Лекция 7. Аяқ киім бөлшектері мен дайындамаларды ылғалдау
Аяқкиім өңдеу, сақтау және киілу кездерінде жылудың, будың және сұйықтардың әсер етуіне душар болады. Осының салдарынан аяқ киім материалдарының қасиеттері бірқатар өзгерістерге ұшырайды. Аяқкиім өндірісі үшін, жылу мен су буының әсер етуі /гигротермиялық өңдеу/, сонымен қатар жылу мен судың /гигротермиялық өңдеу/ әсер етуі өте маңызды.
Аяқкиім материалдардың қасиетіне ылғалдың әсер етуі.Ылғалдың материалдын қасиетін өзгертетін қабілеті аяқкиімді өндіру технологиясында кең қолданылады, онда бөлшектерді дымқыл-дандыру үшін қажет 30-ға жуық операциялардың түрлері бар.
Дымқылдандырудың негізгі мақсаты – деформация кезінде мате-риалдардың тырысуын кеміту және бұйымның қалып тұрақтылығын арттыру. Қаптап-керу операциясының алдында аяқ киім үстінің дайындамасын дымқылдандыру – материалдың созылу кезіндегі көлденең қысқару коэффициентін ұлғайтады. Ю.П.Зыбиннің еңбектеріне жүгінсек, хроммен иленген былғарының көлденең қысқаруы салыстырмалы ылғалдылық 22-24 пайыз болғанша, құрғақ ауа күйімен салыстырсақ 2-3 есе артады. Бұл аяқкиім үстін қалыпқа кигізіп, қалыптауға қажет материалдың керілу күшін 10-30 пайызға кемітуге мүмкіндік береді.
Дымқылдандыру күш түскенде, былғарының созылу қабілетін арттырады. Н.Ш.Шапован және М.П.Куприяновтың мәліметтері бойынша хроммен иленген жарты былғарының және жылуға төзімді юфттің абсолют ылғалдылығын 25-30 пайызға арттырғанда, ұзару коэффициентінің артқанын, қалдық деформациясының максимал өсуін және қарқындылық бойынша кернеудің максимал кемуі байқайлады. Созылу кезінде ұзарудың артуы үсті дайындамасының керме жиегіне қажетті әдіпті кемітуге мүмкіндік береді.
Құрғақ ауа былғарыдағы кернеуді релаксациялау үрдісі өте баяу жүреді: 7 сағат ішінде кернеу не бары 17,4 пайызға ғана кемиді. Н.А.Шестакованың мәліметтері бойынша былғары ылғалдылығын 50 пайызға арттырған кезде релаксациялау үрдісі өте қарқынды жүреді.
Дымқылданған үлгідегі кернеу үш сағаттан соң 35-40 пайызға кемиді, ал қалдық деформациясы М.А.Фаибишенко мәліметтері бойынша 75% пайызға дейін жетеді. Қалдық деформациясының осы шамасы дайын аяқкиімнің қалыптұрақтылығын қамтамасыз етеді. Демек, былғарының ылғалдылығын арттыру қалдық деформациясын 2,5 есе арттырады.
Ылғалмен материалдың байланысу түрлері.Дымқылдандыру кезінде аяқкиім материалдары қасиеттерінің өзгеруіне, ылғалдың материалмен байланысу түрлері ерекше ықпал етеді. Барлық дымқыл материалдарды коллоидты-физикалық қасиеттеріне қарай үш түрге бөледі /13/:
1.Колоидты денелер. Олар сұйық немесе газды дисперсиялық ортасы бар икемді геледисперсиялық жүйе тәрізді болады және қатты денелерге тән бірқатар қасиеттері бар, атап айтқанда, қалпын сақтау қабілеті, беріктік, серпімділік және әсемділік қасиеттері. Бұл қасиеттер дисперсті фазаның кішкене бөліктерінен құралған құрылымдық тормен /қаңқамен/ түсіндіріледі, олар табиғатты әртүрлі молекулалық күштермен өзара байланысқан. Ылғалды сіңіру және буландырып ұшыру кезінде гельдер өзінің көлемін ерекше өзгертеді, бірақ иілімді қасиетін сақтайды. Колоидті денелерге желатин, агар-агар, ұнның қамыры жатады.
2.Капиллярлы-ұсақ саңылаулы денелер немесе морт гельдер. Дымқылдандыру кезінде өзінің көлемін өзгертпейтін, ал ылғал ұшып кеткен соң, морт келетін және ұнтаққа айналатын заттар. Оларға ағаш көмірі, кварц құм, әлсіз күйдірілген керамикалық материалдар жатады.
3.Алғашқы екі денелердің қасиеттері бар колоидті – ұсақ саңылаулы денелер. Капиллярларының қабырғалары икемді және ылғалды сіңіргенде түрлері мен көлемі өзгереді. Бұл денелерге шым тезектен, дәннен, наннан басқа тағы былғары жатады. Кептіру кезінде ылғал ұшып кеткен соң, оның материалмен байланыс ыдырайды, бұған белгілі мөлшерде энергия жұмсалады.
Материалмен ылғалдың әртүрлі байланыс түрлерінің оның физика-механикалық қасиеттерінің өзгеруіне түгізетін әсері.Аяқкиім өндіру кезінде материалдың қасиеттерінің өзгеруін ескеру қажет. Осыған орай, материалды суландырудың сипаты да әртүрлі болуы қажет, өйткені ылғал байланыстарының негізгі түрлері материал қасиеттерін әр қалай өзгертеді.
Созылу кезінде былғарының деформациялық қасиеттеріне ауаның салыстырмалы ылғалдылығының әсер етуін зерттеген Б.Поляк мынадай тұжырымға келді: ауадан ылғалды сорбциялап дымқылдандыру кезінде хроммен иленген былғарының қалдық және серпімді деформациясы олардың ылғалдылығы серпімділігі 97 пайыз болатын бу ылғалдылығымен тепе-тең болғанда ғана максимал өзгереді, яғни капиллярлардағы ылғалдың жаппай конденсациялануы басталуы кезеңінде.
Демек, былғарының деформациялық қасиеттеріне гидратацияның және микрокапиллярлардың ылғалы айтарлықтай әсер етеді. Бұл капиллярлардың радиусы Томпсон формуласы бойынша 16 мкм.
Микрокапилларлар ылғалының әсер етуімен былғарының созылу кезіндегі басқа да механикалық қасиеттері де өзгереді. Г.Г.Поварнин танидпен иленген шикізат және былғарыны будың серпімділігі 100% жақын болатын ауада дымқылдырғанда? Олардың беріктігі максимальды болады деп тапқан. Бұл жағдайда Н.А.Богданов хром және хром таннидпен иленген былғарысы үшін де дәлелдеді және де осы кезеңде жырту кезінде былғарының созылуының максимум басталатынын атап көрсетті.
Сығылу кезінде былғары өзін басқаша көрсетеді. Сығылу кезінде дымқылдандыру былғарының беріктігін төмендетеді. Мұның себебі, кирау былғарының жұқа құрылымында орындалады, ал гидратациялық сығылуға кедергісін кемітеді. Демек, сығылу кезінде былғарының өзгеруіне гидратациялау ылғал айтарлықтай әсер етеді. Капиллярлы ылғалмен сіңіріліп орнатылған жағдайды сулау ылғалы өзгерте алмайды.
Үсті юфтті аяқкиімнің былғары өкше сірісін ауадан сорбциялау арқылы 11,5 пайызға дейін дымқылдандыру кезінде инемен тесу күші 24 пайызға кемиді, ал сұйық ылғалмен 25 пайызға дымқылдандырғанда 27 пайызға кемиді.
Былғарының тепе-тең ылғалдылығы.Материалдың ылғалдылығы бірқатар шамада өзгеруі мүмкін. Бірақ материал бастапқы ылғалдылығымен ұзақ уақыт берілген метеорологиялық жағдайда болған соң, оның ылғалдылығы белгілі бір шекке ұмтылады да, оған жеткеннен кейін, тұрақты болып қалады. Материалдың осы тұрақты ылғалдылығын тепе-тең ылғалдылық деп атайды.
Ауаның ылғалмен толық қанығуы кезіндегі, материалдың тепе-тең ылғалдылығы /салыстырмалы ылғалдылық 100 пайыз кезінде/ гигроскопиялық ылғалдылық деп аталады.
Гигроскопиялық ылғалдылық материалдың үстіңгі бетіндегі булардың серпімділігі қаныққан будың серпімділігіне тең болғандағы шегін сипаттайды. Ылғалдылық аз болған кезде, материалдың үстіңгі бетіндегі будың серпімділігі қаныққан будың серпімділігінен төмен болады және де материалдың ылғкалдылығының кемуімен азая түседі.
Материал сұйықтықпен тікелей жанасқан кезде ғана ол ылғалды максимал гигроскопиялық ылғалды бөлу мөлшерінен асыра сіңіреді.
Колоидті және ұсақ түтікті-капиллярлы денелердегі ылғалдың орын ауыспалылық теориясының негізгі қағидалары.Коллоидті және ұсақ түтікті-капиллярлы денелерде ылғал сұиық немесе бу ретінде ауысып тұрып мумкін. Материалдағы сұйықтың бөлшектері ылғалдың бүкіл материал бойына таралуы кезінде немесе материалдың әртүрлі нүктесінде температураларының тең болуы кезінде, тепе-тең күйде болады.
Осы шарттардың біреүінің бұзылуы ылғалдың материалда азды-көпті қарқынды жылжуына әкеліп соғады. Басқаша айтқанда, ылғалдың материалдағы қозғалуының негізгі факторлары ылғал мен температураның айырмасы /градиент/ болып табылады.
Ылғалдың материал бойына біркелкі таралуының бұзылуы кезінде, яғни, ылғалдың градиентінің бар болуы кезінде, ол үлкен концентрациясы бар жерден кіші концентрациясы бар жерге ауысып отырады.
Коллоидті денелерде әртүрлі нүктедегі температураның тепе-теңдігі бұзылуы кезінде /температуралық градиент бар кезде/ ылғал жоғары температуралы бетке қарай жылжиды. Температураның аз мөлшерде төмендеуі кезінде, ылғал сұйық күйінде жылжиды. Температура көп мөлшерде төмендесе, ылғал бу күйінде жылжиды. Жылу бағытына қарай ылғалдың денедегі осындай орын ауыстыруы термодиффузия деп аталады.
Ұсақ түтікті-капиллярлы денелерде ылғал сұйықтық түрінде жылу ағыны бағытымен тек қана диффузия нәтижесінде ғана жылжып қоймайды.
Аяқ киім өндіріс, сақтау және кию процесі кезінде жылудың, будың және судың әсеріне ұшырайды.Соның нәтижесінде аяқ киімдік материалдардың қасиеттері кең диапозонда өзгеруі мүмкін.Аяқ киім өнеркәсібі үшін маңыздылары- жылу мен судың буының әсері (гигротермиялық өңдеу)және жылу мен судың әсері (гидротермиялық өңдеу). Ылғалдың материалдар қасиеттерін өзгерту қабілеті аяқ киім өндірісі технологиясында кеңінен қолданылады. Ылғалдаудың негізгі мақсаты- материалдарды деформациялау кезіндегі күшті азайту және бұйымның қалвпсақтағвштығын арттыру.Керіп-тарту операцияларының алдындағы аяқ киім үстінің дайындамасын ылғалдау материалды созған кездегі көлденең қысқару коэфициентінің көбеюіне ықпалын тигізеді. Ылғалдау былғарыға күш түсірген кездегі оның созылу қабілетін арттырады.
Механикалық өңдеуді жеңілдету үшін әрбір жеке жағдайда материал мен ылғалдың өзара байланысының қай түрі ең тиімді екенін анықтап, соған байланысты алдын-ала ылғалдау әдісін таңдау қажет. Аяқ киім өндірісінде ылғалдаудың бірнеше әдісі қолданылады: сұйық фазада, ылғал ауадан ылғалды сорбциялау, термодиффузиялық (контактылы). Сұйық фазада ылғалдауды атмосфералық қысымда, қысымда және вакуумда жасауға болады. Атмосфералық қысымда сұйық фазадағы ылғалдау- сулау және қысқа мерзімге суға салып, кейін кептіру арқылы жүзеге асады.
Қысым мен вакуумде аяқ киім астының бөлшектерін біріктіру алдында ылғалдайды.
Ауадағы ылғалды сору арқылы материалды ылғалдау сұйық фазадағы ылғалдаудан өзгеше болвп келеді. Алғашқы кезеңде, ауадағы ылғал бу былғарының беткі қабатына сіңеді. Ол суға қаныққаннан кейін, ылғал ортаға қарай ығысады.Бұл әдістің артықшылығы болып, мұндағы суда еритін заттар еріп, шайылып кетпейді.
Контакталық әдіс кезінде температура градиентінің маңызы өте зор, өйткені оның шамасы едәуір болады. Материалды ылғалдаған кезде, ылғалдаушы материалды беткі жағымен салқын плитаға қоямыз. Үстіңгі плитаны 75-125°С дейін қыздырамыз. Ылғал былғарының ішкі (бахтарма) бетіне беріледі. Былғары қабаттарындағы температураның үлкен айырмашылығы, ыстық плитадан салқын плитаға ылғалдың диффузиясына әкеліп соқтырады. Дайындаманың ылғалдану дәрежесі, материалдың құрылымының тығыздығына, оның беткі қабатының түріне, температура айырмашылығына және ылғалдау уақытына байланыств болады.Аяқ киім үстінің дайындамасын ауадағы ылғалды сорбциялау арқылы ылғалдау үшін әртүрлі қондырғылар қолданылады. Олар келесі проинцип бойынша жұмыс істейді:
- қыздрылған суды еркін беттен буландыру;
- буланған суды форсункалармен шашу;
- буды жұмысшы кеңістікке су арқылы шашу;
- суды форсункаменшашып, жұмысшы камерада тұман жасау;
- аяқ киім дайындамасының үстін алдын-ала вакуумдеу.