Строение и свойства швейных ниток

Строение и свойства швейных ниток зависят от строения составляющих нитей, числа сложений, степени кручения, сочетания направления крутки составляющих нитей и крученой нитки, толщины, а также от способа отделки.

Наиболее широко при изготовлении изделий из тканей, трикотажа и нетканых материалов применяют однокруточные швейные нитки в три сложения (рис. IV-1, а) и двухкруточные швейные нитки в шесть (рис. IV-1, б) сложений.

Рис. IV-1. Строение швейных ниток: а — в три сложения; б —в шесть сложений.

При образовании однокруточных швейных ниток составляющие нити располагаются, как витки трехходового винта, в двухкруточных — составляющие нити сначала скручиваются по две в нитках в шесть сложений и по три в нитках в девять сложении, а при окончательной крутке три нити по две или по три соединяются в одну. Угол наклона винтовых линий, по которым ложатся составляющие нити, зависит от степени кручения.

Швейные нитки скручиваются из пряжи сравнительно пологой крутки (а = 110—130), так как повышенная крутка составляющих нитей не увеличивает прочность крученых ниток. Величина окончательной крутки оказывает большое влияние на прочность крученых ниток. Поэтому швейные нитки вырабатываются с высоким коэффициентом окончательной крутки (а₀=180—220). Для принятых у нас в промышленности швейных ниток соотношение крутки равно:

Швейные нитки вырабатываются с сочетанием прядильной и окончательной крутки Z/S и S/Z. Швейные нитки, имеющие окончательную крутку S, называются нитками левой крутки, а имеющие окончательную крутку Z — правой крутки. Для швейных ниток так же, как и для крученой пряжи, сочетание направлений крутки, направление окончательной крутки и уравновешенность ниток по крутке имеют очень большое значение.

Направление окончательной крутки швейных ниток и уравновешенность по крутке влияют на процесс стежкообразования на швейных машинах. Потеря прочности швейных ниток, количество обрывов при шитье и качество образования зазора между ниткой и иглой во многом зависит от направления окончательной крутки.

При работе машины происходит изменение крутки швейной нитки, заправленной в иглу. Это объясняется сдвигом витков крутки при перемещении нитки через ушко иглы. Величина сдвига витков крутки зависит от угла наклона нитки к оси иглы а (рис. IV-2), направления крутки и натяжения нитки. Грани ушка иглы, воздействуя на нитку, смещают витки крутки. Если направление движения швейной нитки в процессе работы машины совпадает с направлением крутки, раскручивания почти не происходит. Если направление движения нитки через ушко иглы не совпадает с направлением крутки, происходит ее раскручивание. По этой причине швейные нитки правой крутки Z, у которых направление движения через ушко иглы совпадает с направлением крутки, дают раскручивание не более 6%, в то время как нитки левой крутки, где этого совпадения нет, раскручиваются до 40%.

Рис. IV-2. Схема расположения швейной нитки относительно ушка иглы.

Раскручивание швейных ниток при работе швейной машины происходит неравномерно. Наибольшее раскручивание наблюдается около сшиваемого материала и незначительное около регулятора натяжения нитки. Около сшиваемого материала на верхней нитке остается только около трети витков крутки. Это тем более опасно, что при подходе к материалу швейная нитка движется с большой скоростью и в процессе оборудования стежка один и тот же ее участок около 40 раз проходит через ушко иглы и вокруг челнока. Кроме того, составляющие нити раскручивающейся нитки имеют неодинаковую длину и при затягивании стежка, более короткая нить воспринимает все усилия и обрывается, а затем обрывается и вся нитка. Поэтому нитки левой крутки S, где раскручивание происходит особенно сильно, обрываются неровно, в то время как в нитках правой крутки Z, где нитка раскручивается в процессе шитья по сравнению с нитками левой крутки значительно меньше, обрываются все составляющие одновременно.

Швейные нитки, раскручивающиеся в процессе работы швейной машины, теряют частично поверхностную отделку, делаются более рыхлыми. Коэффициент трения между ниткой, потерявшей часть крутки, и сшиваемым материалом и иглой увеличивается. Все это приводит к тому, что в швейных нитках возникают дополнительные напряжения, которые также уменьшают ее прочность. Особенно сильно сказывается разница в обрывности ниток правой и левой крутки при повышении скоростных режимов работы швейной машины.

Анализ кривых, приведенных на рис. IV-3, показывает, что с увеличением скоростного режима работы машины обрывность ниток левой крутки как в три, так и в шесть сложений резко превышает обрывность ниток правой крутки.

При выполнении машиной процесса стежкообразования между иглой 1 (рис. IV-4, а) и игольной нитью 2 (при движении иглы по направлению выхода из материала) образуется зазор 3 (или петля-напуск), в который должен проходить носик челнока 4 (или петлителя на машинах цепного стежка). Эта петля-напуск должна располагаться перпендикулярно к дну паза S иглы (рис. IV-4, б), так как только в этом случае величина зазора может быть наибольшей. Образование петли-напуска происходит главным образом благодаря упругости нитки, однако, на этот процесс оказывает влияние раскручивание ниток при шитье и уравновешенность их по крутке. При раскручивании нитки крутки S петля напуска в момент ее образования поворачивается влево, что ухудшает условия попадания носика челнока в эту петлю. При работе машины нитками крутки Z поворота петли не происходит и для прохода носика челнока образуется зазор, величина которого в 1,5 раза больше, чем при работе нитками крутки S. На величину этого зазора влияет также уравновешенность швейных ниток по крутке. Если нитка не уравновешенная по крутке, петля игольной нитки не располагается в требуемом положении, а отклоняется на какой-то угол (рис. IV-4, б) и может так сильно отклониться, что величина зазора (или петли) окажется недостаточной для захвата ее носиком челнока. В результате образуются пропуски стежков. Направление отклонения петли нитки зависит от направления окончательной крутки. Нитки крутки S отклоняются справа налево, а нитки крутки Z—слева направо.

Уравновешенность швейных ниток по крутке определяют следующим образом. Нитку длиной 1 м на весу складывают пополам. При этом, если нитка уравновешена по крутке, она повисает петлей (рис. IV-5,а), если не уравновешена — скручивается (рис. IV-5, б). Практически нитка считается уравновешенной, если на ее свешивающейся части образуется не более шести витков.

Рис. IV-4. Образование петли из нитки при выходе иглы из материала:

а — при уравновешенной крутке; б — отклонение нитки около иглы из-за неуравновешенной крутки.

Нитки правой и левой крутки имеют различную потерю прочности в шве. Анализ кривых, приведенных на рис. IV-6, показывает, что нитки крутки Z во всех случаях теряют прочность в готовых изделиях меньше по сравнению с нитками крутки S. Несмотря на явное преимущество швейных ниток правой крутки Z промышленность изготавливает в основном нитки левой крутки S, так как одиночная пряжа на существующем хлопчатобумажном прядильном оборудовании вырабатывается главным образом правой крутки.

Вид сшиваемого материала может вызвать значительную потерю прочности швейных ниток, так как плотность и толщина материала, а также характер поверхности волокна влияют на величину трения, испытываемого ниткой при протягивании через материал, и особенно при затягивании стежка, а следовательно, и на величину потери ее прочности.

Рис. IV-5. Определение неуравновешенности ниток по крутке.

Рис. IV-6. Изменение потери прочности швейных ниток в зависимости от скоростного режима работы машины и направления крутки ниток.

Ниже приводятся данные по потере прочности хлопчатобумажных швейных ниток № 40 в 6 сложений при стачивании различных тканей в два сложения:

Исследования условий работы швейных ниток при шитье на машине показывают, что потеря прочности в процессе стежкообразования происходит также из-за трения при многократном изгибе нитки, заправленной в иглу, о детали машины, нитки о нитку во время затягивания стежка.

Большое натяжение нитки, получаемое в момент затягивания стежка, приводит к изменению структуры нитки, ослаблению связи между ее составляющими нитями, а в ряде случаев и к обрыву. На величину потери прочности от истирания влияют угол изгиба, натяжение, волокнистый состав нитки, состояние и внешний вид поверхностей, о которые трется швейная нитка, и скорость ее движения. Общая потеря прочности от истирания хлопчатобумажных ниток при образовании челночных стежков составляет приблизительно 12—40%. В том числе от трения нитки о нитку наблюдается наибольшая потеря прочности (40—50%) в момент затяжки стежка. При прохождении через ушко иглы нитка теряет 20—40% прочности и около 20% — при трении о ткань и детали машины.

В табл. IV-1 приводятся данные, полученные в результате испытания на приборе ТКИ-5-27-1 швейных ниток на прочность к трению при прохождении через ушко иглы. Швейные нитки имеют разные коэффициенты крутки. Условия заправки одинаковые.

Таблица IV-1

Прочность к трению хлопчатобумажных швейных ниток в три сложения толщиной 90,9 текс × 3.

Из этой табл. видно, что прочность на разрыв еще не характеризует полностью качество швейных ниток и что швейная нитка с меньшим коэффициентом крутки более устойчива к истиранию, что может быть объяснено меньшей напряженностью волокон в нитях.

Для получения качественных швов без стягивания тканей по линии строчки, большое значение имеет величина полной деформации растяжения швейной нитки и доля быстро обратимой деформации. Величины полной и быстро обратимой деформации швейных ниток зависят прежде всего от волокнистого состава швейных ниток, а также от их отделки. Из кривых соотношения величин полной и быстро обратимой деформации ниток различного волокнистого состава, полученных при испытании швейных ниток во времени на релаксометре Р-5 и нагрузке 300 Г (рис. IV-7), следует, что наибольшую долю быстро обратимой деформации имеют капроновые и лавсановые нитки. Большая часть быстро обратимой деформации синтетических швейных ниток приводит к повышению их обрывности при строчке на машине в результате смещения момента затяжки стежка. Затяжка синтетических ниток происходит значительно раньше, чем при работе хлопчатобумажными нитками. Уменьшение обрывности синтетических ниток может быть достигнуто либо за счет уменьшения их эластичности, либо путем перестройки работы механизмов существующих швейных машин на угол смещения затяжки стежков.

Швейные нитки в процессе стежкообразования испытывают многократные растяжения. Это вызывается тем, что для образования стежка требуется приблизительно около 3 мм нитки, а для его выполнения при каждом проколе материала иглой проводится через материал на челночных машинах 110—130 мм. Прочность ниток к многократным растяжениям зависит от амплитуды растяжения, количества циклов растяжения, вида сшиваемого материала и самих швейных ниток. Швейные нитки при многократных растяжениях на швейной машине с высокой частотой циклов удлиняются на 2—3%, в результате удлинение швейных ниток, вынутых из швов изделий, меньше, чем до их использования на машине. По данным И. В. Орлова, при амплитуде растяжения до 0,5% швейные нитки работают как упругое тело, при амплитуде растяжения, равной 1% и больше, появляется неисчезающая деформация, нарастание которой продолжается во всех циклах до полного разрушения ниток. В момент сдергивания петли игольной нитки с челночного устройства и при затяжке стежка на швейной машине нитки испытывают ударную нагрузку. Натяжение ниток в этот момент доходит до 500 Г и более.

Рис. IV-7. Релаксационные кривые швейных ниток: 1 — капроновых; 2 — лавсановых; 3 — хлопчатобумажных обыкновенных; 4 — хлопчатобумажных мерсеризованных; 5 — хлопчатобумажных с силиконовым покрытием.

В отличие от машин челночного стежка в машинах цепного стежка натяжение швейных ниток значительно меньше, и следовательно, они меньше теряют прочность в процессе шитья. Это объясняется особенностями структуры стежков и процесса образования стежков. Узел переплетения игольной нитки и нитки петлителя в цепном стежке не втягивается внутрь сшиваемых слоев материала. Игла при каждом прохождении через материал проводит нитку приблизительно в 5 раз короче, чем при челночном стежке, так как не требуется обводить игольную нитку вокруг шпульки.

Таким образом, швейные нитки в машинах цепного стежка имеют и меньше возвратных движений у одного и того же участка нитки, проводимого иглой при каждом проколе материала. Кроме того, при затяжке стежка швейная нитка не испытывает ударной нагрузки; затяжка происходит постепенно, а не рывком, как на машинах челночного стежка.

Вследствие сопротивления материала проколу иглой, особенно при шитье синтетических материалов и тканей с лавсаном, происходит нагревание иглы, а следовательно, и ниток. В отдельных случаях, главным образом при работе швейных машин со значительными скоростями (от 3200 об/мин и выше), температура иглы достигает 300—400° С. В то время как капроновые швейные нитки имеют температуру плавления 215—200°С. Капрон при температуре 65°С теряет 5% прочности, а лавсан при нагреве до 200° С теряет 75% прочности.

Исследования, проведенные в ЦНИИШП, показали, что одной из причин повышенной обрывности ниток из капрона при работе машины со скоростью в 3200 об/мин является прилипание их к игле в результате оплавления поверхности ниток. Для уменьшения потери прочности ниток, а следовательно, и уменьшения их обрывности на скоростных машинах производится охлаждение иглы путем смазки ниток и обдувки иглы воздухом или водяной пылью. Кроме того, в ЦНИИШелк и ЦНИИШП разработаны новые швейные нитки из капрона и вискозного или натурального шелка. Нити из вискозных или натуральных волокон введены в состав капроновых ниток с целью предохранения капроновой составляющей нити от соприкосновения с нагретой иглой в процессе работы машины.

Швейные нитки обладают усадкой, величина которой зависит от их волокнистого состава. Проведена работа по выявлению сравнительной величины усадки ниток различного волокнистого состава при многократном смачивании с последующей сушкой в сушильном шкафу. Анализ кривых, полученных в результате исследования, показывает, что при смачивании капроновые нитки удлиняются, лавсановые остаются без изменений, а хлопчатобумажные усаживаются (рис. IV-8). При просушивании капроновые нитки усаживаются, хлопчатобумажные усаживаются еще больше, а лавсановые остаются без изменений. Разная величина усадки швейных ниток и тканей может явиться одной из причин стягивания швов изделий в процессе носки.

Рис. IV-8. Сравнительная усадка ниток:

1 — капроновых; 2 — лавсановых; 3 — хлопчатобумажных обыкновенных, 4 — хлопчатобумажных мерсеризованных; 5 — хлопчатобумажных с силиконовым покрытием.

Швейные нитки не должны иметь колебаний по толщине, прочности, удлинению, крутке. Колебания по толщине швейных ниток вызывают изменение их натяжения при прохождении через регулятор натяжения и ушко иглы. Это вызывает неравномерную утяжку шва, портит его внешний вид и уменьшает прочность при растяжении, а иногда приводит к обрыву швейной нитки.

Толщина швейных ниток характеризуется торговыми номерами, которые представляют собой условные величины. Используемые в швейной промышленности хлопчатобумажные швейные нитки в 3 и 6 сложений (табл. IV-2) имеют торговые номера 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 и 100; нитки в 9 сложений — 0, 1, 3, 4, 6, 30 и 40; в 12 сложений — 00.

Таблица IV-2

Характеристика швейных ниток в 3 и 6 сложений.

Как видно из таблицы, только торговый номер 10 соответствует метрическому номеру 30/3. С повышением торгового номера его расхождение с метрическим увеличивается. Начиная с 20-го, торговый номер почти вдвое больше наименьшего значения метрического номера. Также нет полного соответствия между номерами ниток в 3 и 6 сложений и одинаковых торговых номеров. Особенно заметной эта разница становится для ниток торговых номеров 60 и 80.

Швейные нитки подвергаются различным отделочным операциям для придания блеска, гладкости, мягкости, уменьшения излишней эластичности (например, у синтетических ниток) и т. п. Отделочные операции оказывают влияние на физико-механические свойства ниток. Так, аппретирование и шлихтование швейных ниток увеличивает прочность межволокнистых связей, благодаря чему увеличивается их прочность на разрыв, жесткость. Нитки мягкой отделки оказываются более чем в два раза выносливее ниток жесткой отделки к действию многократных изгибов. Мерсеризация швейных ниток и нанесение селиконовых покрытий уменьшают остаточные деформации в хлопчатобумажных швейных нитках по сравнению с обыкновенной отделкой

Поиск по сайту: