Почему ткани садятся? Как измерить скорость усадки?

Коэффициент усадки

Ткань состоит из волокон. Когда волокна впитывают воду, они в некоторой степени набухают, что означает, что их длина укорачивается, а диаметр увеличивается. Разница в процентах длины до и после стирки по сравнению с первоначальной длиной обычно называется коэффициентом усадки. Чем выше водопоглощающая способность, тем сильнее набухание, выше усадка и хуже стабильность размеров ткани.

Длина самой ткани отличается от длины использованной пряжи, это различие обычно выражается как процент усадки ткани.

Коэффициент усадки ткани (%) = (Исходная длина нити – Длина ткани) / Исходная длина нити. (См.: Что такое коэффициент усадки ткани?)

После стирки ткани сжимаются из-за набухания волокон, что приводит к дальнейшему укорачиванию. Различные коэффициенты усадки переплетения приводят к различным коэффициентам усадки. На эти показатели влияют структура переплетения ткани и натяжение при ткачестве. Более низкое натяжение при ткачестве приводит к получению более плотной, толстой ткани с более высоким показателем усадки и меньшей усадкой; наоборот, более высокое натяжение при ткачестве приводит к получению более рыхлой, тонкой ткани с более низким показателем усадки и большей усадкой. При крашении и отделке часто используются предварительные операции усадки для увеличения плотности по утку и предварительного снижения показателя усадки, тем самым уменьшая усадку ткани.

Причины усадки ткани

Причинами усадки ткани являются:

① При прядении волокон, а также при ткачестве и крашении пряжи, волокна пряжи в ткани растягиваются или деформируются под действием внешних сил. В то же время волокна пряжи и структура ткани создают внутреннее напряжение. При статической сухой релаксации, статической влажной релаксации, динамической влажной релаксации или полной релаксации различная степень снятия внутреннего напряжения позволяет волокнам пряжи и ткани вернуться в исходное состояние.

② Различные волокна и их ткани имеют разную степень усадки, что в основном зависит от характеристик волокон – гидрофильные волокна имеют более высокую скорость усадки, такие как хлопок, лен и вискозные волокна; в то время как гидрофобные волокна имеют меньшую скорость усадки, такие как синтетические волокна.

③ Когда волокна намокают, они разбухают под воздействием впитывающей жидкости, что приводит к увеличению диаметра волокна. В тканях это приводит к увеличению радиуса кривизны волокон в точках переплетения, что вызывает укорочение длины ткани. Например, хлопковые волокна под действием воды набухают, увеличивая площадь поперечного сечения на 40–50%, а длину — на 1–2%, тогда как синтетические волокна под воздействием тепла, например кипящей воды, усаживаются, как правило, примерно на 5%.

④ При нагревании текстильные волокна изменяют форму и размер, сжимаясь. После охлаждения они не могут вернуться в первоначальное состояние; это называется термической усадкой волокна. Процент длины до и после термической усадки называется коэффициентом термической усадки. Обычно он выражается испытанием на усадку в кипящей воде, где длина волокна усаживается в процентах в кипящей воде при 100°C.

В качестве альтернативы усадку можно измерить с помощью горячего воздуха (температурой выше 100 °C) или пара (температурой выше 100 °C). В зависимости от внутренней структуры волокон, а также от температуры и времени нагрева, они демонстрируют разные коэффициенты усадки. Например, коэффициент усадки в кипящей воде для полиэфирного штапельного волокна составляет 1%, для винилона — 5%, а для хлорволокна — 50%. Эти показатели тесно связаны с технологией обработки текстиля и стабильностью размеров тканей, что служит основой для разработки последующих технологических процессов.

Метод определения усадки

Общие методы тестирования усадки ткани включают сухое пропаривание и стирку.

На примере испытания стиркой процедура и метод испытания на усадку заключаются в следующем:

① Выборка: Возьмите образец из той же партии ткани, на расстоянии не менее 5 метров от края ткани. Образец не должен иметь дефектов, которые могут повлиять на результаты. Образец должен быть вырезан и выстиран, чтобы быть пригодным для стирки. Образец должен быть квадратом размером от 70 до 80 сантиметров. После того, как он будет лежать ровно в течение 3 часов, поместите образец размером 50 см * 50 см в центр ткани, а затем проведите линии по четырем краям с помощью маркера типа "боксхед".

② Маркировка: Поместите образец на ровную поверхность, разгладьте складки и неровности, не растягивайте его и не прилагайте усилий при проведении линий, чтобы избежать смещения.

③ Промытые образцы: Чтобы предотвратить выцветание в обозначенных зонах после стирки, образцы должны быть сшиты (двойной подгибкой для трикотажных тканей, одинарной для тканых). При шитье трикотажные ткани следует сшивать только по обеим долевым и одной поперечной стороне, а тканые — по всем четырем сторонам с соответствующим натяжением нити. Для грубых или осыпающихся тканей следует использовать трехниточный подрубочный шов по всем четырем сторонам. После шитья образцы поместить в теплую воду 30°C, постирать в машине, а затем высушить в сушильной машине или на воздухе. Через 30 минут после полного охлаждения следует провести фактические измерения.

④ Расчет: Коэффициент усадки = (размер до стирки – размер после стирки) / размер до стирки × 100%.

Как правило, следует измерять коэффициент усадки ткани как по основе, так и по утку.

Усадка различных тканей

С точки зрения скорости усадки, синтетические волокна и смесовые ткани имеют наименьшую усадку, за ними следуют шерсть и лен, хлопок находится посередине, шелк имеет наибольшую усадку, а ткани из вискозного волокна, вискозы и искусственной шерсти имеют наибольшую усадку.

Усадка обычных тканей составляет:

Тип ткани	Коэффициент усадки (%)
Хлопок	4 – 10
Синтетические волокна	4 – 8
Смесь хлопка и полиэстера	3.5 – 5.5
Натуральная белая ткань	3
Шерстяная синяя ткань	3 – 4
Поплин	3 – 4.5
Печатные ткани	3 – 3.5
Твил	4
Рабочая ткань (джинсовая)	10
Искусственный хлопок (вискоза)	10

Факторы, влияющие на скорость усадки

① Сырье

В зависимости от сырья коэффициент усадки тканей может различаться. Как правило, волокна с высокой гигроскопичностью при замачивании в воде разбухают, увеличиваясь в диаметре и укорачиваясь в длину, что приводит к более высокой усадке. Например, некоторые вискозные волокна обладают водопоглощаемостью до 13%, тогда как ткани из синтетических волокон имеют низкую гигроскопичность и, следовательно, более низкую степень усадки.

② Плотность

Разная плотность ткани приводит к разной усадке. Если плотность основы и утка схожа, то и усадка по основе и утку будет схожей. Ткани с более высокой плотностью основы будут иметь большую усадку по основе, и наоборот, ткани с более высокой плотностью утка будут иметь большую усадку по утку.

③ Пряжа

Ткани с разным номером пряжи имеют разную усадку. Ткани с более грубой пряжей имеют более высокую усадку, в то время как ткани с более тонкой пряжей имеют более низкую усадку.

④ Производственный процесс

Различные процессы производства тканей приводят к различным коэффициентам усадки. Вообще говоря, ткани, которые многократно растягиваются в процессе ткачества и крашения, имеют более длительное время обработки и подвергаются большему натяжению, будут иметь более высокий коэффициент усадки, и наоборот.

⑤ Состав волокна

По сравнению с синтетическими волокнами (такими как полиэстер и акрил), натуральные растительные волокна (такими как хлопок и лен) и регенерированные растительные волокна (такие как вискоза) более склонны к поглощению влаги и расширению, что приводит к большему коэффициенту усадки. Шерсть, с другой стороны, подвержена валянию из-за чешуйчатой структуры на поверхности волокна, что влияет на ее размерную стабильность.

⑥ Структура ткани

В целом, тканые материалы обладают лучшей размерной стабильностью, чем трикотажные; материалы высокой плотности обладают лучшей размерной стабильностью, чем материалы низкой плотности. Среди тканых материалов, ткани полотняного переплетения обычно имеют более низкий процент усадки, чем фланелевые ткани; тогда как среди трикотажных материалов, полотно чулочной вязки имеет более низкий процент усадки, чем полотно рибана.

Производство и обработка: При крашении, печати и отделке ткани неизбежно растягиваются машинами, что приводит к натяжению внутри ткани. Однако это натяжение легко снимается при контакте ткани с водой, что приводит к усадке после стирки. На практике для решения этой проблемы обычно используют предварительную усадку.

⑦ Процесс стирки и ухода

Стирка и уход включают стирку, сушку и глаженье, и каждый из этих трех этапов влияет на усадку ткани. Например, образцы, постиранные вручную, имеют лучшую стабильность размеров, чем образцы, постиранные в машине, а температура стирки также влияет на стабильность размеров. Вообще говоря, чем выше температура, тем хуже стабильность.

Метод сушки оказывает значительное влияние на скорость усадки ткани. К распространенным методам сушки относятся: сушка в откинутом виде, раскладка на металлической сетке, развешивание и центрифугирование. Из них сушка в откинутом виде оказывает наименьшее влияние на размеры ткани, а центрифугирование - наибольшее, причем два других метода занимают промежуточное положение.

Кроме того, выбор соответствующей температуры глажки в зависимости от состава ткани также может улучшить усадку. Например, усадку хлопчатобумажных и льняных тканей можно уменьшить, гладя их при высоких температурах. Однако более высокие температуры не всегда лучше. Для синтетических волокон глажка при высокой температуре не только не улучшает усадку, но и может повредить их свойства, например, сделать ткань жесткой и ломкой.