Современные БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ И МАШИНЫ

Физические основы влажностно-тепловой обработки белья

Глаженье изделий из ткани производится для получения нужной или восстановления утерянной их формы, распрямления смятых участ­ков ткани и получения требуемого внешнего вида изделия. Эти про­цессы обеспечиваются особыми свойствами ткаии: изменять физико - мехаиические свойства при определенных условиях и восстанавливать их при возвращении в исходное состояние. В зависимости от окру­жающей температуры, степени влажности и механического нагруже­ния ткани изменяют свою форму и механические свойства. Изменение температуры может придать ткани одио из трех физических состояний: стеклообразное, эластичное или вязкотекучее. Зависимость деформации большинства текстильных материалов от степени нагрева может быть представлена термомеханической кривой (рис. 3.34). При нормальной температуре волокна ткани находятся в так называемом «стеклообраз­ном» состоянии и упругая деформация ее довольно высокая. С увели­чением температуры и особенно при одновременном воздействии влаги упругая деформация в ткани значительно снижается, ослабляются меж - молекуляриые связи в волокнах и увеличивается эластичная деформа­ция. Перевести волокна ткаии в пластическое состояние не удается потому, что все виды волокон (кроме синтетических) разрушаются прежде, чем достигают пластического состояния. Поэтому при влаж - ностио-тепловой обработке используют эластичную деформацию [уча­сток Тс-Т1 (рис. 3.34) на термодинамической кривой], так как в этом состоянии ткань лучше формуется, а после охлаждения деформация ткаии фиксируется.

Для получения эластичной деформации необходимо ослабить моле­кулярные связи волокон. Это достигается увеличением энергетиче - 132

Ского уровня молекул путем передачи им теплоты. Пере­ходу волокон из стекло­образного состояния в элас­тичное способствует также введение в волокно пласти­фикатора в виде влаги и механическое нагружение материала.

Обычно влажностно-теп­ловую обработку тканевых изделий проводят путем кон­тактного воздействия нагре­той поверхности, вводя влагу в парообразном состоянии.

Высушенная ткань после Лропаривания и последующего охлаждения сохраняет форму, приданную ей при влажностно-тепловой обработке.

Исходя из изложенного, процесс глаженья можно разделить на следующие этапы: увлажнение и перевод ткани в эластичное состоя­ние; формирование ткани; просушка ткаНи и фиксация полученной деформации; охлаждение и окончательная фиксация полученной формы ткани.

При влажностно-тепловой обработке тканевых изделий увлажнение способствует повышению пластичности и эластичности, сопротивлению на разрыв, снижению усилий иа распрямление изгибов, обеспечению равномерного нагрева поверхности ткани. Определяющим процессом при увлажнении является сорбция водяных паров и влаги. Сорбция (поглощение паров, газов, растворенных веществ твердыми телами и жидкостями) происходит при внесении волокон ткаии в область водя­ного пара. Волокно, имеющее капиллярно-пористую структуру, погло­щает пар до тех пор, пока само не будет иметь температуру пара. Этот первый этап процесса называется конденсационным, так как отложение пара на волокне вызвано тем, что температура волокна ниже темпера­туры пара.

В течение этого периода волокно нагревается только в результате выделения теплоты конденсации.

На втором этапе начинают действовать сорбционные свойства ткаии. Водяной пар диффундирует через пограничный слой поверхности мате­риала, а оттуда проникает внутрь, где ои адсорбируется иа поверх­ности микро - и макрокапилляров. Пластифицирующее действие влаги в цикле влажностно-тепловой обработки ткани в первую очередь свя­зано с сорбцией пара, в результате чего молекулы воды, проникающие вглубь волокна, изменяют межмолекулярные связи и, соответственно, механические свойства волокон.

В результате понижается температура стеклования, ткань переходит в эластичное состояние.

Снижение температуры стеклования увеличивает деформируемость материала и снижает затраты энергии на процесс глажения. Мате­
риальный баланс процесса увлажнения [27] определяется следующим уравнением:

Мвл -(- ХВ|Л4ВЛ “Ь = Мв --Хв2Мв 1712, (3-4)

Где Мв — масса сухого воздуха; Мвл — масса влажного воздуха; хВ1 и хв2 — вла - госодержание воздуха до и после сорбции; и т2 — масса материала до и после увлажнения.

В уравнении (3.4) имеем:

.. т2 — т[ Мвл Мв=------------------ ,

«£в1 -^в2 «£в1 -^в2

Тепловой баланс определяется следующим уравнением: т* (Л — ^г) = (<?| + <?2 + <?з) — (гк + ^с — 4,2/в),

Где тв — Мв/Мвл-, 1, 32 — теплосодержание поступившего и отработанного пара; Я, Яч, Яз— потери тепла в материале, гладильном валке и пространстве; гк — теплота конденсации; г,. — температура сорбции; /„ — температура отработан­ного пара.

На практике в процессе глаженья увлажнение составляет 0,1 —

0, 6 кг/м2.

После увлажнения выполняется формование ткани. В качестве кри­терия формообразования ткани выбраны: угол а загибки, изменение угла р между нитями утка и основы, уменьшение толщины у ткани.

Общими требованиями на всех этапах влажностно-тепловой обра­ботки является отсутствие лас, вызываемых излишним давлением на обрабатываемую ткань и представляющих собой блеск отдельных мест на изделиях. Угол а загибки при разутюживании должен быть менее 20°, а при заутюживании 30—35°. Изменение угла р между нитями основы и утка в пределах 12—15° может прочно фиксироваться. Боль­шее значение угла р прочно не фиксируется.

На операции формования не требуется уменьшать толщину формуе­мых материалов, поэтому требования к давлению минимальные.

К операциям влажностно-тепловой обработки, на которых уменьше­ние толщины материала является основным требованием, относится прессование утолщенного края и выдавливание рельефных линий. Расчет силы прижима башмака гладильных машин [28] показывает, что давление поверхности плиты увеличивается в направлении, обрат­ном вращению валка, и достигает максимального значения на набе­гающем конце гладильной плиты. Для обеспечения движения белья без проскальзывания относительно валка должно обеспечиваться усло­вие: 1'> !, где [' — коэффициент трения валка о ткань: / — коэффи­циент трения ткани о лоток (/ = 0,26—0,30). Оптимальное давление на обрабатываемый материал колеблется от 2 до 15 кПа. На практике выбирают постоянное (6—7 кПа) или регулируемое давление.

Следующая стадия глаженья — сушка, которая аналогична про­цессу, описанному в разделе о сушильных машинах. Отличительной особенностью является то, что в гладильных машинах и прессах имеет место контактная сушка ткани между греющими поверхностями. На основании исследований, проведенных И. В. Орловым и В. А. Дубов - 134

Ным в 1974 г., определены температурные режимы, время и сила при­жима нагреваемой (гладильной) поверхности башмака для различных тканей (табл. 3.13).

Конструкция машин должна обеспечивать выполнение всех техно­логических операций: переход ткани в эластичное состояние, формо­вание, просушку, фиксацию полученной деформации с охлаждением.