Исследование зависимости прочности клеевых соединений от технологических параметров склеивания при изготовлении верхней одежды

Важно отметить, что можно не знать всех переменных, входящих в уравнение изучаемого процесса, но необходимо представлять себе, что эти переменные и связывающее их уравнение существуют независимо от того, известны они или нет.

При проведении анализа размерностей необходимо осуществить:

-выбор фундаментальных переменных, рассматривая в качестве таких переменных также и размерные коэффициенты и физические постоянные;

-выбор системы основных размерностей и составление формул размерностей;

-построение безразмерных комбинаций.

Анализ размерностей обладает важной зависимостью: если систему безразмерных комбинаций получить не удаётся, то есть, если хотя бы одна из комбинаций оказывается небезразмерной, то это указывает на то, что какие-то фундаментальные переменные были упущены или некоторые были выбраны неверно и от них следует отказаться. Во многих случаях результаты анализа размерностей позволяют скорректировать первоначальную группу фундаментальных переменных и сделать в конечном итоге их правильный выбор. Пусть R - показатель прочности склеивания. Предположим, что

R=f (P, T, t, г) , (2.2)

где Р - давление дублирования, Н/м2;

Т - температура дублирования, К ;

t - время дублирования, с ;

л - коэффициент теплопроводности системы, .

Будем считать, что введённые факторы являются определяющими, то есть в решающей степени влияющими на прочность склеивания.

Представим выражение (2.2) в форме, содержащей безразмерные комбинации входящих в него величин.

Введём буквенные обозначения размерностей основных единиц в системе СИ:

единица массы - М;

единица длины - L;

единица времени - И;

единица температуры - К.

Используя эти обозначения, построим так называемые формулы размерностей для рассматриваемых величин (таблица 2.5).

Таблица 2.5- Результаты построения формул размерностей

Совершенно очевидно, что выражение (2.2) является лишь общей формой зависимости между введёнными величинами. В действительности характер влияния аргументов на функцию неодинаков. Поэтому с точки зрения приближения к истинной зависимости можно использовать такую форму:

R=f (Pa, Tb , tc ,гd ) , (2.3)

где а, b, c, d - некоторые безразмерные показатели степени, отражающие характер влияния факторов P ,T, t , г на выходной параметр "R".

Подставим в формулу (2.3) вместо символов переменных формулы их размерности из таблицы 2.5:

MИ-2 = ц[ (ML-1И-2)a , Kb, Иc, (MLИ-3K-1)d] (2.4)

Для того, чтобы соотношение (2.4) было однородным относительно размерностей, должны выполняться следующие соотношения между показателями степеней:

для М: 1 = a+d (2.5)

для L: 0 = -a+d (2.6)

для И: -2 = -2a+c-3d (2.7)

для K: 0 = b-d (2.7)

В итоге имеем четыре уравнения с четырьмя неизвестными. Решая эту систему, получаем a=0,5; b=0,5; c=0,5; d=0,5.

Подставим найденные значения в форму (2.3):

R= f (P?, T?, t?, г?) (2.9)

Для получения безразмерных комбинаций используется приём объединения степеней, имеющих одинаковые показатели степени. При этом, если величины из правой части объединяются с величиной, стоящей в левой части, то комбинация представляет собой дробь, числитель которой - величина, стоящая в левой части, а знаменатель - произведение величин из правой части, имеющих показатель степени равный единице. Получаем формулу (2.10):

соnst = G (2.10)

Таким образом, окончательно имеем:

(2.11)

Рассчитаем теоретическую прочность склеивания при температуре дублирования трех пакетов материалов, рассмотренной в подразделе 2.2. Преобразовав выражение (2.11), получаем [19]:

(2.12)

Обозначим "" символом V. Тогда:

V1=, (2.13)

где А1 - практическая прочность склеивания, полученная в 1-ом опыте (смотри таблицу 2.3);

Т1 - температура дублирования (среднее значение между температурами верхней и нижней плитами пресса) в 1-ом опыте, К.

Получаем :

1 для первого пакета материалов:

- для опыта 1: V1=;

- для опыта 2: V2=;

- для опыта 3: V3=;

2 для второго пакета материалов:

- для опыта 4: V4=;

- для опыта 5: V5=;

- для опыта 6: V6=;

3 для третьего пакета материалов:

- для опыта 7: V7=;

- для опыта 8 V8=;

- для опыта 9 V9=.

Среднее значение: для 1 пакета материалов - =5,03; для 2 пакета - =11,59; для 3 пакета - =9,81. Теоретическая прочность склеивания рассчитывается следующим образом:

3 для первого пакета материалов:

- для опыта 1: А1=, Н/м;

- для опыта 2: А2=, Н/м;

- для опыта 3: А3=, Н/м;

4 для второго пакета материалов:

- для опыта 4: А4=, Н/м;

- для опыта 5: А5=, Н/м;

- для опыта 6: А6=, Н/м;

3 для третьего пакета материалов:

- для опыта 7: А7=, Н/м;

- для опыта 8 А8=, Н/м;

- для опыта 9 А9=, Н/м.

Для сравнения теоретических и практических значений прочности склеивания при разной температуре дублирования результаты расчётов представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Теоретическая и практическая прочность склеивания при разной температуре дублирования

Аналогично рассчитываем теоретические значения прочности склеивания при разном давлении дублирования и времени дублирования. Результаты расчётов представлены соответственно в таблице 2.7 и таблице 2.8.

Таблица 2.7 - Теоретическая и практическая прочности склеивания при разном давлении дублирования

Таблица 2.8 - Теоретическая и практическая прочности склеивания при разном времени дублирования

Для наглядности полученных результатов данные таблиц представлены в графической форме (Приложения В, Г, Д), причем для каждого пакета материалов свой цвет на графике: первый пакет материалов (основа - артикул С227; клеевой - артикул R 161) - малиновый; второй (основа - артикул С 206 ИА; клеевой - артикул 512 00 30) - коричневый; третий (основа - артикул 3326; клеевой - артикул 81040) - синий. Можно отметить, что теоретическая прочность склеивания возрастает с увеличением температуры, давления. А при увеличении времени дублирования, наоборот, уменьшается. На практике эта зависимость подтвердилась. И для разных пакетов материалов прочность склеивания различная, так как прочность склеивания зависит и от вида, и свойств материалов верха; химического состава, физико-химических и физико- механических свойств клеевых материалов; вида применяемого при дублировании оборудования, которые также необходимо принимать во внимание, учитывать при расчёте теоретической прочности склеивания.

3. Разработка методики на экспресс оценку прочности клеевых соединений при производстве верхней одежды

Настоящая методика распространяется на прокладочные материалы с дискретным или сплошным термопластическим полимерным покрытием, предназначенные для швейных изделий, и устанавливает метод определения прочности склеивания прокладочного материала с контрольным материалом. Сущность метода заключается в определении нагрузки при расслаивании склейки, полученной термосклеиванием прокладочного и контрольного материала при заданных условиях температуры, давления, увлажнения и времени термосклеивания.

Для испытаний пробы отбирают по ТНПА на прокладочные материалы. Из разных мест точечной пробы на расстоянии не менее (100±1) мм от края вырезают в продольном направлении элементарные пробы в форме полоски. Длина элементарной пробы должна быть (200±2) мм, ширина (50±3).

Количество элементарных проб должно быть указано в ТНПА на соответствующий вид прокладочного материала, но не менее четырех.

Испытания проводятся на тестере ТПКС-1 для экспресс-оценки прочности клеевых соединений, для проведения испытаний на устойчивость к расслаиванию дублированных материалов верхней одежды.

Тестер состоит из основания 13, на котором установлен гидроцилиндр 11 (рисунок 3.1). На штоке 10 выходящем из гидроцилиндра закреплен рабочий зажим, состоящий из нижней 7 и верхней 6 пластин, между которыми размещены резиновые накладки 5. Рабочий зажим снабжен рукояткой 9 для его перемещения и винтом 8 для фиксации образцов. Силоизмерительный зажим, который также состоит из нижней 3 и верхней 4 пластин, между которыми размещены резиновые накладки 5, прикреплен через силоизмерительное кольцо 2 к основанию. В силоизмерительное кольцо упирается шток индикатора 1. При расслаивании образца силоизмерительное кольцо деформируется, что фиксируется через перемещение штока индикатора. Показания усилия считываются по шкале индикатора.

Рисунок 3.1 - Тестер ТПКС-1

При взведении рабочего зажима за рукоятку 9 он фиксируется при помощи стопорного устройства.

Перед испытанием пробы должны быть выдержаны в нормальных условиях (относительная влажность 65 ± 2 % и температура 20 ±2 ?С) не менее 24 часов. При испытаниях должны быть обеспечены те же условия.

На каждом образце отмечается участок длиной 50 мм, который расслаивается вручную и служит для закрепления образцов в зажимы тестера.

Рабочий зажим за рукоятку подводится к силоизмерительному зажиму до момента щелчка, обозначающего его фиксацию с помощью стопорного устройства. Испытуемый образец заправляется в зажимы тестера: материал верха - в силоизмерительный зажим; дублирующий материал - в рабочий.

Нажатием на спуск стопорного устройства рабочий зажим приводится в действие. Скорость движения рабочего зажима 100 мм/мин, как наиболее оптимальная для снятия показаний. Расслаивание проводится на длине 100 мм. Показания усилия расслаивания считываются по шкале индикатора.

Схема расслаивания изображена на рисунке 3.2.

1 - проба материала; 2, 3 - захваты тестера нагрузочный и силоимерительный соответственно

Рисунок 3.2 - Схема расслаивания тестером ТПКС-1

С помощью тарировочной шкалы результаты испытания переводятся в Ньютоны для нахождения нагрузки расслоения.

Затем прочность склеивания (R) в килоньютонах на метр (кН/м) вычисляют по формуле:

, (3.1)

где P - средняя нагрузка расслаивания в Н.

За результат испытания принимаем среднее арифметическое результатов испытаний всех элементарных проб, округленное до 0,01 кН/м.

Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать:

- обозначение прокладочного материала, полимерной композиции и текстильной основы;

- номер ТНПА на прокладочные материалы;

- номер и обозначение тестера;

- значение прочности склеивания испытанных проб и способ ее расчета;

- среднее арифметическое значение прочности склеивания;

- особенности процесса расслоения;

- дату испытания; аппаратуру для термосклеивания.

Пример оформления протокола испытания, в соответствии с разработанной методикой, приведены в приложении Б.

4. Исследование конъюнктуры рынка термоклеевых прокладочных материалов

Рынок - явление динамическое, подверженное частым и быстрым изменениям. Можно отметить два основных подхода к его определению. Первый основан на выделении политико-идеологического и философского содержания: рынок рассматривается как способ организации общественного производства, поведения хозяйствующих субъектов, мышления. Второй подход акцентирует внимание на его конкретном экономическом содержании: рынок рассматривается как механизм, объединяющий спрос и предложение для обеспечения процессов купли-продажи товаров данное время и определенном месте. Обстановка на рынке складывается под воздействием комплекса факторов и обстоятельств, которые создают рыночную ситуацию. А рыночная ситуация определяет сложившуюся конъюнктуру рынка.

Конъюнктура (от лат. conjungere - соединяю, связываю) - экономическая ситуация на рынке в определенный момент как результат взаимодействия факторов и условий, определяющих соотношение спроса и предложения на товары, а также уровень и динамику цен на них.

Оценка конъюнктуры представляет собой важную составную часть не только анализа рынка, но и маркетинговых исследований в целом.

Маркетинговое исследование - целенаправленный сбор, анализ и интерпретация информации целью уменьшения неопределенности, сопутствующей принятию маркетинговых решений, относящихся к конкретной рыночной ситуации.

Конъюнктура во многом определяет позиции предприятия на рынке и содержание всей его маркетинговой деятельности [16].

Глубокое изучение товарного рынка должно быть комплексным, увязанным с оценками рынка ценных бумаг, рынка услуг, рынка инвестиций, рынка недвижимости, рынка труда и т.д. Многие процессы на товарном рынке объясняются или обусловлены ситуацией, сложившейся на других рынках.

Пространственный анализ рынка определяется его масштабами (числом его участников, объемом сделок, оборотом рынка) и структурой. Структура рынка - один из главных качественных показателей конъюнктуры. Он отражает главные пропорции рынка и в частности товарную структуру [17].

Состояние рынка охарактеризуется через систему количественных и качественных показателей, каждый из которых отражает определенную сторону конъюнктуры рынка:

1 масштаб рынка - его емкость, объем операций по купле-продаже товара (товарооборот), число предприятий различных типов, выступающих на рынке;

2 степень сбалансированности рынка - соотношение спроса и предложения;

3 тип рынка (конкурентный, монополистический и т.д.);

4 динамика рынка (изменения основных параметров рынка, их вектора, скорость и интенсивность, основные тенденции);

5 степень деловой активности (заполненность хозяйственного портфеля фирмы, число и размер заказов, объем и динамика сделок и т.п.);

6 уровень устойчивости/колеблемости основных параметров рынка в динамике и пространстве (географическом и экономическом - показатели вариации);

7 уровень рыночного риска (оценка вероятности потерпеть поражение на рынке);

8 уровень конкурентной борьбы (число конкурентов, их активность);

9 цикличность рынка, т.е. положение рынка в определенной точке/стадии экономического или сезонного цикла.

Конъюнктурный анализ позволяет всесторонне проанализировать рыночную ситуацию и дать комплексную характеристику состояния рынка; выяснить, насколько благоприятна конъюнктура для осуществления поставленных целей.

Важной составляющей конъюнктурного анализа является система рыночных индикаторов. Индикатор рынка - это качественный или количественный показатель, позволяющий единолично или в комбинации с другими показателями отразить или измерить рыночную ситуацию [17].

К рыночным индикаторам относятся:

- вовлечение товарной массы в сферу рынка;

- товарооборот;

- товарные запасы (в стоимостном выражении или в днях оборота);

- цены (в денежных единицах или в отношении к доходу);

- прибыль (или рентабельность).

При изучении конъюнктуры товарного рынка ставиться задача не только определения ее состояния в тот или иной момент, но и предсказание вероятного характера дальнейшего развития. Конъюнктурный прогноз дает оценку перспектив развития рынка и является основой для выработки стратегии и тактики деятельности предприятия.

Рынки потребительских товаров и продукции производственно-технического назначения изучаются главным образом на основе использования двух подходов:

1 посредством анализа вторичной информации и прежде всего о выпуске и сбыте продукции;

2 путем исследования мотивации и поведения потребителей.

В рамках первого подхода изучаются все документы, представляющие интерес для организации, изданные статистическими органами, различными министерствами, торговыми палатами, региональными органами управления, а также являющиеся результатом специальных немаркетинговых исследований. Такая информация является достаточно дешевой, даже бесплатной, относительно легко доступной.

Второй подход к изучению рынка предполагает исследование мотивации и поведения потребителей путем проведения специальных обследований: интервьюирования, собеседований, заполнения анкет. В качестве опрашиваемых выступают как обычные потребители, так и профессионалы -- эксперты.

В случае изучения продукции производственно-технического назначения выборка охватывает не отдельных людей, а предприятия. Когда проводят анкетирование в промышленной сфере, то выборка, как правило, невелика (исключение составляют рынки, где потенциальные потребители представлены большим количеством предприятий) и замены невозможны: существуют компании, которые надо обязательно опросить, -- например, крупные фирмы - лидеры в своей отрасли.

Здесь важно учитывать одно важное обстоятельство. Спрос на продукцию производственно-технического назначения является производным от спроса на конечные потребительские товары, при изготовлении которых она используется. Поэтому в прогнозных целях необходимо изучать не только существующих и потенциальных потребителей продукции производственно-технического назначения, но также и рынок соответствующих конечных товаров.

При проведении маркетинговых исследований, особенно когда нет возможности получить надежную количественную информацию на основе одного из рассмотренных подходов, следует использовать одновременно все подходы [17].

Основными производителями термоклеевых прокладочных материалов в мире являются следующие фирмы: "Куфнер" (Kufner), "Хансель" ( ), "Текстильгмп Хоф" (Textilgmppe Hof), "Фройденберг" (с. Freudenberg), "Фулда" (Fulda) (Германия), "Ланур Пикарди" (Lainiere de Picardle) (Франция), "Кениг" (Konig), "Балдин" (Baldin) (Бельгия), "Вилен" (Vilene Organisation) (Великобритания) и др.

В России и Беларуси термоклеевые прокладочные материалы (ТПМ) производят: ОАО "Мамонтовка" (Московская обл.), ОАО "ТИМ-холдинг" (Красноярск), НТК "Джей" (Москва), ОАО "Ручайка" (Кобрин), ООО "АТЕМ" (Минск), ООО "Омега Текс" (Кобрин).

Прокладочные материалы известных фирм имеют отличительные символы, например: фирма "Куфнер" -- оранжевую полосу, фирма "Хансель" -- скачущую лошадь. Как правило, производители ТПМ указывают в рекомендациях по их применению вид оборудования для дублирования [4].

Фирмы, специализирующиеся на выпуске ТПМ, постоянно расширяют их ассортимент для использования в самых разнообразных швейных изделиях. В ассортименте могут быть выделены группы материалов, имеющие разные торговые обозначения (таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Ассортимент ТПМ и их характеристика

Одним из известнейших и старейших производителей ТПМ в Европе является фирма "Хансель", которая постоянно совершенствует свои разработки в этой области. Ею освоен выпуск растяжимых прокладочных материалов, способных к удлинению на 14 %. Такие материалы позволяют повысить формуемость клеевых соединений в соответствии с формой тела человека. Такая по величине деформационная способность гарантирует выполнение двух противоположных требований: возможность беспроблемной переработки в швейном производстве, в частности при раскрое, и придание повышенной формоустойчивости деталям одежды при одновременном сохранении их способности к многократному растяжению при эксплуатации. Фирма "Хансель" выпускает термопрокладочные материалы разного целевого назначения, различающиеся поверхностной плотностью, режимами склеивания, цветом и т.д. Наиболее известной разработкой фирмы является тканая прокладка Hansel 901, имеющая вплетенный в уток конский волос.

Другим крупнейшим производителем ТПМ является фирма "Фройденберг", известная как первый разработчик и создатель флизелина. Половина объема выпускаемых в мире флизелинов сходит с производственных потоков этой фирмы. Помимо флизелина фирма выпускает перфорированные и нитепрошивные ленты, клеевой синтепон.

На рынке Республики Беларусь в настоящее время представлено обширный ассортимент клеевых прокладочных материалов.

Проанализируем данные, приведенные в сводных таблицах 4.2 - 4.4 некоторых термоклеевых прокладочных материалов по Республики Беларусь и Российской Федерации.

Из таблицы 4.2 видно, что цена на термоклеевые прокладочные материалы находится в пределах 1700 рублей за метр погонный. Оптимальными режимами для процесса дублирования деталей одежды является температура склеивания - от 120 0С до 140 0С; давление прижимания основы материала к клеевому прокладочному материалу - от 0,2 кгс/м2 до 0,4 кгс/ м2; время нахождения пакета материалов по воздействием температуры и давления - от 10 до 16 секунд.

Эти режимы обеспечивают при изготовлении изделий необходимое качество операции дублирования без дополнительных материальных затрат. Принимая во внимания качественные характеристики и цену из двух представленных видов бязи, наилучшем является бязь артикул Х.100.01.140.070-01.

Таблица 4.2 - Сравнительный анализ цен и характеристик бязи сорочечной производителей, присутствующих на рынке Республики Беларусь

Из таблицы 4.3 видно, что цена на дублерин на тканевой основе колеблиться от 1600 рубле до 3300 Сопоставив цены на дублерин на тканевой основе с его качественными характеристиками, среди представленных в таблице наилучшими качественными и ценовыми характеристиками обладают: дублерин на тканевой основе, белого цвета артикул 8В10ЛЦ по цене 2964,5 рублей за погонный метр и дублерин воротничковый артикул 355 по цене 1669,1 рублей.

Таблица 4.3 - Сравнительный анализ цен и характеристик дублерина на тканевой основе производителей, присутствующих на рынке Республики Беларусь

Таблица 4.4 - Сравнительный анализ цен и характеристик дублерина на трикотажной основе производителей, присутствующих на рынке Республики Беларусь

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5