Исследование зависимости прочности клеевых соединений от технологических параметров склеивания при изготовлении верхней одежды (стр. 10 из 18)
P’=2400.p, Н(240.p, кгс), (1.36)
При достижении заданной нагрузки начинают отсчет времени по секундомеру. По истечении времени термосклеивания склейку элементарной пробы прокладочного материала с полоской контрольного материала вынимают из пресс-формы и выдерживают не менее 3 часов в условиях кондиционирования.Определяют среднюю нагрузку расслаивания пробы Р в Ньютонах (Н). Нагрузку вычисляют из 50% самых низких значений пиков нагрузки, которые определяют на центральном участке, составляющем 50% от общей длины диаграммы расслаивания; начальный участок на диаграмме, где отмечено нарастание нагрузки при расслаивании не учитывают (рисунок 1.22).
Рисунок 1.22 - Диаграмма расслаивания
Нагрузку вычисляют из десяти показаний шкалы нагрузок разрывной машины, снятых через 10 мм шкалы удлинения. Прочность склеивания (R) в килоньютонах на метр (кН/м) вычисляют по формуле:
, (1.37)где Р— средняя нагрузка расслаивания в Н.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний всех элементарных проб, округление до 0,01 кН/м [15].
Проанализировав методики и оборудования для проведения испытаний на прочность клеевых соединений видно, что во всех методах используется угол расслоения равный 180º, кроме ГОСТ 28966.2-91. Но угол расслоения по этому стандарту точно не регламентирован.
Практически во всех методах предлагается использовать скорость расслоения от 100 до 300 мм/мин за исключением трех стандартов.
Размеров образцов во всех методах выбираются различные габариты.
Наиболее подходящими по свойствам исследуемых материалов являются три стандарта: ГОСТ 6768-75 (Резина и прорезиненная ткань. Метод определения прочности связи между слоями при расслоении (ширина образца 25 мм), ГОСТ 28832-90 (Материалы прокладочные с термоклеевым покрытием. Метод определения прочности склеивания (ширина образца 30 мм) и ГОСТ 28966.2-91 (Клеи поилмерные. Метод определения прочности при отслаивании (ширина образца 15 мм).Во всех случаях, регламентируется использование разрывной машины с различными приспособлениями, что сопряжено с определенными неудобствами, начиная от высокой стоимости оборудования и его обслуживания и невозможностью использования испытаний непосредственно в цеху, в процессе производства.
2. Исследование влияния технологических параметров на прочность клеевого соединения
Определения прочности склеивания клеевых соединений осуществлялось на разрывной машине по ГОСТ 28832-90 "Материалы прокладочные с термоклеевым покрытием. Метод определения прочности склеивания". Сущность метода состояла в определении нагрузки при расслаивании склейки, полученной термосклеиванием прокладочного материала и материала верха при заданных температуре, давлении и времени термосклеивания. Данная методика детально описана в подразделе 1.2.
2.1 Исследование влияния температуры дублирования на прочность клеевых соединений
В исследовании использовались три пакета материалов:
- в качестве материала верха – ткань пальтовая: светлая артикул С227 (полушерстяная), поверхностная плотность 280 г/м2; черная артикул С 206 ИА (шерсть и полиакрилонитрильное волокно), поверхностная плотность 360 г/м2; черная артикул 3326 (шерсть и полиакрилонитрильное волокно), поверхностная плотность 380 г/м2;
- в качестве прокладки – термоклеевой материал: артикул R 161; артикул 512 00 30; артикул 81040. Клеевое покрытие - полиамидное.
Общее правило, которым руководствуются при выборе температуры дублирования, следующее: Тгреющ. пов.>Тпл. клея 
+ (10-15ºC).
При этом температура плавления клея (таблица 2.1) не должна превышать температуры термостойкости, которая определяется по температуре разложения, размягчения, плавления волокон или потери их прочности (таблица 2.2) [17].
Таблица 2.1 – Характеристики клеёв
| Вид клея | Температура плавления клея,ºC | Устойчивость к стирке | Устойчивость к химчистке |
| Полиэтиленовый | 105-115 | + | - |
| Полиамидный | 110-130 | - | + |
| Полиэфирный | 115-120 | При 60ºC | + |
| поливинилхлоридный | 80-180 | + | слабая |
Таблица 2.1 – Температурные характеристики волокон
| Вид волокна | Температура, ºC, при которой происходит | |||
| разложение | размягчение | плавление | потеря прочности | |
| полиэфирное | - | 230-240 | 250-255 | 160-170 |
| хлопковое | 150 | 120 | - | - |
| чисто шерстяное | 130-135 | - | - | - |
| вискозное | 180-200 | - | - | - |
| полиамидное | - | 170-235 | 215-255 | 90-100 |
| полиакрилонитрильное | - | 235 | - | 180-200 |
В нашем случае: Тгеющ. пов.>120-125ºC.Дублирование осуществлялось на прессе "Certus" фирмы "Каннегиссер" (Германия). Время дублирования – 12,4 секунд, давление – 30 Н/см2. Температура (верхняя плита/нижняя плита пресса) изменялась от 130/135 до 140/145ºC.Прочность клеевого соединения продублированных образцов определялось по ГОСТ 28832-90. Результаты испытаний прочности клеевых соединений продублированных образцов представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Результаты испытаний прочности клеевых соединений продублированных образцов при изменении температурного режима
| Номер пакета материалов/Артикул основы и прокладочного материала | Режим (0С; сек; Н/см2) | Усилие расслоения, Н | Среднее усилие расслоения, Н | Проч-ность склеи-вания, R , Н/м | ||||
| 1. Основа: С227Прокл: R161 | 130/13512,4 сек;300 | 0,515 | 0,405 | 0,5 | 0,36 | 0,435 | 0,443 | 89 |
| 135/14012,4 сек;3 | 0,555 | 0,508 | 0,585 | 0,56 | 0,48 | 0,538 | 108 | |
| 140/14512,4 сек;300 | 0,495 | 0,545 | 0,585 | 0,535 | 0,58 | 0,548 | 110 | |
| 2. Основа: С 206 ИАПрокл: 5120030 | 130/13512,4 сек;300 | 1,2 | 1,1 | 1,135 | 1,065 | 1,005 | 1,101 | 220 |
| 135/14012,4 сек;300 | 1,1 | 1,325 | 1,150 | 1,225 | 1,150 | 1,190 | 238 | |
| 140/14512,4 сек;300 | 1,305 | 1,190 | 1,075 | 1,350 | 1,245 | 1,233 | 247 | |
| 3. Основа: 3326Прокл: 81040 | 130/13512,4 сек;300 | 0,775 | 0,9 | 0,935 | 0,895 | 0,905 | 0,882 | 176 |
| 135/14012,4 сек;300 | 1,1 | 1,125 | 1,050 | 0,88 | 0,905 | 1,012 | 202 | |
| 140/14512,4 сек;300 | 1,1 | 1,2 | 1,050 | 1,025 | 1,075 | 1,090 | 218 | |
По значениям среднего усилия построена гистограмма влияния температуры дублирования на прочность клеевого соединения (рисунок 2.1).
желтым цветом отмечен первый пакет материалов (основа артикул С227,прокладочный – R161); зеленый – второй пакет материалов (основа – С 206 ИА, прокладочный - 5120030); коричневый – третий пакет материалов (основа – 3326, прокладочный - 81040).
Рисунок 2.1 - Гистограмма влияния температуры дублирования на прочность клеевого соединения
Как видно из результатов испытаний, прочность клеевого соединения возрастает с увеличением температуры, а также значительно меняется в зависимости от видов материалов. Влияние данного параметра дублирования на адгезию прокладочных материалов можно объяснить следующим образом. Вязкость клея уменьшается по мере возрастания температуры. Наивысшую способность к склеиванию (адгезию) клея приобретают в определённом диапазоне вязкости, который находится между температурой размягчения и температурой плавления и составляет 130-160ºC. Ниже диапазона оптимальных температур адгезия уменьшается, клей становится слишком твёрдым. Выше диапазона оптимальных температур клей становится чересчур текучим и впитывается верхней тканью и прокладкой, прочность клеевого соединения уменьшается [17].
2.2 Исследование влияния давления дублирования на прочность клеевых соединений
В исследовании использовались аналогичные виды основного и прокладочного материала, как и в раздели 2.1
Значение давления дублирования обычно выбирают в зависимости от типа от типа дублируемых материалов. Если ткань имеет ворсовое покрытие (или рельефную поверхность) и сжатие может привести к появлению блеска, то давление при дублировании желательно уменьшить.
Большинство современных прессов, предназначенных для дублирования, обеспечены устройствами, позволяющими регулировать давление прессования от 0 до 10 Н/см2. Практически все материалы дублируют при давлении, равном 20-60 Н/см2 [3].
Дублирование исследуемых образцов осуществлялось на прессе "Certus". Параметры дублирования следующие: температура – 130/135ºC, время – 12,4 секунды, давление – 20; 35, 40 Н/см2.
Результаты испытаний прочности клеевых соединений продублированных образцов в таблице 2.4.
Анализ полученных данных говорит о том, что увеличение давления ведёт к увеличению прочности склеивания. При большом усилии прессования клеевая точка сплющивается, увеличиваясь в диаметре. В результате прочность склеивания увеличивается. Но слишком большое давление может вызвать утонение пакета соединяемых материалов, выдавливание клея в структуру тканей. Всё это ведёт к ухудшению гигиенических свойств изделия.
Таблица 2.4 - Результаты испытаний прочности клеевых соединений продублированных образцов при изменении давления
| Номер пакета материалов/Артикул основы и прокладочного материала | Режим (0С; сек; Н/см2) | Усилие расслоения, Н | Среднее усилие расслоения, Н | Проч-ность склеи-вания, R , Н/м | ||||
| 1. Основа: С227Прокл: R161 | 130/135;12,4;30 | 5,35 | 4,05 | 5,15 | 3,95 | 4,45 | 4,59 | 92 |
| 130/135;12,4;35 | 5,75 | 5,15 | 5,85 | 5,8 | 5 | 5,5 | 110 | |
| 130/135;12,4;40 | 5,65 | 5,45 | 5,85 | 5,75 | 6,25 | 5,79 | 116 | |
| 2. Основа: С 206 ИАПрокл: 5120030 | 130/135;12,4;30 | 12,2 | 14,5 | 12,35 | 10,65 | 10,85 | 12,11 | 242 |
| 130/135;12,4;35 | 11,9 | 13,75 | 12,5 | 12,25 | 11,5 | 12,38 | 248 | |
| 130/135;12,4;40 | 13,35 | 11,9 | 11,75 | 13,5 | 12,45 | 12,59 | 252 | |
| 3. Основа: 3326Прокл: 81040 | 130/135;12,4;30 | 8,75 | 9,05 | 9,25 | 9,1 | 9,15 | 9,06 | 181 |
| 130/135;12,4;35 | 10,9 | 11,05 | 10,55 | 9,05 | 9,75 | 10,26 | 205 | |
| 130/135;12,4;40 | 11,25 | 12,35 | 10,65 | 10,95 | 10,75 | 11,19 | 224 | |
По значениям среднего усилия построена гистограмма влияния давления дублирования на прочность клеевого соединения (рисунок 2.2).