Vliv délky spojovací kličky na mechanické vlastnosti pleteniny

Vliv délky spojovací kličky na mechanické vlastnosti pleteniny

Diplomová práce

Studijní program: N3106 – Textilní inženýrství

Studijní obor: 3106T017 – Oděvní a textilní technologie Autor práce: Bc. Lucie Kybalová

Vedoucí práce: Ing. Monika Vyšanská, Ph.D.

Liberec 2017

Influence of underlap warp knitting length on fabric mechanical properties

Master thesis

Study programme: N3106 – Textile Engineering

Study branch: 3106T017 – Clothing and Textile Engineering Author: Bc. Lucie Kybalová

Supervisor: Ing. Monika Vyšanská, Ph.D.

Liberec 2017

Prohlášení

Byla jsem seznámena s tím, že na mou diplomovou práci se plně vzta- huje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tom- to případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Diplomovou práci jsem vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím mé diplomové práce a konzultantem.

Současně čestně prohlašuji, že tištěná verze práce se shoduje s elek- tronickou verzí, vloženou do IS STAG.

Datum:

Podpis:

5

Poděkování

Touto cestou bych ráda poděkovala své vedoucí diplomové práce Ing. Monice Vyšanské, Ph.D. za její odborné vedení, rady a zájem, který věnovala mé diplomové práci. Ing. Ondřeji Loudovi za pomoc při tvorbě vzorků pletenin a práci v laboratoři. Za odborné rady a cenné připomínky k tématu práce děkuji Ing. Ireně Lenfeldové, Ph.D.

V neposlední řadě také mé rodině a přátelům za jejich podporu a trpělivost nejen při psaní této práce, ale i v průběhu celého studia.

6

Abstrakt

Tato diplomová práce se zabývá vlivem délky spojovací kličky osnovní pleteniny na mechanické vlastnosti.

Rešeršní část je zaměřena na strukturu osnovní pleteniny, kterou je očko a jeho spojovací klička. Věnuje se osnovním jednolícním základním vazbám, které jsou použité v experimentu a také problematice modelování struktury osnovních pletenin.

Jsou zde popsány geometrické a mechanické vlastnosti pleteniny.

Teoretická část se zabývá modelováním očka pleteniny v maximálním deformovaném stavu při jednoosém namáhání. Sestavení modelu vede ke zjištění potřebných parametrů pletenin při jejich namáhání, které jsou potřebné pro výpočet teoretické tažnosti.

Experimentální část obsahuje výrobu osnovních pletenin s rozdílnou délkou spojovací kličky, u kterých jsou dále zjišťovány geometrické parametry. Následně je pomocí jednoosého namáhání měřena pevnost a tažnost v podélném i příčném směru.

Jsou zde porovnány hodnoty experimentálních a teoretických výsledků mechanických vlastností. Výsledky měření i modelů jsou vyhodnoceny v tabulkách a grafech.

Klíčová slova

Osnovní pletenina, očko, spojovací klička, osnovní vazby, geometrické vlastnosti, pevnost, tažnost.

7

Abstract

The thesis considers influence of underlap warp knitting length on fabric mechanical properties.

Research part concentrates on a structure of warp knitted fabrics, composed from a loop and its underlap. This part is devoted to the basic warp single face fabric patterns, and problematics of modeling structure of the warp knitting fabrics. These patterns are used in experiments. Geometrical and mechanical properties of knitting fabrics are also described here.

Theoretical part deals with modeling the loop of knitted fabrics at the maximum deformed state of uniaxial strain. Assembling the model leads to determine needed parameters knitted fabrics at their strain, which are required to calculate the theoretical breaking strain.

Experimental part contains manufacturing process of warp knitted fabrics with different underlap lengths, and discovery of its geometrical parameters. This is followed by measurements of strength and breaking strain in longitudinal and transverse direction during application of uniaxial strain. The values of experimental and theoretical results of mechanical properties are compared. Results of these measurements and models are evaluated using tables and charts.

Keywords

Warp knitted fabrics, loop, underlap, warp patterns, geometrical properties, strength, breaking strain.

8

Obsah

I. Úvod ... 13

II. Rešeršní část ... 15

1. Základní struktura pleteniny – obecně ... 15

1.1 Porovnání zátažné a osnovní pleteniny ... 15

1.1.1 Geometrie očka zátažné a osnovní pleteniny ... 16

2. Základní struktura osnovní pleteniny ... 18

2.1 Očko osnovní pleteniny ... 18

2.1.1 Spojovací klička ... 18

2.1.2 Geometrie očka osnovní pleteniny ... 19

2.1.3 Vlastnosti osnovních jednolícních pletenin ovlivňující geometrii očka 20 3. Osnovní jednolícní pleteniny ... 21

3.1 Osnovní vazby jednoduché ... 22

3.1.1 Trikot ... 23

3.1.2 Sukno ... 24

3.1.3 Podkládané sukno ... 24

3.1.4 Dvakrát podkládané sukno ... 25

4. Modelování ... 26

4.1 Podstata modelování ... 26

4.2 Klasifikace modelů pletenin ... 26

4.3 Modely vazebních prvků pletenin ... 27

4.3.1 Zjednodušující předpoklady pro modelování ... 28

4.3.2 Geometrické modely oček ... 28

4.3.3 Mechanické modely oček ... 28

5. Geometrie pletenin ... 29

5.1 Rozteč ... 29

5.2 Délka nitě v očku ... 29

5.3 Hustota pleteniny ... 30

6. Mechanické vlastnosti ... 31

6.1 Pevnost ... 31

6.2 Tažnost ... 32

6.2.1 Tahové namáhání a vliv spojovací kličky ... 34

7. Jednoosé namáhání osnovní pleteniny ... 36

9

7.1 Maximální deformace struktury v podélném směru ... 37

7.2 Maximální deformace struktury v příčném směru ... 37

8. Metody použité pro statistické zpracování dat... 38

III. Teoretická část ... 40

9. Maximální rozteč řádků ... 40

10. Maximální rozteč sloupků ... 42

IV. Experimentální část ... 44

11. Délková textilie ... 44

11.1 Měření pevnosti a tažnosti délkové textilie ... 44

11.1.1 Výsledky měření ... 44

12. Výroba vzorků ... 45

12.1 Otevřené vazby ... 47

12.2 Uzavřené vazby ... 51

13. Využití obrazové analýzy ... 55

14. Měřené a vypočítané geometrické parametry ... 56

14.1 Shrnutí geometrických parametrů pletenin ... 63

14.2 Vyhodnocení výsledků ... 64

15. Měřené a vypočítané mechanické parametry ... 65

15.1 Experimentální pevnost a tažnost ... 65

15.1.1 Příprava vzorků ... 65

15.1.2 Vlastní měření ... 65

15.1.3 Výsledky experimentální pevnosti a tažnosti ... 66

15.2 Výsledky teoretické pevnosti a tažnosti ... 70

15.3 Shrnutí mechanických parametrů pletenin ... 72

15.4 Vyhodnocení výsledků ... 75

V. Závěr ... 77

16. Seznam použité literatury ... 78

17. Přílohy ... 79

10

Seznam použitých zkratek a symbolů

A [mm] šířka očka

B [mm] výška očka

c [mm] rozteč řádků

c_s [mm] maximální rozteč řádků při jednoosé deformaci

d [mm] průměr nitě

d₀ [mm] průměr nitě původní

d_e [mm] průměr nitě experimentální d_ef [mm] průměr nitě efektivní d_t [mm] průměr nitě teoretický F_T [N] teoretická pevnost pleteniny

F_Ts [N/5cm] teoretická pevnost pleteniny ve směru sloupků FTř [N/5cm] teoretická pevnost pleteniny ve směru řádků

F_s [N/5cm] experimentální pevnost pleteniny ve směru sloupků Fř [N/5cm] experimentální pevnost pleteniny ve směru řádků

Fn [N] pevnost nitě

Hc [m^-2] celková hustota pleteniny Hs [m^-1] hustota sloupků

Hř [m^-1] hustota řádků

ks [-] směrový koeficient

k_m [-] materiálová konstanta

l [mm] délka nitě v očku

l_o [cm] délka nitě v očku bez spojovací kličky

11

l_s [mm] skutečná spotřeba nitě na jedno očko včetně spojovací

kličky

lp [mm] délka vzorku při přetrhu l0 [mm] původní (upínací) délka vzorku

l (r) [cm] délka nitě v očku včetně spojovací kličky

n [-] jehelní rozteč

no [-] počet oček v daném úseku

o_j [mm] jehelní oblouku

op [mm] platinový oblouku

r [mm] délka spojovací kličky

s [mm] stěna očka

T [tex] jemnost nitě

V [m³] objem vláken

V_c [m³] celkový objem včetně vzduchu

w [mm] rozteč sloupků

wr [mm] maximální rozteč sloupků při jednoosé deformaci xA [mm] příčný dosah spojovací kličky

α [°] úhel sklonu spojovací kličky

β [°] odklon očka

βt [°] odklon očka u vazby trikot

βs [°] odklon očka u vazby sukno

ε [%] deformace pleteniny

12

εp [%] tažnost při přetrhu

εs [%] experimentální tažnost ve směru sloupků εř [%] experimentální tažnost ve směru řádků εT [%] teoretická tažnost osnovní pleteniny εTs [%] teoretická tažnost ve směru sloupků εTř [%] teoretická tažnost ve směru řádků

μ [-] zaplnění

ρ [kg/m³] hustota vláken

ρs [g/m²] plošná hmotnost pleteniny

σ [N/5cm] napětí v pletenině

Symboly a zkratky pro statistické zpracování dat:

H hloubka pivotu V variační koeficient [%]

int celé číslo 𝑥 aritmetický průměr

n počet hodnot v souboru xD dolní pivot

P_L pivotová polosuma x_H horní pivot

RL pivotové rozpětí xi hodnoty souboru

s směrodatná odchylka µ střední hodnota

s² rozptyl 95% IS 95% interval spolehlivosti

13

I. Úvod

Osnovní pletařství je odvětvím poměrně mladším než pletařství zátažné. Zabývá se tvorbou pletenin, které se vytváří z podélné soustavy nití – z osnovy. Základním vazebním prvkem pleteniny je očko. Ke každému očku osnovní pleteniny přísluší i spojovací klička, která má velký význam pro hodnocení a rozbor osnovní vazby.

Vazby osnovní pleteniny vznikají různým kladením nití na jehly stroje. Struktura osnovní pleteniny je velmi složitá. Větší deformace (křivost) nitě, rozmanitost vazebních prvků atd. je důvodem komplikovanější struktury než u většiny ostatních plošných textilií. Důsledkem je relativně málo poznatků o této struktuře a malá propracovanost jejich modelů. Modely pletenin jako celku jsou zatím nedokonalé.

Výhodné je modelovat jednotlivé vazební prvky (např. očka) při dané vazbě pleteniny, ale i modely těchto vazebních prvků jsou neúměrné zjednodušené.

Výsledné vlastnosti pletenin lze ve velké míře ovlivnit její konstrukcí (strukturou).

Způsob provázání nití ovlivňuje celou řadu vzhledových i užitných vlastností pletenin.

Tyto vlastnosti jsou však ještě ovlivněny i dalšími parametry pleteniny jako je použitý materiál nebo hustota pleteniny.

Neodmyslitelnou součástí struktury pleteniny je její geometrie. Často se ke zjišťování geometrických vlastností pletenin používá metoda fotografování – pomocí obrazové analýzy. Běžně se zjišťují strukturální základní parametry, jako jsou hustoty (z nich vyplývají hodnoty rozteče) a délka nitě v očku.

Osnovní pleteniny vynikají především svou tažností. Mechanické vlastnosti (pevnost, tažnost) jsou závislé na vazbě pleteniny, použitém materiálu a na směru namáhání. Vlivem své tažnosti je pletenina poddajná a tvarově přizpůsobivá. Při namáhání dochází ke změně, deformaci struktury pleteniny a jejich základních parametrů (rozteče, průměr nitě). Modelování mechanických vlastností je proto založeno na zjednodušujících předpokladech, které umožní sestavení modelu, ale modely poté nejsou dostatečně přesné.

Tato diplomová práce je zaměřena na osnovní vazby jednoduché základní, které se liší délkou spojovací kličky. Všechny tyto vazby jsou upleteny na stejném stroji s použitím zvyšování odtahu s rostoucí délkou spojovací kličky. Jsou zde řešeny změny

14

geometrických vlastností v závislosti na délce spojovací kličky a také vlastnosti mechanické. Sestavením modelu při jednoosém namáhání je zjištěna teoretická tažnost osnovní pleteniny a teoretická pevnost je odvozena z již známého vztahu pro pevnost pleteniny. Jsou uvedeny předpoklady o chování pletenin při jejich mechanickém namáhání a srovnány s experimentálními výsledky práce. Sleduje se vliv délky spojovací kličky na pevnost a tažnost pomocí jednoosého namáhání ve směru sloupků i řádků.

Cílem práce je zhodnocení předpokladů a modelů mechanických vlastností s experimentálními hodnotami.

15

II. Rešeršní část

1. Základní struktura pleteniny – obecně

Pletenina vzniká vzájemným propojením jedné nebo více soustav nití tak, že nitě jsou navzájem určitým způsobem provázány pletařskou technikou, aby došlo ke vzniku plošného celistvého textilního útvaru. V tomto případě k vytvoření plošného celistvého textilního útvaru (pleteniny), na rozdíl od ostatních textilií, stačí pouze jedna nit. Za základní stavební prvek pleteniny lze považovat kličky, které svým provázáním zajišťují celistvost pleteniny [1].

1.1 Porovnání zátažné a osnovní pleteniny

Existují dva typy pletenin – zátažná a osnovní pletenina (obr. 1).

Zátažná pletenina – vytváří se z vodorovné soustavy nití (jedné nebo více), postupně v příčném směru, po řádcích, je snadno paratelná.

Osnovní pletenina – vytváří se ze svislé soustavy nití, očka se vytvářejí v podélném směru po sloupcích (celý řádek najednou). Je obtížněji paratelná [2].

Na obrázku 1 je zobrazena struktura výše popsaných pletenin.

Obr. 1 Typy pletenin [5]

Pod pojmem klička rozumíme část niti, která je stočena do určitého tvaru a je zúčastněna na struktuře pleteniny. Kličky je nutno navzájem spojit, aby vznikl souvislý textilní útvar. Očka vznikají základním spojením vzájemného provlečení kliček. Každé

16

očko má lícní a rubní stranu. Líc očka tvoří klička protažená zezadu dopředu a rub očka klička protažená zepředu dozadu [1].

1.1.1 Geometrie očka zátažné a osnovní pleteniny

Zátažná pletenina má v porovnání s osnovní pleteninou jednodušší geometrii očka.

Určení tvaru očka u osnovní pleteniny je obtížnější, protože představuje nesymetrický útvar.

Rozlišujeme tyto části očka (obr. 2):

 Jehelní oblouk oj – při pletení se dotýká jehly, je to horní část očka spojující stěny očka,

 Platinový oblouk op - při pletení je ve styku s platinou, jde o spodní část očka spojující stěny,

 Stěny s - spojují platinové a jehelní a oblouky.

Obr. 2 Geometrie očka zátažné (vlevo) a osnovní (vpravo) pleteniny [1]

Platinový oblouk se jeví jinak u zátažných a jinak u osnovních pletenin. U zátažných pletenin je platinový oblouk přímou spojnicí dvou sousedních oček. Polovina platinového oblouku z každé strany pak tedy náleží ke každému očku. Rozměrově i tvarově jsou pak tyto platinové oblouky stejné. U osnovních pletenin je tomu jinak.

Každému očku tam přísluší dva samostatné platinové oblouky op1 a op2. Navíc je u osnovních pletenin téměř každé očko provázeno spojovací kličkou r, která spojuje dvě očka návazně za sebou pletená v následujících řádcích [1].

17 Mimoto rozlišujeme ještě další parametry očka:

 šířka očka A - je obecně definována jako vzdálenost středů odpovídajících si platinových oblouků dvou sousedních oček v řádku,

 výška očka B - je vzdálenost středů jehelních (platinových) oblouků dvou sousedních oček,

 délka očka l - je délka niti, která přísluší jednomu očku. Do délky očka je tedy zahrnuta délka jehelního oblouku, dvou stěn, příslušné části platinových oblouků a u osnovních pletenin ještě délka spojovací kličky [1].

Spotřeba nitě na jedno očko je používaný technologický parametr, který musíme rozlišovat od délky očka. Udává nám spotřebu nitě na jedno očko pleteniny. Spotřeba nitě a délka očka jsou totožné za předpokladu, že se plete hladká pletenina a nenastane délková změna nitě při podávání. Když pletenina obsahuje i jiné vazební prvky, pak spotřeba nitě znamená délku nitě vztaženou na jeden vazební prvek (významově jedno očko), ale očko v pletenině má jinou délku než ostatní vazební prvky [1].

 Vazný bod – je definován jako styk nití různých oček nebo kliček. Čtyři vazné body má samotné očko se sousedním očkem předcházejícího řádku a čtyři vazné body s očkem v řádku následujícím. Další vazné body má očko osnovní pleteniny příslušné spojovací kličky. Při zjišťování deformačních vlastností pletenin a při sledování silových poměrů má význam právě vazný bod, kdy dochází k přesunům nitě ve vazných bodech [1].

Při styku s předcházejícím očkem (obr. 3a,b) má čtyři vazné body také každé očko běžné osnovní pleteniny, ale pouze jeden vazný bod a jedno obtočení nitě najdeme u typu vazby na obr. 3c, tedy nikoli bodový styk. Klička, která přísluší jinému očku, se může také dotýkat stěn očka [1].

Obr. 3 Vazné body [1]

18

2.

Základní struktura osnovní pleteniny

Očko osnovní pleteniny se skládá z jehelního oblouku oj, dvou stěn s a dvou platinových oblouků o_p1 a o_p2 (obr. 4). U osnovní pleteniny jsou dva samostatné platinové oblouky pro každé očko a podle celkové vazební struktury pleteniny jsou jejich velikosti i tvary různé. Dvě očka na sebe navazují těmito platinovými oblouky přes spojovací kličku r, která obě očka spojuje (výjimkou je keprová vazba) [1].

a) otevřené očko b) uzavřené očko

Obr. 4 Tvary oček [1]

Kde xA je příčný dosah spojovací kličky a B je výškové přesazení spojovací kličky.

2.1.1 Spojovací klička

Spojovací klička má velký význam pro hodnocení a rozbor osnovní vazby. Spojuje dvě očka výborně na sebe navazující, přísluší tedy každému očku, a tím je i součástí vazby pleteniny. Za předpokladu, že spojovací klička vytváří přímku, má přibližně velikost a směr podle výškového přesazení B a příčného dosahu xA. Spojovací klička přechází ve svislém směru téměř vždy do dalšího řádku, ale výškové přesazení B může být větší při napojení na další očko až v některém dalším řádku. Délka příčného dosahu xA závisí na velikosti kladení a je přibližně dána celým násobkem šířky očka. Úhel α (obr. 4) nemůže klesnout na nulu, ale může dosáhnout až hodnoty 90° [1].

19

U většiny běžných osnovních jednolícních pletenin tvoří spojovací klička, podle své polohy a délky, vzhled rubní strany pleteniny (obr. 5), a nikoli očka, která jsou spojovacími kličkami zcela zakryta. Z toho důvodu se často rubní strana osnovní pleteniny používá pro konfekční zpracování jako strana lícní a vzhled pleteniny se tak tvoří spojovacími kličkami. Spojovací klička má však nepřímo vliv i na vzhled lícní strany pleteniny a ovlivňuje také její vlastnosti [1].

Obr. 5 Spojovací kličky [1]

Překrytí oček spojovací kličkou bude tím větší, čím menší je úhel α (viz obr. 4), je tedy závislé také na výšce očka (hustotě). Návaznost oček na sebe, a tím i velikost a směr spojovací kličky jsou dány kladením niti na jehly [1].

2.1.2 Geometrie očka osnovní pleteniny

V porovnání se zátažnou pleteninou je geometrie očka osnovních pletenin složitější a variabilnější; očko je v tomto případě útvar nesymetrický, a tím je také obtížněji definovatelný. Geometrie očka je v daleko větší míře ovlivněna mechanicko- fyzikálními vlastnostmi použité nitě. Tyto vlastnosti jsou podstatně jiné než vlastnosti nití, které se používají v zátažném pletení. Použité nitě u osnovního pletení se projevují daleko více svou ohybovou tuhostí vzhledem k malým rozměrům očka. Ohybová tuhost do značné míry ovlivňuje tvar očka a celkovou strukturu pleteniny. Velká ohybová tuhost nití podmiňuje vznik vnitřní energie ve struktuře pleteniny, která se mění na deformační práci. Tyto skutečnosti jsou dále ovlivněny nebo úplně změněny úpravárenským procesem, kterým režná pletenina prochází. V osnovním pletení se zpracovávají převážně syntetické materiály a pletenina prodělává fixační proces obyčejně ještě v deformovaném stavu (natažení do šířky, protažení do délky). Tím se

20

zafixuje nový tvar oček a také nové vlastnosti pleteniny, které se dají předem obtížně stanovit. Z toho vyplývá, že veškeré teoretické úvahy vycházející z geometrické struktury pleteniny mají omezenou platnost a je třeba opírat se spíše o experimenty a aplikace [1].

2.1.3 Vlastnosti osnovních jednolícních pletenin ovlivňující geometrii očka

Je dán předpoklad, že spodní část očka je asymetrická s různými tvary platinových oblouků, kdežto horní část očka, tj. jehelní oblouk a stěny, je symetrická. Vlivem tuhosti niti vznikne v platinových obloucích různá vnitřní energie, která se bude snažit očko deformovat tak, aby se vnitřní energie vyrovnaly. Touto deformací dochází k odklonům oček o úhel β (obr. 6) [1].

Z tohoto pohledu můžeme očka rozdělit do dvou skupin:

a) Skupina oček, která mají předcházející a následnou spojovací kličku na opačných stranách očka (obr. 6a). Zde bude odklon očka, daný úhlem β, menší, protože očko navazuje na další očko s opačnou tendencí deformace.

b) Skupina oček, která mají obě spojovací kličky na stejné straně očka (obr. 6b). Projeví se různý poloměr křivosti platinových oblouků a dojde k odklonění očka [1].

Obr. 6 Sklon oček osnovní pleteniny [1]

21

3. Osnovní jednolícní pleteniny

U osnovních pletenin vzniká z velkého počtu nití celý řádek oček najednou. Způsob kladení nití na jehly osnovního stroje je rozhodující pro vznik vazby. Na obrázku 7 jsou znázorněny čtyři varianty kladení nití na jehly s odpovídajícími formami oček [3].

Obr. 7 Varianty oček osnovních pletenin [3]

U obrázku 7a, b z oček vycházejí spojovací kličky v jednom směru, u obr. 7c, d vždy jedna spojovací klička směřuje vpravo a druhá vlevo. Vlivem deformačních sil v nitech budou očka a, b zešikmená, a očka c, d si zachovají přibližně svislý tvar. Očka a, d vznikla otevřeným kladením, očka b, c uzavřeným.

Kladení můžeme rozdělit z hlediska většího počtu řádků na [4]:

 přímé (nit je kladena v jednotlivých řádcích stále na stejnou jehlu),

 střídavé (nit se klade střídavě na jednu a v dalším řádku na jinou jehlu),

 postupné (nit se klade postupně alespoň dvakrát z jedné jehly na druhou a na další v jednom směru).

Kladecí přístroje zajišťují kladení nití na stroji. Obsahuje soustavu pevně spojených kladecí jehel, ve kterých jsou navlečené nitě. Jeden kladecí přístroj tedy klade jednu nit na každou pletací jehlu stroje, všechny kladené nitě budou mít stejné provázání. Návlek znamená označení pro navlečené a nenavlečené kladecí jehly přístroje (tj. označení použitých a chybějících nití ve vazbě). Při plném návleku jsou nitě navlečené na všech kladecích jehlách a tudíž jsou kladeny na všechny pletací jehly stroje. U neúplného návleku některé nitě chybí [3].

22 3.1 Osnovní vazby jednoduché

Osnovní hladkou jednolícní pleteninu nelze definovat, proto jsou vymezeny určité vazby, které se označují jako základní a jejich použití, bez dalších vazebních změn, odpovídá přibližně termínu hladká pletenina. Na rozdíl od většiny ostatních osnovních jednolícních pletenin jsou pleteniny se základní vazbou tvořené z jedné soustavy nití.

Každé očko je tvořeno pouze z jedné niti. Pleteniny se základní vazbou se označují jako jednoduché, tzn. očko je tvořeno z jedné niti.

Jednoduché vazby jsou rozděleny do druhů vazeb základních a vzorových, protože očko lze vytvořit z jedné niti použitím složitějšího kladení nebo z více soustav nití [1].

Vazby základní se realizují pomocí:

 přímého kladení (jedná se o vazbu řetízek),

 střídavého kladení (trikot, sukno, podkládané sukno, dvakrát podkládané sukno),

 postupného kladení (vzniká vazba atlas) [3].

Obr. 8 Vazby s přímým (a, b, c) a postupným kladením (d) [5]

(a - řetízek otevřený, b - řetízek uzavřený, c - řetízek dvouočkový, d - otevřený a uzavřený atlas)

23 Vazby základní vzniklé pomocí střídavého kladení:

3.1.1 Trikot

Za prvotní lze označit vazbu s názvem trikot, protože je to nejjednodušší vazba, se kterou lze dosáhnout souvislé osnovní pleteniny. Osnovní pleteninu tvoříme kladením osnovní nitě, které se musí posouvat. U trikotové vazby posouváme vždy na sousední jehlu. Jedná se o nejmenší posuv. Je to tedy vazba se střídavým kladením na dvě sousední jehly [6]. Kladení může být otevřené, uzavřené nebo kombinací obou a je nutný plně navlečený kladecí přístroj. Pletenina s trikotovou vazbou má charakter sítě z kosočtverců, ve kterých dvě strany tvoří zešikmená očka a dvě strany spojovací kličky. Zlom obou kliček je jednostranný a dojde k odklonu oček o úhel βt. Zešikmení oček způsobuje zvětšení hustoty řádků a zmenšení hustoty sloupků. Zvláštní struktura ovlivňuje také vlastnosti této pleteniny. Trikotová vazba je velmi tažná s malou elasticitou a má hrubý omak. Je snadno paratelná [1].

Obr. 9 Trikot [1]

Posuvem střídavého trikotového kladení o další rozteče vznikají odvozené vazby, které se liší pouze rozsahem kladení. Takové vazby se nazývají podkládané [1].

24 3.1.2 Sukno

Sukno je nejbližší odvozená vazba od trikotu s posuvem kladení o jednu rozteč. Vzniká tedy střídavým kladením na druhé sousední jehly. Každé očko je z rubu překryto jednou spojovací kličkou, pletenina je tím plnější, ztrácí síťovitý charakter a je méně paratelná.

Očko se zde natočí o úhel βs, aby se vyrovnaly vnitřní síly. Z praxe je známo, že tento úhel natočení je menší než u trikotu (βs < βt) [1].

Obr. 10 Sukno [1]

3.1.3 Podkládané sukno

Nazývá se také satén. Kladení se posouvá znovu o jednu rozteč. Klademe tedy na třetí sousední jehlu. Překrytí oček spojovacími kličkami se zvětšuje úměrně se zvětšením kladení. U této vazby překrývají jedno očko dvě spojovací kličky [1].

Obr. 11 Podkládané sukno [1]

25 3.1.4 Dvakrát podkládané sukno

Neboli také samet. U sametové vazby klademe osnovní nit na čtvrtou sousední jehlu.

Nyní jedno očko překrývají tři spojovací kličky [1].

Obr. 12 Dvakrát podkládané sukno

Popis stroje Rius Minitronic

U pletení jednoduchých základních osnovních vazeb, při kladení nití pouze na jedno lůžko, je možné použít dvoulůžkový rašlový stroj. Jedním takovým strojem je dvoulůžkový rašlový stroj Rius Minitronic (obr. 21), který má pracovní šířku 812mm, dělení stroje je 12E (tzn. 12 jehel na jeden anglický palec, 1 anglický palec = 2,54cm).

Součástí stroje je šest elektronicky ovládaných kladecích lišt, dvě lůžka s uzavíracími platinami, elektronický navrhovací systém vazeb a osnovy lze přivádět buď z osnovních válů nebo cívečnice [7].

26

4. Modelování

Tato kapitola bude zaměřena na obecná hlediska modelování.

4.1 Podstata modelování

Modelování [3] patří k všeobecně používaným metodám poznání. Člověk je schopen vytvořit si představu o určitém jevu objektivní reality vždy jen na úrovni, odpovídající historicky danému stupni lidského vědění. Tato představa, i když může být velmi komplikovaná, se s popisovaným jevem neztotožňuje, pouze ho popisuje, a to zpravidla jenom z některých hledisek a s danou omezenou přesností. Za model pleteniny budeme považovat právě tuto naši představu o pletenině, která ji popisuje jen z některých hledisek a přitom zjednodušeným a tudíž i nepřesným způsobem.

Na stav pleteniny a jejích strukturálních prvků (oček apod.) má vliv neomezené množství proměnných faktorů. Je to např. velmi komplikovaný soubor technologických podmínek pletení a úpravy textilie, deformační i ostatní vlastnosti zpracovávaného materiálu apod. Postihnout všechny proměnné veličiny s absolutní přesností není možné a ani účelné. Každé očko pleteniny má svoji individuální formu a bylo by zbytečné snažit se popsat každé očko skutečné pleteny zvlášť. Vytváření modelů proto je a v budoucnosti bude jediným možným způsobem poznávání vztahů mezi závisle a nezávisle proměnnými parametry pleteniny, a také vztahů mezi těmito parametry a vlastnostmi pleteniny [3].

4.2 Klasifikace modelů pletenin

Modely mohou mít řadu různých forem. Nejdůležitější formou modelování je matematická formulace modelových vztahů, která je v praxi nejsnáze použitelná.

V rámci modelu je nutné zjednodušující předpoklady přesně formulovat, protože model nepopisuje skutečnost přesně, ale jen zjednodušeným způsobem. Modely mohou mít z hlediska textilie vnitřní charakter, mohou z hlediska některých vybraných parametrů a s omezenou přesností popisovat strukturu, nebo mohou mít vnější charakter, mohou popisovat vlastnosti pleteniny. Struktura a vlastnosti textilie jsou jen dva pohledy na tutéž realitu a jsou proto od sebe neoddělitelné [3].

27 Rozdělení modelů [3]:

Způsob 1. vychází ze zkoumání vnitřní struktury pleteniny. Patří sem především modely mechanické, chápající pleteninu jako těleso s působícími vnitřními nebo vnějšími silami. Mechanické modely jsou schopny proniknout do struktury pleteniny hluboko, ale jsou velmi komplikované.

Způsob 2. je charakterizován opačným přístupem. Nejprve je zkoumána jevová stránka pleteniny, její vlastnosti. Teprve na základě projevu pleteniny usuzujeme na její strukturu a vytváříme modely, které mohou být z hlediska uplatnění vlastností vyhovující. Od skutečné podstaty pleteniny se ale mohou diametrálně lišit.

Způsob 3. zkoumá a modeluje pouze vlastnosti pleteniny, abstrahuje od vnitřní stránky pleteniny. Vlastnosti jsou zjišťovány experimentálně a modelovány pouze matematickými metodami.

Rozdíl mezi vnitřním a vnějším pohledem na pleteniny není přesně ohraničený, často je obtížné rozhodnout, zda se konkrétní model týká více struktury nebo vlastností.

4.3 Modely vazebních prvků pletenin

Modelovat pleteninu jako celek by bylo velmi obtížné. Proto je využíváno skutečnosti, že se pletenina skládá ze základních vazebních prvků a modelovány jsou jen tyto strukturální elementy.

U složitějších vazeb není možné strukturu postihnout jen jedním vazebním prvkem, je nutné se zabývat určitým seskupením několika vazebních prvků. Tomuto seskupení, které se v pletenině v obou směrech pravidelně opakuje, se říká střída vazby [3].

Modely vazebních prvků, které se v literatuře vyskytují, se často skládají z těchto částí:

 specifikace zjednodušujících předpokladů. Je zde vysloven soubor podmínek, za kterých model platí a předpoklady, které sice zkreslují výsledek, ale které byly nutné pro řešitelnost úkolu,

 určení tvaru osy nitě v očku nebo v jiném vazebním prvku,

28

 určení délky nitě ve vazném prvku podle definovaného tvaru (zpřesnění křivky).

Tím je teprve do modelu zahrnuta nepostradatelná nezávisle proměnná veličina l (délka nitě ve vazném prvku) [3].

4.3.1 Zjednodušující předpoklady pro modelování

Při zjednodušení výpočtu délky nitě v očku je předpokládáno, že [8]:

 model očka je zaveden jako dvourozměrný a tvar všech oček v pletenině je stejný,

 deformace délkové textilie v podélném směru je zanedbána,

 nestejnoměrnost nitě je zanedbána,

 zaplétaná niť má válcový tvar kruhového průřezu a její průřez se po zapletení zachovává,

 původní průměr nitě d0 není konstantní, ale je za něj považován,

 dotyk nití je v jednotlivých překříženích považován za jednobodový.

4.3.2 Geometrické modely oček

Tyto modely mají zpravidla spekulativní charakter. Na základě vizuálního pozorování jsou jednotlivé úseky očka nahrazovány jednoduchými geometrickými křivkami. Mezi dnes už klasické geometrické modely patří modely prof. Dalidoviče [3].

4.3.3 Mechanické modely oček

Tyto modely vycházejí zpravidla z teorie pružnosti a dívají se na pleteninu jako na mechanické těleso. Pletenina je chápána jako útvar vytvořený z nitě o určitých vlastnostech deformace této nitě pomocí silového působení. Početní řešení těchto modelů je velmi náročné a zatím je reálné jenom při aplikaci takových zjednodušujících předpokladů, které odporují skutečnosti. Mechanické modely však mají nejblíže ke skutečné podstatě textilie jako fyzikálního útvaru. Matematické řešení může být prováděno formou vektorové analýzy pomocí sil a momentů, vyskytly se ale i pokusy o skalární rozbor, založený na zkoumání obsahu deformační energie [3].

29

5. Geometrie pletenin

Geometrie pletenin se zabývá otázkami velikostí, tvarů, proporcí a vzájemných vztahů obrazců a útvarů. Geometrické vlastnosti pletenin lze měřit pomocí obrazové analýzy.

Popis obrazové analýzy

Jedná se o programový systém vyvinutý pro pořizování a ukládání obrazů, interaktivní měření geometrických vlastností plošných textilií (vláken, přízí i netextilních materiálů). Systém umožňuje archivaci obrazů i jejich zpracování. Skládá se z mikroskopu, makroskopu, kamery (obr. 38) a PC se softwarem NIS-Elements [7].

K nejčastěji sledovaným geometrickým parametrům pleteniny patří:

5.1 Rozteč

Rozteč sloupků w – jedná se o vzdálenost středů platinových oblouků dvou sousedních oček v řádku:

𝑤 =

𝑠 [m⁻¹] [mm]. (5.1)

Rozteč řádků c – je dána vzdáleností středů jehelních oblouků dvou sousedních oček ve sloupku:

𝑐 =

ř [m⁻¹]

5.2 Délka nitě v očku

Jde o nejdůležitější nezávisle proměnnou veličinu procesu pletení. Délky nití v různých vazebních prvcích můžeme zjišťovat teoreticky pomocí modelů nebo experimentálně.

Praktické uplatnění má délka nitě v očku včetně spojovací kličky [3].

30

Uvažujeme-li klasickou geometrickou představu očka z jednotlivých částí, pak bude délka očka osnovní pleteniny:

𝑙 = 𝑜

+ 2𝑠 + 𝑜

+ 𝑜

+ 𝑟

oj – délka jehelního oblouku [mm], s – délka stěny očka [mm],

op – délka platinového oblouku [mm], r – délka spojovací kličky [mm].

5.3 Hustota pleteniny

Pro pleteniny je jednou z nejdůležitějších vlastností hustota, protože se dá technologicky snadno ovlivnit a je výsledkem způsobu výroby a základních technologických parametrů. Hustota je vlastnost, která ve velké míře ovlivňuje také vlastnosti další (např. mechanické vlastnosti) [1].

Hustota pleteniny je vyjádřena vztahem:

𝐻

= 𝐻

. 𝐻

kde: H_c – celková hustota pleteniny, tj. počet oček na čtverečný metr [m^-2], H_s – hustota sloupků, tj. počet sloupků pleteniny na metr [m^-1], Hř – hustota řádků, tj. počet řádků pleteniny na metr [m^-1].

31

6. Mechanické vlastnosti

Pevnost pleteniny je síla potřebná k přetržení při mechanickém namáhání. Rozlišujeme pevnost směrovou a plošnou podle charakteru jejího namáhání. U pevnosti směrové je zatížení jednosměrné (ve směru řádku nebo sloupku), a u pevnosti plošné je pletenina namáhána všemi směry. Pevnost pleteniny je dána zatížením [N], potřebným k přetržení daného vzorku [1].

Pro směrovou experimentální pevnost je ve směru řádků Fř a sloupků F_s stanoven vzorek (obr. 13):

Obr. 13 Tvar vzorku pro zjišťování pevnosti a tažnosti (mm)

Šířka zkušebního vzorku je 50 mm a délka je 200 mm, upínací délka je 100 mm. Tvar vzorku je podle normy ČSN EN ISO 13934-1.

Teoretická pevnost osnovní pleteniny FT se vyjadřuje součtovou pevností všech nití, které odolávají přetržení. Je dána vztahem pro pevnost pleteniny ve směru sloupků FTs a ve směru řádků FTř :

𝐹

= 𝐹

. 𝐻

. 𝑘

Hs,ř - jsou hustoty sloupků a řádků [m^-1],

ks - je směrový koeficient, který vyjadřuje počet namáhaných nití v očku (ve směru sloupků je roven 3, ve směru řádků 1) [9].

32 6.2 Tažnost

Tažnost je nejcharakterističtější vlastností pleteniny a v mnoha případech také ovlivňuje použití pro dané výrobky. Vlivem své tažnosti je pletenina poddajná a tvarově přizpůsobivá. Tažnost se obecně definuje jako schopnost materiálu měnit svůj tvar vlivem vnějších zatěžovacích sil ve směru jejich působení. Je výrazně závislá na druhu vazby [1].

Podle normy ČSN 80 0700 je tažnost dána prodloužením vzorku při přetržení a vyjádřeném v procentech upínací délky. Tažnost směrová je ve směru sloupků a řádků dána vztahem:

𝜀

𝑙0

. 100

kde:

ε

l

l

Deformační křivkou (obr. 14) lze nejlépe popsat pevnost a tažnost v závislosti na napětí a deformaci.

Obr. 14 Deformační křivka pleteniny [5]

Kde:

ε

33

Deformační křivka je velmi nelineární. Skládá se ze čtyř částí. První tři jsou části hlavní a část čtvrtá není již zajímavá, neboť je pletenina znehodnocená (došlo k destrukci pleteniny) [5].

1. část – působí zde velmi malé napětí, ale pletenina se značně deformuje. Nitě se po sobě posouvají ve vazných bodech a mění se geometrie nitě (oček).

2. část – strmost křivky se zvětšuje a je zde výraznější než v části 1. a 3.

Deformuje se průřez nitě zapříčiněný posuven nití po sobě – do kontaktu se dostaly sousední vazné body.

3. část – působí zde již značné napětí. Bylo dosaženo maximální změny geometrie nitě a posuvu ve vazných bodech. Vzniká podélná deformace (tažnost) nitě.

4. část – začíná destrukce pleteniny. Trvalé deformace – přetržení zkoumaného vzorku [5].

Směrová tažnost je dána orientací jednotlivých úseků nití, které se účastní na struktuře pleteniny. Z obrázku 15 je patrné, že při změně délky spojovací kličky bude menší úhel α a naopak zvětšovat se bude úhel β. Čím menší úhel bude svírat úsek niti se směrem sledování tažnosti (úhel α pro příčný směr, úhel β pro podélný směr), tím menší bude jeho přesun do tohoto směru a tím menší bude i tažnost pleteniny [1]. Tažnost ve směru sloupků by tedy měla růst spolu s délkou spojovací kličky a tažnost ve směru řádků by měla klesat s delší spojovací kličkou.

Obr. 15 Předpokládaný vliv změny délky spojovací kličky na tažnost pleteniny [1]

34 Měření pevnosti a tažnosti pletenin

Měření pevnosti a tažnosti je realizováno na trhacích přístrojích, kde je podstatou zkoušky působení síly na testovaný vzorek až do jeho přetrhu. Takový přístroj je Testometric M350-5CT. Jedná se o stolní, dvou sloupový, počítačem řízený univerzální zkušební stroj pro zkoušky materiálů v tahu, tlaku, ohybu, cyklickém namáhání, lpění, adheze, střihu, tvrdosti a zkoušení pružin. Stroj se vyznačuje moderní a funkční konstrukcí, nejnovější řídící elektronikou a vysokou kvalitou zpracování. Stroj je řízen pomocí moderního software Wintest Analysis pracující pod operačním systémem Windows. Software je plně konfigurovatelný a lze nastavit jednoduché i složitější vícestupňové zkušební metody [7].

Podstata zkoušky na Testometric M350-5CT

Samotné testování spočívá v upevnění vzorku mezi dvě čelisti. Dolní čelist je pevná, horní čelist je připevněna k pohyblivému příčníku. Horní čelist se postupně odtahuje od spodní, čímž působí na testovaný vzorek stále vyšší silou až do přetrhu testovaného vzorku.

6.2.1 Tahové namáhání a vliv spojovací kličky

Vzrůstající délka spojovací kličky r má vliv na textilní morfologii [10].

Délka nitě v celém očku je určena délkou nitě v očku l_o a délkou spojovací kličky r:

𝑙 𝑟 𝑐𝑚 = 𝑙

+ 𝑐

+ 𝑛

. 𝑤

c – rozteč řádků [cm], kde

𝑐 =

ř [𝑐𝑚⁻¹] , w – rozteč sloupků [cm], kde

𝑤 =

𝑠 [𝑐𝑚⁻¹],

n - jehelní rozteč, pro trikot n=1, sukno n=2, podkládané sukno n=3, dvakrát podkládané sukno n=4.

(6.3)

(6.4)

(6.3)

(6.5)

(6.3)

35 Takže můžeme rovnici následně přepsat do tvaru:

𝑙 𝑟 𝑐𝑚 = 𝑙

+

𝐻_ř

2

+ 𝑛

𝐻_𝑠 2

Pro trikot je úhel mezi směrem sloupků a spojovací kličkou přibližně 45°. Při tahovém namáhání ve směru sloupků i ve směru řádků se spojovací kličky orientují co možná nejvíce do směru namáhání (působení síly), tj. rotace spojovacích kliček. Z toho důvodu je prodloužení ve směru sloupků i řádků stejné.

Čím delší je spojovací klička, tím větší bude prodloužení ve směru sloupků, ale menší ve směru řádků. Bude docházet ke zvětšování úhlu mezi spojovací kličkou a směrem sloupků a zmenšovat se bude úhel mezi spojovací kličkou a směrem řádků.

Tažnost bude závislá hlavně na délce spojovací kličky [10].

Na obrázku 16 je uvedena teoretická závislost tažnosti osnovní pleteniny na délce spojovací kličky a směru namáhání (sloupek, řádek) [10].

Z obrázku 16 je patrné, že při zvětšující se délce spojovací kličky poroste tažnost ve směru sloupků, ale tažnost ve směru řádků bude klesat.

Obr. 16 Teoretická závislost tažnosti osnovní pleteniny [10]

(6.6)

36

7. Jednoosé namáhání osnovní pleteniny

Při namáhání dochází ke změně, deformaci struktury pleteniny a jejich základních parametrů (rozteč sloupků w, rozteč řádků c, průměr nitě d). Nit se posouvá v jednotlivých vazných bodech tak, aby nastalo zvětšení velikosti (šířky nebo výšky) strukturální jednotky ve směru působících sil [8].

 Jednoosá tažnost v podélném a příčném směru [8]

Pro určení tažnosti platí:

1) ls = konstantní, - nit je považována za tuhou,

- délka nitě v očku se nemůže nikam ztratit, proto je konstantní ve všech stavech, 2) d → def,

- průměr nitě se při deformaci změní na efektivní průměr nitě, tzn. velikost průměru průřezu v deformovaných stavech je totožná s efektivním průměrem nitě [8].

Efektivní průměr nitě je dán vzdáleností těžišť polokružnic, které tvoří dvě provazující nitě, tj. vztahem [11]:

𝑑

=

3𝜋

. 𝑑

Pro směrovou tažnost je rozhodující změna rozteče sloupků (w→wr) a řádků (c→cs), (index r odpovídá maximální možné deformaci ve směru řádků, index s ve směru sloupků) [11], takže pro maximální teoretickou tažnost εT ve směru sloupků εTs a řádků ε_Tr bude platit:

𝜀

=

.100 𝜀

=

.100

(7.1)

(7.2) (7.3)

37

7.1 Maximální deformace struktury v podélném směru

V důsledku působení tahových sil v nitích při jednoosé deformaci pleteniny v podélném směru (směr sloupků) se očko více napřimuje, zmenšuje se sklon očka a spojovací kličky, jejíž případný obloukovitý tvar se mění na přímý (obr. 17). Tímto přeskupení se dosáhne jiných rozměrů očka, hlavně zvětšením rozteče řádků c, a tím i protažením struktury [8].

Obr. 17 Jednoosá podélná deformace struktury uzavřeného trikotu (vlevo) [8] a dvakrát podkládaného sukna (vpravo)

7.2 Maximální deformace struktury v příčném směru

Struktura pleteniny je postupně ovlivněna působením tahové síly při namáhání pleteniny ve směru řádků. Téměř všechna nit se přesune z oček do spojovacích kliček (obr. 18). Výrazně se mění hodnota rozteče sloupků w. Tvar očka se přibližuje kruhovému a spojovací klička dosahuje své maximální délky [8].

Obr. 18 Jednoosá příčná deformace struktury trikotu [8]

38

8. Metody použité pro statistické zpracování dat

 Statistické zpracování dat pro n > 20 PRŮMĚR

Aritmetický průměr 𝑥 je definován jako součet všech hodnot xi, vydělený celkovým počtem hodnot v souboru n [12]. Pro jeho výpočet platí:

𝑥 = ¹_𝑛 ^𝑛_𝑖=1𝑥_𝑖

ROZPTYL

Rozptyl s² se definuje jako průměr druhých mocnin odchylek od aritmetického průměru.

Platí zde vztah:

𝑠² = _𝑛−1^{1 𝑛}_𝑖=1(𝑥_𝑖 − 𝑥 )²

SMĚRODATNÁ ODCHYLKA

Jedná se o druhou odmocninu z rozptylu:

𝑠 = 𝑠² VARIAČNÍ KOEFICIENT

Obsahuje v sobě jak charakteristiku polohy (průměr), tak variability (směrodatná odchylka) [12]. Vyjadřuje se v procentech.

𝑉 = 𝑠 𝑥 .100 95% INTERVAL SPOLEHLIVOSTI

Představuje rozsah hodnot pro střední hodnotu základního souboru. Střední hodnota leží uprostřed tohoto rozsahu. Interval spolehlivosti se určuje z hladiny významnosti α a ze směrodatné odchylky. Koeficient nabývá hodnoty α=0,05 pro 95% IS. 95% IS tedy znamená, že s 95% jistotou leží průměrná hodnota v tomto intervalu [12]. Platí:

95% 𝐼𝑆 = 𝑥 ± 𝑡₁₋^𝛼

2(𝑛 − 1) _𝑛^𝑠 kde t je tabulková hodnota studentova rozdělení [12].

(8.1)

(8.2)

(8.3)

(8.4)

(8.5)

39

 Analýza malých výběrů - Hornův postup pro 4 ≤ n ≤ 20 Postup je založený na pořádkových statistikách [12].

Vychází se z hloubek pivotů. Hloubka pivotu je:

𝐻 = ^𝑖𝑛𝑡

𝑛 +1 2 2

nebo

𝐻 = ^𝑖𝑛𝑡

𝑛 +1 2 +1 2

podle toho, které číslo vyjde celé.

Dolní pivot je potom x_D = x_(H) a horní pivot x_H = x_(n+1-H).

Odhadem parametru polohy je pivotová polosuma 𝑃_𝐿 = ^{𝑥𝐷+ 𝑥}₂ ^𝐻 a odhadem parametru rozptýlení je pivotové rozpětí 𝑅_𝐿 = 𝑥_𝐻 − 𝑥_𝐷. Variační koeficient poté bude 𝑉 = ^𝑅_𝑃^𝐿

𝐿 .100%.

Pro 95% Interval spolehlivosti střední hodnoty µ platí:

𝑃_𝐿− 𝑅_𝐿𝑡_𝐿,0,975 𝑛 ≤ µ ≤ 𝑃_𝐿+ 𝑅_𝐿𝑡_𝐿,0,975(𝑛).

(8.6)

(8.7)

(8.8) (8.9) (8.10)

(8.11)

40

III. Teoretická část

Tažnost pletenin je možné stanovit teoreticky na základě modelů oček. Pro zjištění maximální teoretické tažnosti pletenin podle vztahů 7.2 a 7.3 je podstatné znát maximální rozteč sloupků wr a maximální rozteč řádků cs při jednoosé deformaci.

Nejprve je důležité stanovit si délku nitě v jednotlivých úsecích očka při deformaci v podélném i příčném směru.

9. Maximální rozteč řádků

Při deformaci v podélném směru se mění rozteč řádků c na maximální rozteč řádků cs. Podle geometrické konstrukce očka na obrázku 19 můžeme obecně definovat délku nitě v očku při deformaci v podélném směru jako délku jehelního oblouku, dvou stěn a spojovací kličky.

𝑙 = 𝐴𝐶 + 𝐶𝐷 + 𝐷𝐴 + 𝐴𝐵

Obr. 19 Model maximální deformace očka v podélném směru

(9.1)

41

Předpokládáme, že stěna očka AC i DA je v deformovaném stavu rovna cs tzn.

maximální hodnotě rozteče řádků při jednoosém namáhání. Délka jehelního oblouku je polovina kružnice o průměru 2def a délka spojovací kličky AB bude dále značena jako r, pak rovnici 9.1 můžeme zapsat do následujícího tvaru:

𝑙_𝑠 = 2𝑐_𝑠+ 𝜋𝑑_𝑒𝑓 + 𝑟,

kde: l_s – skutečná délka nitě v celém očku,

c_s – maximální hodnota rozteče řádků při jednoosém namáhání, zároveň délka stěny očka,

πdef – délka jehelního oblouku, def – efektivní průměr nitě, r – délka spojovací kličky.

Ze vzorce 9.2 pak maximální délka rozteče řádků cs při podélném namáhání bude:

𝑐_𝑠 = 𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 − 𝑟 2

Zatím neznámou délku spojovací kličky r zjistíme z pravoúhlého trojúhelníka ABS z obrázku 19 jako:

𝑟² = (𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓)²+ 𝑐_𝑠²,

kde: n - počet roztečí, pro trikot n=1, sukno n=2, podkládané sukno n=3, dvakrát podkládané sukno n=4.

Po dosazení ze vztahu 9.3 získáme:

𝑟² = 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ²+ (𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 − 𝑟)² 4

(9.2)

(9.3)

(9.4)

(9.5)

42

Dalším postupem je získána kvadratická rovnice a její kořeny r1,2 délky spojovací kličky. Význam má pouze kladné znaménko kořenu.

4𝑟² = 4 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ²+ (𝑙_𝑠 − 𝜋𝑑_𝑒𝑓 − 𝑟)²

4𝑟² = 4 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ² + (𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓)²− 2 𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 𝑟 + 𝑟² 4𝑟²− 𝑟² = 4 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ² + (𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓)²− 2 𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 𝑟

3𝑟² = 4 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ²+ (𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓)²− 2 𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 𝑟

3𝑟²+ 2 𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓 𝑟 − 4 𝑛. 3𝑑_𝑒𝑓 ²+ (𝑙_𝑠− 𝜋𝑑_𝑒𝑓)² = 0 Délka spojovací kličky se tak bude rovnat:

𝑟

=

2−4.3 −4 𝑛.3𝑑_𝑒𝑓 ²− 𝑙_𝑠−𝜋𝑑_𝑒𝑓 ²

6

Při dosazení délky spojovací kličky (vztah 9.6) do vztahu 9.3 zjistíme maximální délku rozteče řádků cs při podélné deformaci.

10. Maximální rozteč sloupků

Při deformaci v příčném směru se mění rozteč sloupků w na maximální rozteč sloupků wr. Podle geometrické konstrukce očka na obrázku 20 můžeme obecně definovat délku nitě v očku při deformaci v příčném směru jako obvod kružnice o průměru 2d_ef a délce spojovací kličky r.

𝑙_𝑠= 2𝜋𝑑_𝑒𝑓+ 𝑟

(9.6)

(10.1)

43

Obr. 20 Model maximální deformace očka v příčném směru

Ze vztahu 10.1 potom můžeme vyjádřit délku spojovací kličky r:

𝑟 = 𝑙_𝑠− 2𝜋𝑑_𝑒𝑓

Hodnotu rozteče sloupků wr při maximální deformaci v příčném směru zjistíme pomocí Pythagorovy věty z délky spojovací kličky r a průměru kružnice 2def :

𝑟²= 𝑛.𝑤_𝑟 ²+ 2𝑑_𝑒𝑓 ² Z toho poté pro w_r bude platit:

𝑤_𝑟 = 𝑟²− 2𝑑_𝑒𝑓 ² 𝑛

(10.2)

(10.3)

(10.4)

44

IV. Experimentální část

11. Délková textilie

Na výrobu zkoumaných vzorků pletenin byl použit polyester o jemnosti (167 dtex, 36 fibril)x2. Jedná se o multifil (tzn. chemické vlákno složené z více nekonečných vláken), který je tvarovaný pomocí proudu vzduchu. Účelem tvarovaní je zvýšení objemnosti vláken vytvořením plošných nebo prostorových obloučků.

11.1 Měření pevnosti a tažnosti délkové textilie

Zjišťování pevnosti a tažnosti jednotlivých nití bylo uskutečněno na přístroji INSTRON 4411. Provedlo se 50 měření. Z jednotlivých měření se získala průměrná hodnota pevnosti při přetrhu a prodloužení při přetrhu. V tabulce 11.1 jsou zaznamenány hodnoty prodloužení a pevnosti.

Nastavené hodnoty měření:

Upínací délka byla 500 mm, rychlost zkoušky 400 mm/min, jemnost materiálu 33,4 tex (100% PES), předpětí vypnuto.

11.1.1 Výsledky měření

Tab. 11.1 Výsledné hodnoty prodloužení a maximální pevnosti polyesterového materiálu

Prodloužení při přetrhu Pevnost

Průměr 124,87 [mm] 12,20 [N]

Rozptyl 20,56 [mm²] 0,03 [N²]

Směrodatná

odchylka 4,53 [mm] 0,16 [N]

Variační

koeficient 3,63 [%] 1,33 [%]

95% IS 1,26 [mm] 0,05 [N]

Dolní mez 95%IS 123,61 [mm] 12,15 [N]

Horní mez 95%IS 126,12 [mm] 12,24 [N]

45

12. Výroba vzorků

Pro sledování vlivu délky spojovací kličky byly použity čtyři základní osnovní vazby s rozdílnou délkou spojovací kličky. Tyto vazby byly realizovány ve formě otevřeného i uzavřeného kladení. Vazby byly upleteny na dvoulůžkovém rašlovém stroji Rius Minitronic (obr. 21). Parametry stroje jsou uvedené v kapitole 3.1.4.

Obr. 21 Dvoulůžkový rašlový stroj Rius Minitronic [7]

Vazby pletené pro experiment jsou jednolícní, proto bylo použito pouze jedno lůžko stroje (zadní) a kladlo se pomocí šesté kladecí lišty. Osnova se přiváděla z osnovního válu a šíře osnovy na stroji byla 787mm. Vazby byly pleteny postupně od těch s nejkratší spojovací kličkou (trikot) až po ty s nejdelší spojovací kličkou (dvakrát podkládané sukno).

46

Tab. 12.1 Hodnoty použité pro pletení na stroji

Otevřené vazby Uzavřené vazby

Podávání Odtah Podávání Odtah

Trikot 170 300 160 300

Sukno 205 350 205 350

Podkládané

sukno 238 420 235 420

Dvakrát podkládané

sukno

275 460 280 460

Podávání – zajištění rovnoměrného vzhledu pleteniny. Důležité je, aby byla všechna očka stejně velká, měla stejný vzhled a byla dodržena stejná spotřeba nitě na jedno očko po celou dobu pletení [13].

Odtah – vyrobená pletenina se musí od jehel odtahovat a navíjet na vál. Musí se odtahovat při určitém napnutí tak, aby bylo zaručeno vytvoření oček. Odtah má vliv na hustotu pleteniny a na spotřebu nitě na jedno očko. Velikost odtahu se reguluje změnou poměru ozubených kol odtahových válců a mění se tak jejich otáčky [13].

Z tabulky 12.1 je vidět, že při změně vazby bylo nutné regulovat podávání i odtah tak, aby byla vytvářena rovnoměrná pletenina. Podávání i odtah mají nejnižší hodnoty u trikotu, protože jeho struktura je více rozvolněná a tudíž nebylo potřeba tak velkého odtahu. Naopak u dvakrát podkládaného sukna se musel odtah zvýšit, aby se vytvářely očka a pletenina se z jehel odtahovala. Při zvýšení odtahu je nutné zvýšit také hodnoty podávání, aby se osnova nepřetrhla.

47

V následující kapitole jsou znázorněny vazby použité v experimentu.

12.1 Otevřené vazby

U každé vazby je pro názornost vložena ilustrační fotografie, která je pořízená pomocí obrazové analýzy. Dále také kladení nitě, znázornění plného návleku kladecích přístrojů a řetězy k jednotlivým vazbám.

 Trikot

Obr. 22 Pohled na strukturu pleteniny – otevřený trikot z lícní strany

4 3 2 1 0

0 – 1 / 2 – 1//

Znázornění kladení, plného návleku, řetěz vazby.

Obr. 23 Pohled na strukturu pleteniny – otevřený trikot z rubní strany

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

B B

B B

B B

B B

B B

B B

B B

B L1

. L2