Клеи и клеевые прокладочные материалы, применяемые в швейном производстве
В швейном производстве клеи применяют давно. Растительными клеями (крахмальным, мучным) пользовались при изготовлении погон, петлиц, воротников мундиров. Однако эти клеи обладают рядом недостатков: они неводостойки, разрушаются насекомыми и плесневыми грибками, придают повышенную жесткость изделиям. По этим причинам растительные клеи не нашли применения для соединения деталей других швейных изделий.
Создание клеев новых видов на основе синтетических полимеров позволило расширить их применение для скрепления основных деталей при изготовлении разнообразных швейных изделий. Разработана клеевая технология соединения деталей одежды (клеевой метод), внедрение которой повышает производительность труда, позволяет осуществлять широкую механизацию и автоматизацию производства, улучшать качество швейных изделий.
Для склеивания текстильных материалов могут применяться клеи, удовлетворяющие определенным требованиям. Прежде всего эти клеи должны характеризоваться хорошей адгезией к текстильным материалам и образовывать соединения с высокой когезией, Клеевые соединения должны быть достаточно эластичными, устойчивыми к влаге, светопогоде и не изменять своих свойств при изменении температуры в определенных пределах. При этом нужно иметь в виду, что требования, предъявляемые к клею, должны согласовываться с назначением изделия, условиями его эксплуатации, характером работы швов изделия и отдельных его узлов.
Например, для склеивания деталей одежды, подвергающейся стирке (белье, сорочки), нужно пользоваться клеями, которые обеспечивают прочные и эластичные швы, не разрушающиеся при увлажнении и стирке. Клеи для соединения и дублирования деталей верхней одежды должны обеспечивать прочность и эластичность клеевых соединений как при нормальных условиях носки изделий, так и при резких изменениях температуры и влажности, связанных с климатическими условиями, быть устойчивыми при химической чистке.
Клеи, применяемые для склеивания материалов одежды, не должны содержать веществ, вредно действующих на организм человека; они должны быть устойчивыми к старению. Старение клеев выражается в том, что с течением времени под воздействием солнечных лучей, кислорода воздуха, теплоты и других факторов в структуре клея происходят изменения, которые приводят к ухудшению физико-механических и химических свойств клея: уменьшаются прочность и эластичность соединения, увеличиваются его жесткость и хрупкость.
Кроме того, клеи должны обладать определенными свойствами, позволяющими разрабатывать простую и безопасную технологию их применения в швейном производстве. Основные работы по изысканию и исследованию клеев, пригодных для склеивания текстильных материалов, по разработке и усовершенствованию клеевой технологии проводятся в ЦНИИШПе.
Опыт применения в швейном производстве синтетических смол (БФ-6, ПВБ, ГТ-54 и др.) в виде пленок и прокладочных материалов (бортовых) со сплошным (пленочным) клеевым покрытием показал, что при соединении этих материалов с деталями одежды образуется клеевой слой повышенной жесткости, а свойства материалов одежды ухудшаются, уменьшается подвижность их структуры, снижается паро - и воздухопроницаемость. Разработаны следующие клеевые материалы: прокладочные ткани, трикотажные и нетканые полотна с нанесенным на поверхность клеевым порошком, клеевые нити, клеевая «паутинка», «сетки». Эти материалы широко используются для соединения (склеивания) деталей изделий, закрепления краев деталей при подгибании низа (рукавов, брюк и др.), при дублировании мелких и крупных деталей в целях повышения их несминаемости и устойчивости формы. Замена пленок клеевым порошком оказалась экономичной. Кроме того, точечное склеивание материалов, обеспечивая достаточную прочность соединения, сохраняет подвижность структуры материала. Клеевые пленки используются ограниченно, в основном при изготовлении специальных изделий (погон, петлиц и т. п.).
Клеевые материалы, применяемые в швейном производстве, получают, используя синтетические термопластичные полимеры: полиамид, полиэтилен, поливинилхлорид и др.
Полиамидные клеевые материалы. Клеевые соединения, полученные с применением полиамидов (сополиамидов), характеризуются достаточном прочностью, высоком упругостью и несмпна - емостью, устойчивостью к растворителям. Однако они неустойчивы к воде, особенно при кипячении. Поэтому полиамидные клеевые материалы рекомендуется применять при изготовлении одежды, не подвергающейся стирке.
Полиамидные прокладочные материалы изготовляют путем нанесения клеевого порошка на основу — ткань, трикотажное или нетканое полотно. Порошок получают, измельчая полиамидную смолу на молотковой дробилке при низкой температуре (в потоке паров жидкого азота). Для клеевых прокладочных материалов используют порошок дисперсностью (размером частиц) 10 — 500 мкм, причем порошок мелкого помола (10 — 200 мкм) применяют для выработки клеевой кромочной и легкой клеевой бортовой тканей, порошок крупного помола (200 — 500 мкм) — для получения средних по массе и тяжелых прокладочных материалов. Оптимальные по свойствам клеевые прокладочные материалы получаются при нанесении порошка массой 25 —30 г на 1 м2 материала.
В швейной промышленности применяют различные виды полиамидных прокладочных материалов. По характеру расположения частиц клеевого порошка различают материалы с регулярным (упорядоченным) и нерегулярным размещением частиц. По видам основы выделяют материалы на основе хлопчатобумажных и льняных тканей с плотной и малоподвижной структурой, на основе хлопчатобумажных тканей с разреженной и сильно подвижной структурой, на основе тканей из вискозных и лавсановых волокон, на основе нетканых полотен, на основе трикотажных полотен с уточными нитями, тканевязаных полотен.
С нерегулярным покрытием порошком вырабатывают клеевую кромочную ткань на основе мадаполама, миткаля, бязи, клееную бортовую на основе льняных бортовых тканей и бортовых тканей с капроновой мононитью. Клеевые бортовые ткани с нерегулярным покрытием порошком грубые, тяжелые; они применяются главным образом при изготовлении зимних пальто из толстых грубых драпов.
Прокладочные клеевые материалы, вырабатываемые на основе разреженных хлопчатобумажных тканей (паковочной, межподкладочной), имеют рыхлую подвижную структуру. Предварительно эти ткани подвергают ворсованию (на ворсовальных машинах) и безусадочной отделке с помощью модифицированного карбамола. Затем на них наносят клеевой порошок. Клеевые прокладочные материалы этого вида предназначаются для фронтального дублирования мужских, женских и детских пальто, костюмов. Применение таких прокладочных материалов придает деталям изделий не - сминаемость, хорошую упругость и гибкость. Рекомендуются они для соединения и дублирования деталей одежды из плотных и толстых тканей.
Для дублирования тонких пальтовых, костюмных и платьевых тканей применяют клеевые материалы, у которых в качестве основы служат ткани из искусственных волокон (вискозных), а частицы клеевого порошка (П-548, П-12) имеют регулярное расположение (па расстоянии 2 — 3 мм одна от другой в определенном порядке). Для уменьшения усадки материала основная (вискозная) ткань перед нанесением клеевого порошка проходит безусадочную обработку модифицированным карбамолом. Применение подобных прокладочных материалов в производстве костюмов и летних пальто обеспечивает хорошую несминаемость и упругость деталей одежды, устойчивость их формы.
Для фронтального дублирования деталей одежды разработаны варианты лавсановискозных прокладочных тканей, на которые наносят полиамидный клей в виде порошка. Лавсановискозные прокладочные ткани имеют поверхностную плотность 129— 168 г/м2, толщину 0,56—0,69 мм, резко различающуюся жесткость, мкН • см2: 2817 — 35790 по основе, 416 — 2523 по утку.
Разработаны многозональные прокладочные ткани, которые выпускаются с регулярным точечным покрытием клеевого порошка или пасты. Многозональная прокладочная ткань в пределах ограниченного участка (раппорта) по длине или ширине имеет четко выраженные зоны (мягкая, переходная, жесткая), различающиеся по сырьевому составу, толщине, ширине, переплетению, поверхностной плотности, жесткости и другим показателям. Основные показатели свойств трехзональной прокладочной ткани: поверхностная плотность 100 — 200 г/м2; толщина 0,5—1 мм; жесткость 1500-30 000 мкН • см2 по основе и 1000-5000 мкНсм2по утку; изменение линейных размеров от замачивания (усадка) не более 2 %.
Нетканые клееные полотна благодаря особенностям своего строения обладают многими ценными для прокладочного материала свойствами. Их отличают высокая упругость и несминаемость, хорошая воздухопроницаемость, малая усадка, неосыпаемость, равномерность механических свойств в различных направлениях. Все это позволяет применять их в качестве основы при выработке прокладочных материалов с клеевым покрытием. Промышленность выпускает нетканые прокладочные материалы, полученные клеевым способом, с нанесенным клеевым порошком: прокламилин, фли - зелин. На основе нетканого полотна, полученного комбинированным способом (иглопробивным is сочетании с клеевым), вырабатывается широкий ассортимент прокладочных клеевых материалов.
Клеевую нить (мононить или комплексную) получают методом экструзии, продавливая расплав полиамида через фильеру с отверстиями определенного размера в ванну с водой. Получаемая нить подвергается вытягиванию. Клеевая нить должна быть ровная, гладкая, без пузырьков воздуха. В швейном производстве применяют мононить толщиной 0,3 и 0,5 мм. С помощью клеевых нитей получают прочные клеевые соединения.
Клеевая паутинка — очень тонкий изотропный нетканый материал, получаемый на основе полиамидных смол. Ее ширина 60 см, поверхностная плотность 30 г/м2 (марка А) и 55 г/м2 (марка Б). Клеевые нити и паутинку применяют для соединения подбортов с бортами, закрепления (приклеивания) края нижнего воротника и низа изделия, при подгибании краев деталей и других операциях.
Полиэтиленовые клеевые материалы. Эти материалы получили широкое применение при изготовлении воротников, манжет и других деталей швейных изделий, подвергающихся стирке (сорочек, платьев, блузок и т. п.). Для их выработки используют полиэтилен высокого давления, температура размягчения которого 108— 120°С, морозостойкость минус 80 °С.
В швейной промышленности применяются следующие виды полиэтиленовых клеевых материалов: жесткая прокладочная ткань со сплошным полиэтиленовым покрытием, полужесткая прокладочная ткань с точечным (порошковым) полиэтиленовым покрытием.
Для получении прочных клеевых соединений полиэтиленовых материалов с хлопчатобумажными и шерстяными тканями рекомендуется соблюдать следующие режимы: температура прессующей поверхности 150— 160°С, продолжительность прессования 30 —40 с, давление при прессовании 0,05—0,1 МПа. При увеличении давления до 0,3 — 0,5 МПа продолжительность прессования сокращается до 10— 15 с.
Полиэтиленовые клеевые прокладочные материалы должны удовлетворять определенным требованиям: при толщине материала 0,35 мм сопротивление расслаиванию должно составлять не менее 150 сН/см до стирки и 130 сН/см после стирки; нагрузка, характеризующая жесткость (на ПЖУ), 12 — 22 сН до стирки и 8 — 12 сН после стирки; несминаемость 40 % до стирки и 30 % после стирки.
Жесткий прокладочный материал со сплошным полиэтиленовым покрытием вырабатывается на основе хлопчатобумажной неап - претированной ткани (мадаполам, миткаль). Предварительно ткань обрабатывают безусадочным аппретом с содержанием прямого белого красителя (для белой ткани), чтобы уменьшить усадку и повысить белизну ткани. Затем методом кэширования на основу наносят разогретый полиэтилен, который в виде пленки толщиной 0,12 — 0,2 мм прочно соединяется с основой. Получаемый материал характеризуется повышенной жесткостью, имеет усадку после стирки до 3 % (по основе) и 1,2% (по утку), массу сухого вещества покрытия (80 ± 10) г. Сопротивление расслаиванию такого материала, характеризующее его клеящую способность, не менее 200 сН/см.
Полужесткий материал изготовляют путем нанесения порошка полиэтилена (размер частиц 0,15 — 0,6 мм) на основу — хлопчатобумажную неаппретированную ткань (миткаль, мадаполам, бязь) из расчета 25 — 30 г порошка на 1 м2 ткани. Порошок получают путем измельчения полиэтилена на дробилке (ДМК) в водной среде при температуре 18 — 20 °С (выход частиц порошка размером 0,15 — 0,6 мм составляет 75%). Изготовляемый прокладочный материал обладает хорошими свойствами.
Применяя полиэтиленовые клеевые материалы, получают соединения, характеризующиеся высокими физико-механическими свойствами, устойчивые к различным воздействиям.
Аппретированные жесткие прокладочные ткани. В качестве прокладок в воротники, манжеты сорочек и блузок используются также аппретированные жесткие прокладочные ткани. Основой такого прокладочного материала служит хлопчатобумажная ткань типа бязи. В качестве аппрета могут применяться различные препараты: на основе простых эфиров целлюлозы или регенерированной целлюлозы; на основе синтетических смол — поливинилхлорида, ви - нилацетата, полиамида, полиакрилата и др.
Промышленность выпускает несколько видов аппретированных жестких прокладочных тканей. Технологический процесс получения прокладочного материала с полиамидным аппретом состоит в следующем.
Отбеленную ткань (основу) в специальной ванне пропитывают аппретом. После пропитывания ткань отжимают на плюсовке, сушат в камере в течение 3 — 5 мин при температуре 70 — 80 °С, а затем подвергают термообработке в течение 2 — 3 мин при температуре 130— 135°С.
Применяется также несмываемый аппрет, содержащий, мае. частиц: желатины полиграфической 30; метазина 45; оптического красителя прямого белого 1; хлорида аммония 1; некаля 0,5; воды 500.
Качество прокладочной ткани с полиамидным аппретом лучше, чем с желатиновым.
Поливинилхлоридные клеи. В швейном производстве применяют: поливинилхлоридный пластикат — твердую пленку толщиной 0,2 — 0,25 мм, изготовленную из смеси поливинилхлоридной смолы, дибутилфталата и стеарата цинка; пасту, в состав которой входят поливинилхлоридная смола, дпбутилфталат и пигмент.
Пластикат и паста при склеивании материалов образуют жесткие и устойчивые к воздействию воды клеевые соединения. Поэтому их применяют для получения водостойких швов в изделиях, где допускается высокая жесткость швов, для соединения деталей в ведомственной одежде (воротников, листочек, обшлагов в мундирах), при изготовлении знаков различия (погон, петлиц и т. п.).
Паста применяется также для соединения деталей плащей и других изделий из прорезиненных тканей.
Склеивание материалов с помощью поливинилхлоридного пластиката выполняют при температуре прессующей поверхности 170— 180 °С, давлении 0,07 МПа, продолжительности прессования 40 — 70 с. При использовании поливинилхлоридной пасты температура прессующей поверхности должна быть не более 160°С (иначе происходит химическое разложение пасты), продолжительность прессования 40 — 90 с.
Сварка. В швейной промышленности наряду с клеевыми способами соединения материалов применяются способы сварки деталей одежды. Фундаментальные исследования в области сварки материалов для одежды проведены в ЦНИИШПе.
Сварка — соединение термопластичных материалов под действием теплоты без применения дополнительных (посторонних) веществ. Применяют термоконтактный, высокочастотный и ультразвуковой способы сварки. При термоконтактном способе скрепляемые материалы на участке сварки соприкасаются с нагревателем, расплавляются и, соединяясь под давлением, образуют шов (сварной). Высокочастотная сварка материалов производится в электрическом поле токов высокой частоты, где материалы вследствие происходящих в них физических процессов нагреваются до вязко - текучего состояния и прочно соединяются. При ультразвуковом способе сварки нагревание материалов в зоне соединения происходит благодаря их упругим колебаниям ультразвуковой частоты. Материалы при этом способе скрепляются путем образования ряда сварных точек заданного размера.
Расширение ассортимента пленочных материалов и искусствен • ной кожи для одежды, тканей, трикотажных и нетканых полотен, содержащих термопластичные волокна, открывает широкие возможности для применения сварки деталей одежды.
Методы испытания и оценка качества клеевых материалов. Качество клеевых материалов устанавливают по результатам испытания этих материалов и соединений, выполненных на их основе. При испытании клеевых материалов и соединений определяют показатели характеристик основных свойств: клеящей способности, жесткости, несминаемости, устойчивости клеевых соединении к воздействию воды, стирке или химической чистке, усадке клеевых материалов, их морозостойкости.
Клеящую способность материала оценивают сопротивлением клеевого соединения расслаиванию и сдвигу. Проба для определения сопротивления клеевого соединения сдвигу состоит из двух полосок длиной 150 мм и шириной 50 мм каждая (одна из клеевою материала, другая из ткани), концы которых склеены при установленном режиме накладным швом. Размер клеевого шва 8x50 мм. Испытания проводят на разрывной машине (РМ-30) при скорое - ти опускания нижнего зажима 110 мм/мин. Показателем сопротивления клеевого шва сдвигу служит среднее арифметическое результатов испытания пяти проб, выраженное в ньютонах. Сопротивление клеевого шва сдвигу можно оценивать разрушающим напряжением ст, Па, которое определяется как отношение разрушающей нагрузки Я, Н, к площади поверхности склеивания S, м2.
Для определения сопротивления клеевого шва расслаиванию готовят пробу: вырезают одну полоску длиной 150 мм и шириной 20 мм из клеевого материала, другую длиной 150 мм и шириной 25 мм из ткани. На лицевой стороне одной из полосок проводят две поперечные линии: одну на расстоянии 1 см, другую — 11 см от края. Затем полоски склеивают по всей ширине до второй поперечной линии. Испытания проводят на разрывной машине. Свободные концы пробы заправляют в зажимы и при поднятых собачках производят ее расслаивание на длине 10 см (до первой поперечной линии). При этом отмечают наибольшее и наименьшее показания стрелки на силовой шкале. Среднее арифметическое результатов испытания пяти проб, Н/см, деленное на два, и служит показателем сопротивления клеевого шва расслаиванию.
Жесткость клеевых материалов определяется методом прогиба кольца из полоски клеевого материала или клеевого соединения на приборе ПЖУ. Нагрузка (в сантиньютонах), необходимая для прогибания кольца на определенную величину, является характеристикой жесткости.
Для определения несминаемости клеевых материалов применяют стандартный метод, принятый для текстильных материалов; несминаемость выражают в процентах.
Изменение линейных размеров (усадка) — важное свойство клеевых материалов. Ее величина должна быть в пределах норм, установленных для данного материала. Особенно важно выполнение этого требования к клеевым материалам, применяемым в изделиях, подвергающихся стирке. Небольшое отклонение в величинах усадки клеевого прокладочного и основного материалов может привести к появлению складок, пузырей, существенному ухудшению качества отдельных деталей и изделия в целом. Для определения усадки применяют стандартные методы.
Устойчивость клеевых соединений к воздействию воды и к кипячению в воде или мыльно-содовом растворе имеет большое значение для швейных изделий, подвергающихся стирке. Для определения водостойкости клеевых соединений, выполненных с применением полиэтиленовых клеевых материалов, готовят пробы, принятые для испытания на сдвиг и расслаивание, определения жесткости, несминаемости и усадки. Стирку проб выполняют по стандартной методике (ГОСТ 8710 — 58). Выстиранные пробы высушивают утюгом. После выдерживания проб в нормальных условиях их подвергают соответствующему испытанию и устанавливают характер и степень произошедших изменении, на основании чего делают заключение о качестве клеевого материала.
Морозостойкость клеевых материалов определяют путем испытания в холодильных камерах клеевой основы, приготовленной в виде пленки толщиной 0,15 — 0,2 мм. Из пленки вырезают три пробы размером 150 х 20 мм каждая. Пробы изгибают так, чтобы противоположные концы их совпали, и соединяют ниткой. Затем их помешают is камеру и после выдерживания в течение 2 ч испытывают путем ударного воздействия на них грузом массой 1 кг с высоты 0,5 м. Появление излома на перегибе пленки клея свидетельствует
0 том, что при данной температуре пленка делается хрупкой и, следовательно, неустойчивой к воздействию низкой температуры.
Клеевые соединения, выполненные с применением полиамидных, поливинилхлоридных и других клеевых материалов, должны быть устойчивы к химической чистке. Устойчивость к химической чистке проверяют путем обработки проб клеевых соединений растворителями: уайтспиритом, трихлорэтиленом. Сопоставляя результаты, полученные при испытании проб, подвергнутых химической чистке, и показатели контрольных проб, устанавливают степень изменения свойств клеевых соединений (прочности при расслаивании, жесткости, несминаемости и др.).
Для некоторых клеевых материалов при оценке качества устанавливают сорт материала. Жесткий клеевой материал со сплошным полиэтиленовым покрытием может быть I или II сорта. Для материала I сорта допускаются дефекты только на ткани — основе, причем такие, которые устанавливаются стандартом для I сорта этой ткани. Материал II сорта должен иметь не более двух дефектов (заломов, складок) длиной до 10 см каждый на 1 м длины материала и пятен не более 15 площадью не больше 1 см2 каждое на кусок условной длины 40 м.
Для сортного полужесткого прокладочного материала с порошковым полиэтиленовым покрытием допускаются (на длине 5 м) следующие дефекты: отсутствие клеевого порошка на площади поверхности материала до 15 см2 (не более чем в трех местах), утолщение порошкового покрытия на площади поверхности материала до 100 см2 (не более трех мест).
Жесткий аппретированный прокладочный материал выпускается I и II сортов. Для материала I сорта на кусок условной длины 40 м допускается не более пяти пятен (или подливов) размером до
1 см каждое. В материале II сорта таких дефектов должно быть не более 10. Дефекты в виде разнооттеночности, засоренности черными мушками не допускаются.