nedochází zde k vynulování, přístroj se automaticky zastavuje.
Obr. č. 11 – Schéma stroje Metrimpex typ 5-27-1
5.2.2 CHARAKTERISTIKA POUŽITÝCH STROJNÍCH ŠICÍCH NITÍ
K experimentu jsou využity dva typy nití. Jedná se o 100% PES šicí nitě UNIPOLY a jádrové šicí nitě Cotopoly ve složení PES/ba. Nitě mi laskavě poskytla firma Hagal s.r.o. Šicí nitě mají stejnou délkovou hmotnost (jemnost) z důvodu objektivního posouzení mezi sebou.
Jádrové šicí nitě PES/ba – COTOPOLY:
spojují vlastnosti bavlny a vlastnosti polyesterového vlákna. Vysokopevnostní polyesterové hedvábí tvoří základ jednoduché příze a je opředeno dlouhovlákennou česanou bavlnou. Takto vyrobená jednoduchá příze je seskána v neupravený polotovar
45
šicí nitě. Následuje dvoufázové barvení na moderních vysokotlakých barvících aparátech a vlastní proces je plně automatizován. Je nanesena šicí doúprava s následnou laboratorní kontrolou. Výsledkem jsou šicí nitě s vlastnostmi bavlny a pevností polyesterového hedvábí. Je ideální pro šití bavlněných výrobků a jejich směsí, výrobků z lýkových vláken a všude tam, kde jsou požadovány vlastnosti bavlny. Splňují všechny požadavky, které vyžadují moderní vysoce výkonné šicí stroje. [8]
100% PES nitě UNIPOLY:
jsou vyráběny z kvalitní polyesterové střiže. Jejich velkou předností je mnohostranné použití v konfekčním průmyslu. Speciální šicí doúprava umožňuje šití bez přetrhů na moderních vysokoobrátkových šicích strojích. Vynikají vysokou poměrnou pevností, jsou stálobarevné, odolné vůči oděru, bakteriím a plísním. [8]
Vlastnosti vybraných druhů šicích nití jsou uvedeny v tabulce 1.
100% PES nitě UNIPOLY
Jádrové nitě COTOPOLY Složení 100% polyesterové střižové
nitě
jádrové šicí nitě polyester /bavlna
Barva bílá bílá
Délková hmotnost [tex] 20 x 2 20 x 2
Průměrná pevnost v tahu - N 15,6 18,8
Poměrná pevnost - cN/tex 39,01 47,1
Průměrná tažnost při přetrhu - % 16,4 19,3
Tabulka 1
5.2.3 CHARARKTERISTIKA POUŽITÝCH STROJNÍCH ŠICÍCH JEHEL
Strojní šicí jehly pocházejí z firmy Groz – Beckert. Jsou naprosto stejného typu, pouze se liší povrchovou úpravou. To nám umožní vyhodnotit všechny zkoušky za stejných podmínek.
Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě
Chromovaný povrch chrání jehlu proti korozi, a zejména tzv. tvrdé chromování dává jehle vysokou odolnost proti opotřebení, ale při šití nesnižuje ohřev strojní šicí jehly.
46
Chromovaná jehla má stříbřitě lesklý a mimořádně velmi hladký povrch při jisté jeho nerovnosti. Tato povrchová úprava jehly je velice vhodná pro šití syntetickými nitěmi, neboť zabraňuje ulpívání roztavených částeček nití na povrchu jehly. Jehla s takto upraveným povrchem se především používá při rychlém šití. Povrchová úprava se provádí pomocí elektrochemického procesu nebo tzv. plazmovou technologií. [13]
Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid
Jehly s povlakem nitridu titanu se vyznačují extrémní tvrdostí a vysokou pružností špičky, která je vysoce odolná proti opotřebení a prasknutí. Při vysokootáčkovém šití déle odolávají kmitajícím a vibrujícím silám, jakož i vybočením, která vznikají při vpichu a při vedení šitého materiálu. Tím je zamezeno chybným stehům, zlomení jehly nebo přetrhům šicí nitě. Díky extrémní tvrdosti vydrží více styků s chapačem a má tudíž zvýšenou funkční jistotu. [13]
Obr. 12 – Standardní strojní šicí jehla, strojní šicí jehla GEBEDUR
Vlastnosti vybraných druhů šicích jehel jsou uvedeny v tabulce 2.
Strojní šicí jehla R 34 -
Gebedur Strojní šicí jehla R 34
Systém jehly 34 34
Nm (číslo metrické) 80 80
Tvar hrotu R R
Povrchová úprava Titan - nitrid Chromová úprava
Tabulka 2
Všechny naměřené hodnoty byly vyhodnoceny podle ČSN 010250 “Statistické metody v průmyslové praxi.“ Grafické zpracování průběhu jednotlivých zkoušek je
47
znázorněno v grafech číslo 1 – 4. Aritmetický průměr je průměrná hodnota z výběrové řady naměřených hodnot. Značí se a vypočte se dle vztahu (8):
Rozptyl je poměr součtu druhých odmocnin odchylek naměřených hodnot od výběrového průměru k počtu naměřených hodnot zmenšeného o jednu. Značí se s2 a počítáme ho dle vztahu (9):
Směrodatná odchylka je odmocnina výběrového rozptylu naměřených hodnot kolísající v určitém rozmezí. Značí se s a vypočte se dle vztahu (10):
Variační koeficient je míra relativního rozptýlení vystihující nerovnoměrnost. Značí se v a vypočte se dle vztahu (11):
5.2.4 NASTAVENÉ PARAMETRY PŘÍSTROJE PRO ZKOUŠENÍ Počet zdvihů: 500 min-1
Úhel sklonu lůžka: 0°
Zatížení: 140 g
Počet napnutých vzorků: 2x5
Podstata zkoušky spočívá v zjištění počtu oděrovacích cyklů šicí nitě až do jejího přetrhu. Celý proces proběhne na přístroji pro zkoušení oděru přízí a nití Metrimpex 5-27-1.
Princip přístroje je vysvětlen v kapitole 5.2.1. Protože ne všechna tlačítka počítadla jsou funkční, musela jsem navléct nejdříve pět vzorků šicích nití. Po přetrhu všech šicích nití se navlékla zbylá polovina. Dohromady proběhlo vždy od jedné šicí nitě a strojní šicí jehly deset
48
počtů cyklů do přetrhu. Statistické zpracování naměřených dat bylo vypočítáno podle vztahů 8, 9, 10, 11.
5.2.5 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ NAMĚŘENÝCH VÝSLEDKŮ
1. MĚŘENÍ
Použitá jehla: Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid Použitá nit: jádrová šicí nit COTOPOLY
Úhel sklonu: 0°
Zpracování dat v tabulce č. 3 a grafu č. 1, hodnoty osy y představují průběh jednotlivých měření.
Tabulka 3
Počáteční stav stroje Stav po přetrhu Počet zdvihů (x 10) Čas (min)
1. měření 7260 7380 1200 1:33
2. měření 7266 7450 1840 2:20
3. měření 2803 3048 2450 3:07
4. měření 5760 5909 1490 1:51
5. měření 7400 7523 1230 1:36
6. měření 7450 7559 1090 1:24
7. měření 3077 3225 1480 1:54
8. měření 5952 6237 2850 3:34
9. měření 7619 7946 3270 4:07
10. měření 7561 7698 1370 1:45
1827 1,8
s2 525261 1,16
s 724,75 1,08
v 39,66% 60%
49 2. MĚŘENÍ
Použitá jehla: Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid Použitá nit: 100 % PES šicí nit UNIPOLY
Úhel sklonu:0°
Zpracování dat v tabulce č. 3 a grafu č. 2.
Tabulka 4
Počáteční stav stroje Stav po přetrhu Počet zdvihů (x 10) Čas (min)
1. měření 2297 2582 2850 3:33
2. měření 5231 5480 2490 3:15
3. měření 6854 7081 2270 2:55
4. měření 6900 7156 2560 3:19
5. měření 2582 2692 1100 1:20
6. měření 5488 5611 1230 1:28
7. měření 7142 7213 710 0:52
8. měření 7156 7259 1030 1:16
9. měření 2713 2803 900 1:12
10. měření 5625 5715 900 1:13
1604 1,6
s2 620884 1,04
s 787,96 1,02
v 49,12% 63,75%
Graf 1
50 3. MĚŘENÍ
Použitá jehla: Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě Použitá nit: 100 % PES šicí nit UNIPOLY
Úhel sklonu: 0°
Zpracování dat v tabulce č. 4 a grafu č. 3.
Tabulka 5
Počáteční stav stroje Stav po přetrhu Počet zdvihů (x 10) Čas (min)
1. měření 2860 3000 1400 1:44
2. měření 3242 3366 1240 1:35
3. měření 6258 6415 1570 2:00
4. měření 7948 8082 1340 1:41
5. měření 7699 7879 1800 2:19
6. měření 3948 4077 1290 1:34
7. měření 4247 4453 2060 2:29
8. měření 7359 7540 1810 2:08
9. měření 8094 8564 4700 4:32
10. měření 7879 8160 2810 3:54
2002 1,9
s2 1008796 0,89
s 1004,39 0,94
v 50,16% 49,47%
Graf 2
51 4. MĚŘENÍ
Použitá jehla: Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě Použitá nit: jádrová šicí nit COTOPOLY
Úhel sklonu: 0°
Zpracování dat v tabulce č. 6 a grafu č. 4.
Tabulka 6
Počáteční stav stroje Stav po přetrhu Počet zdvihů (x 10) Čas (min)
1. měření 3309 3585 2760 3:26
2. měření 3591 3920 3290 4:07
3. měření 6686 7010 3240 4:02
4. měření 8578 8790 2120 2:38
5. měření 8160 8495 3350 4:11
6. měření 3615 3882 2670 3:18
7. měření 3920 4247 3270 4:06
8. měření 7020 7359 3390 4:15
9. měření 8866 9149 2830 3:31
10. měření 8495 8838 3430 4:17
3035 3:5
s2 163165 0,40
s 403,94 0,67
v 13,30% 19,14%
Graf 3
52 5.2.6 VYHODNOCENÍ EXPERIMENTU
Na přístroji Metrimpex byl zkoušen oděr šicí nitě v oušku strojní šicí jehly. Proběhlo celkem deset měření tak, aby pro každý typ šicí nitě byla odzkoušena jedna z testovaných strojních šicích jehel. V první ředě musím podotknout, že celá zkouška proběhla dosti zmateně. Tak jako už minimálně od roku 1991 každý student, zabývající se oděrem šicí nitě v oušku strojní šicí jehly ve své závěrečné práci, se zmiňuje o jistých problémech při používání stroje Metrimpex, musím i já konstatovat, že tato zkouška je značně neuspokojivá.
S tím hlavně souvisí naměřená data a v našem případě konečné výsledky, jakož to i závěrečné vyhodnocení.
První úskalí nastalo při sledování vhodné rychlosti aparátu. Konečná rychlost, 500 ot/min byla zvolena na základě nesnesitelného chvění přístroje při vyšších otáčkách. Už to nese jisté nepříjemnosti při samotné práci. Po spadnutí zavěšeného závaží na spínací tlačítko vůbec nereagovalo počítadlo, které mělo přestat počítat dále. Je to dáno tím, že i při relativně malé rychlosti se přístroj chvěje a tím poskakují i závaží na tlačítkách. Jako třetí problém vidím v napětí nití při zkoušení oděru. Šicí nitě jsou po navlečení do ouška strojní šicí jehly protaženy pouze přes brzdičky a pak zafixovány jen pomocí osoby, provádějící zkoušku, obtočením kolem dokola o přítomné konce přístroje. Tak vzniká u jednotlivých navlečených vzorků k nestejnoměrnému napětí šicích nití. Myslím si, že jde nesporně o zkoušku, u které nelze stoprocentně spoléhat na naměřené výsledky. Možná právě již zmiňované napětí a jeho
Graf 4
53
změna regulace by byl správný krok k zlepšení průběhu celé zkoušky. Samozřejmě jako další řešení bych viděla v modernizaci celého aparátu.
První etapa zkoušek proběhla s šicí nití Cotopoly a strojní šicí jehlou R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid. Výsledné statistické zpracování můžeme shlédnout v tabulce číslo 3 a grafickou podobu průběhu oděru šicí nitě v oušku strojní šicí jehly v grafu číslo 1. Pro lepší demonstraci pokusu jsem měřila čas uplynulý od zapnutí přístroje po přetrh šicí nitě. Doba přetrhu byla v 60% měření do 2 minut. V průměru proběhlo 1827 oděrovacích cyklů a to za 1,8 minut. Tento výsledek patří při použití strojní šicí jehly s úpravou gebedur k nejvyššímu, ne však k nejlepšímu ze všech měření.
V druhém případě, prezentovaném v tabulce číslo 4 a grafu číslo 2 jde o zkoušení strojní šicí jehly R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid a šicí nitě Unipoly.
Průměrně proběhlo 1604 zdvihů v čase 1,6 minut. Doba i počet zdvihů jsou nejslabší. Tato nit se jeví vůči oušku strojní šicí jehly s úpravou gebedur jako nejméně vhodná.
Třetí etapa měření probíhala se strojní šicí jehlou R 34 v chromované úpravě a klasickou 100% polyesterovou nití Unipoly. Zde se už průměrný počet zdvihů zvedl nad 2000. Přesněji 2002 oděrovacích cyklů za 1,9 minut. Výsledky měření nalezneme v tabulce číslo 5 a grafu číslo 3.
Poslední zkouška proběhla se strojní šicí jehlou R 34 v chromované úpravě a šicí nití Cotopoly. Statistické a grafické znázornění nalezneme v tabulce číslo 6 a grafu číslo 4. Zde je průměrný počet zdvihů 3035 a doba, která se u jednotlivých měření nesnížila pod hranici dvou minut je 3,5 minut. Tyto výsledky se řadí k nejlepším z celého měření. Z toho můžeme usoudit, že pro šicí proces je zvolená nit nejvhodnější v kombinaci se zkoušenou strojní šicí jehlou.
54 6 STANOVENÍ ŠICÍ SCHOPNOSTI NITÍ
Šicí schopností nití chápeme schopnost bezporuchového šití, aniž by se nám nit ve spojovacím procesu přetrhla.
Je mnoho způsobů, jak tento děj ověřit. Zde je výčet metod využívaných v oděvním průmyslu:
Metodika BENAR VÚTEN Bratislava VÚO Prostějov
Metodika KOD TU, Liberec Metodika Gütermann [7]
Pro náš experiment je zvolena poslední možnost, a to metoda Gütermann. Tato metoda se značí jako GÜTERNORM NV 007. Jedná se o metodu tzv. kontinuálního šití, kdy se zkoumá chování šicí nitě při šití dlouhých stehů.
6.1 CHARAKTERISTIKA POUŽITÝCH PROSTŘEDKŮ
6.1.1 METODA FIRMY GÜTERMANN
Šije se maximální rychlostí vpřed 150 cm. Při výskytu přetrhu se má pokus opakovat 3x s nižším napětím jehelní nitě (20-30 cN) a zaznamenává se délka šití.
Vyhodnocení:
15 m 1 Šicí nit má velmi dobré šicí vlastnosti pro normální použití v oděvní výrobě.
15 m s redukovaným napětím 2 Použití šicí nitě může vést k poruchám při šití.
pod 15 m 3 V tomto případě mají být šicí nitě zkoušeny při pokusu s pěti vrstvami materiálu.
6.1.2 JUKI DDL – 5530
K následující zkoušce se využil průmyslový šicí stroj JUKI DDL – 5530 (obr. 13).
Jedná se o standardní šicí stroj, který se nachází v šicí dílně KOD. Jeho parametry jsou:
55 Rychlost šití: 5000 ot/min
Max. délka stehu: 4 mm Zdvih patky: 10 mm
6.1.3 POUŽITÉ ŠICÍ NITĚ
Jádrové šicí nitě PES/ba – COTOPOLY 100% PES nitě – UNIPOLY
Charakteristika šicích nití viz kapitola 5.2.2
6.1.4 POUŽITÉ STROJNÍ ŠICÍ JEHLY
Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě
Charakteristika strojních šicích jehel viz kapitola 5.2.3 6.1.5 ŠITÝ MATERIÁL – VZOREK
Denim, 100% bavlna, šest dílů, rozměr 156 x 16,5 cm
6.2 POSTUP EXPERIMENTU
Pro zjištění šicí schopnosti námi zvolených šicích nití byla zvolena metodika firmy Gütermann. Přesněji metoda označována pod názvem GÜTERNORM NV – 007. Vše probíhalo v šicí dílně KOD. Nebyly zde dodrženy klimatické podmínky, ale nitě byly předem klimatizovány. Použitý vzorek k experimentu se skládá z šesti dílů materiálu, sešitých na pás dlouhý 150cm. Druhá vrstva je odstřižena od obou okrajů na vzdálenost 70 cm. Šití musí být bez vln a pokroucení.
Materiál, použitý pro zkoušení pochází ze skladu KOD. Jehly a nitě jsou zaslány z příslušných firem jmenovaných v kapitole 5.2.2. a 5.2.3. Po ušití vzorku se nejprve před celým experimentem provedla kontrola šicího stroje. Správné seřízení je podmínkou přesných výsledků. Poté se při maximální rychlosti šicího stroje prošije vpřed pás v délce 150 cm.
Celkem 10 krát je proces opakován. Pokud se nit přetrhne, změří se délka ušitého stehu a pro danou nit snížíme napětí jehelní nitě. V tomto případě opakujeme pokus se snížením napětí 3 krát. Výsledné hodnoty jsou zaznamenány a poté zpracovány. V našem případě jsou výsledky znázorněny v tabulkách 8 – 11.
Obr. 13 – Průmyslový šicí stroj JUKI DDL - 5530
56 6.3 VÝSLEDKY MĚŘENÍ
Cotopoly-jádrová šicí nit PES/ba
Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě
POČET MĚŘE Í DÉLKA ŠITÍ BEZ PŘETRHU (cm) OHODNOCENÍ
1 150
1
2 150
3 150
4 150
5 150
6 150
7 150
8 150
9 150
10 150
Tabulka 8
Cotopoly-jádrová šicí nit
Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid
POČET MĚŘE Í DÉLKA ŠITÍ BEZ PŘETRHU (cm) OHODNOCENÍ
1 150
1
2 150
3 150
4 150
5 150
6 150
7 150
8 150
9 150
10 150
Tabulka 9
Unipoly – 100% PES šicí nit
Strojní šicí jehla R 34 GEBEDUR s povrchovou úpravou titan-nitrid
POČET MĚŘE Í DÉLKA ŠITÍ BEZ PŘETRHU (cm) OHODNOCENÍ
1 150
1
2 150
3 150
4 150
5 150
6 150
7 150
8 150
57
9 150
10 150
Tabulka 10
Unipoly – 100% PES šicí nit
Strojní šicí jehla R 34 v chromované úpravě
POČET MĚŘE Í DÉLKA ŠITÍ BEZ PŘETRHU (cm) OHODNOCENÍ
1 150
1
2 150
3 150
4 150
5 150
6 150
7 150
8 150
9 150
10 150
Tabulka 11
6.4 VYHODNOCENÍ EXPERIMENTU
Na základě měření šicí schopnosti nití COTOPOLY (PES/ba) a UNIPOLY (100%
PES) byly zjištěny následující výsledky.
Především, jak je zřejmé, se osvědčili všechny zvolené šicí nitě. Každou šicí nit můžeme klasifikovat na základě tabulky hodnocení v kapitole 6.1.1 známkou jedna.
Tabulka č. 8 znázorňuje průběh měření šicí nitě COTOPOLY a strojní šicí jehly s chromovanou úpravou. Stejná délka šití bez přetrhu poukazuje na fakt, že tato kombinace šicí nitě, šicí jehly a šitého materiálu za nejvyšších otáček šicího stroje spolu můžou harmonicky spolupracovat. Šicí nit má vynikající šicí schopnost. To samé můžeme říct u průběhu zbylých tří měření, které jsou znázorněny v tabulkách 9 – 11.
58 7. ZÁVĚR
Tato bakalářská práce byla zaměřena na jednu oblast z rozsáhlého celku problematiky šicích nití. A to na oděr šicí nitě v oušku jehly.
Nejprve jsme se zde seznámili s jednotlivými druhy namáhání jak šicích nití, tak strojních šicích jehel. Tato namáhání hrají v šicím procesu velkou roli z hlediska opotřebování šicích nití. Jak na nitě, tak na jehly působí při šití mnoho faktorů. Naprosté odstranění těchto vlivů není zcela možné, proto je důležité jejich zkoumání. Odhalením negativních vlivů je možné alespoň namáhání redukovat. Další částí jsme se v práci zmínili o typech šicích nití.
Na nabídkovém trhu je v současné době mnoho typů šicích nití. Liší se složením, délkovou hmotností, barvou, konečnou úpravou a mnoha dalším. V kapitole 3.1 jsem vytvořila ucelený přehled širokého sortimentu šicích nití.
Část experimentální je orientována na mechanické namáhání a zpracovatelské vlastnosti šicích nití. Z mechanického namáhání jsem se soustředila pouze na oděr šicích nití v oušku jehly. Zkoušeny byly dva typy šicích nití. 100% PES šicí nitě UNIPOLY a jádrové šicí nitě PES/ba COTOPOLY. Jehly pro tento experiment jsme zvolili o stejné jemnosti, ale různých povrchových úprav. Jsou to strojní šicí jehla R34 s povrchovou úpravou titan – nitrid a strojní šicí jehla R34 s chromovanou úpravou. K měření byl k dispozici přístroj na zkoušení oděru přízí a nití Metrimpex typ 5-27-1. V kapitole 5.2.6 jsem se už zmínila o nekvalitních podmínkách zkoušení oděru na tomto stroji. Jako řešení bych viděla úpravu stroje, tak aby byl vhodný pro zkoušení. Jelikož problém je v jeho nesmírných otřesech, třeba by stačilo připevnit stroj k železné desce nebo v krajním případě zalít do betonu, ale pokud se na stroj podíváte, nemyslím si, že tato možnost by byla vhodná. Už jen z hlediska regulace rychlosti počtu zdvihů, která se nachází v nízké poloze. V případě, že by se jednalo, např. o betonovou skříň, vyrobenou na míru, nemohly by se zase navlékat jehly. Tento problém je vhodný na zamyšlení a třeba i k vypracování nové bakalářské práce.
Pokud budeme brát výsledky měření za seriozní, můžeme pokračovat ve vyhodnocení.
Přístroj na zkoušení oděru pro příze a nitě je do jisté míry vhodný pro porovnání různých druhů nití. Nelze však na něm zcela imitovat podmínky šití. Vyplývá to i z našeho výpočtu rychlostí, kdy stroj Metrimpex pracuje při menších otáčkách rychlosti než průmyslový šicí stroj. Na přístroji je nastaven úhel, pod kterým je navedena šicí nit do jehly a tento úhel je konstantní po celou dobu měření. Přetrhavost je ale zapříčiněna hlavně změnami úhlu, který
59
svírá jehla s šicí nití. Další rozdíl oproti šicímu procesu je v tom, že při šití dochází k nesrovnatelně většímu ohřevu jehly a tím i usazování částeček v oušku jehly, což rovněž vede ke zvýšenému oděru. Zatížení nastavené na přístroji je po celou dobu měření konstantní, v praxi se během šicího procesu cyklicky mění
První zkouška proběhla s šicí nití COTOPOLY a strojní šicí jehlou GEBEDUR.
Výsledné hodnoty, grafické zobrazení a princip zkoušení nalezneme v kapitole 5. Tato kombinace nitě a jehly se v pomyslném žebříčku umístila na předposledním místě. Nejhorším výsledkem se vyhodnotilo 2. měření, kde se zkoušela šicí nit UNIPOLY a šicí jehla GEBEDUR. Z tohoto závěru musím konstatovat, že jsem na šicí jehle s povrchovou úpravou titan – nitrid, neshledala nic zvláštního. Jako nejlepší se při měření oděru nitě jevila šicí nit COTOPOLY v kombinaci s šicí jehlou v chromované úpravě. Proto bych také, podle naměřených hodnot, toto seskupení volila jako nejvhodnější volbu pro oděvní výrobu.
Jádrové šicí nitě se vyznačují lepšími vlastnostmi než polyesterové. Není to tak, ale u šicí schopnosti nitě, alespoň co se našeho experimentu týká. Vyšetření šicí schopnosti je druhá část pokusu. Tato zkouška dle firmy Gütermann probíhala se stejnými šicími nitěmi i strojními šicími jehlami jako v předcházejícím případě. Metodu jsme ověřovali na průmyslovém šicím stroji JUKI DDL – 5530. Výsledky měření jsou shodné u všech vybraných šicích nití. Neměnila fakt, ani výměna šicích jehel. Proto můžeme považovat oba typy nití jako nitě s výbornou šicí schopností.
Vhodná kombinace šicí nitě a šicí jehly má velký vliv na průběh šicího procesu. Při nesprávné volbě můžeme porušit šité dílo i zapříčinit nepřiměřené zahřívání šicí jehly.
Zahřívání jehly vede k natavování šicích a šitých materiálů vyráběných z chemických vláken v oušku jehly a tím ke zvýšenému oděru, který směřuje k přetrhu nitě. Povrchové úpravy šicích jehel by těmto negacím měly zabránit. Bohužel v našem případě se neprojevili přednosti šicí jehly GEBEDUR.
Souhra šicí nitě a šicí jehly by se neměla podceňovat. Je mnoho faktorů v šicím procesu, které jsou na ni přímo závislé. Pro další téma na bakalářskou práci bych doporučila vyzkoušet více typů nití v kombinaci se strojovými šicími jehlami a alespoň malý pokus o změnu principu zkoušecího stroje Metrimpex typ5-27-1.
