Под влиянием влаги происходит усадка, т. е. уменьшение размеров тканей трикотажа и нетканых материалов. Материал усаживается не только при непосредственном соприкосновении с водой, моющим раствором или паром, но и под действием атмосферной влаги. В последнем случае процесс протекает медленнее. В зависимости от рода волокон, структуры материала, напряжений, полученных в процессе переработки, а также температуры влаги и длительности ее воздействия усадка может быть больше или меньше. В процессе текстильного производства волокна, нити, а затем ткани, трикотажные полотна и нетканые материалы подвергаются многократным растягивающим усилиям, в результате которых волокна, нити и сами материалы оказываются напряженными.
Волокна растягиваются вытяжным аппаратом ленточных, ровничных и прядильных машин, напрягаются при скручивании в пряжу. Нити растягиваются при перемотке, сновке и шлихтовке. Циклическую деформацию нити основы испытывают на ткацком станке при образовании зева. В процессе вязания трикотажа нити в вяжущих системах подаются под натяжением, а наработанное полотно все время находится под воздействием механизма оттяжки. Наконец, в процессах красильно-отделочного производства материал растягивается в мокром состоянии, преимущественно в длину, и фиксируется в таком растянутом состоянии при каландрировании и прессовании. Во влажном состоянии текстильные материалы растягиваются особенно легко, так как влага ослабляет молекулярные связи, в результате чего подвижность молекул, формирующих волокна, увеличивается. Поэтому неравновесность материалов быстро растет на всех переходах красильно-отделочного производства.
Чем сильнее ткани и трикотаж или формирующие их нити растянуты в процессах переработки, чем легче они поддаются растяжению, тем больше неравновесность материала, тем энергичнее он релаксирует, освобождаясь от напряженного состояния, тем, следовательно, больше его потенциальная возможность к усадке. Обратный релаксационный процесс обуславливается тепловыми колебаниями, вызывающими перемещение отдельных звеньев или макромолекул. Поскольку подобное перемещение сильно затруднено молекулярным взаимодействием, проявление усадки в сухом состоянии очень незначительно. Под действием влаги и тепла релаксационный процесс протекает быстрее. Молекулы воды проникают между нитями ткани и трикотажа, волокнами пряжи и молекулярными цепями, ослабляют связи между ними и уменьшают силы их взаимодействия. Ослабление молекулярных связей объясняется тем, что часть сил начинает взаимодействовать с молекулами воды, а не между собой. Тепло усиливает колебательные движения звеньев молекул, силы упругости уравновешиваются силами внутреннего трения, и материал приходит в равновесное состояние.
Поэтому снятие напряжения и приведение материала в равновесное состояние осуществляют при влажно-тепловых воздействиях. Например, трикотажным полотнам перед тем, как их пустить в швейное производство, дают некоторое время отлежаться в помещении при значительной относительной влажности, шерстяные ткани декатируют, подвергая действию горячей воды (мокрая декатировка) или пара (сухая декатировка).
Проникновение влаги внутрь волокон, сопровождающееся набуханием, объясняется способностью воды путем избирательной диффузии (осмоса) проникать через стенку внутрь замкнутых клеток. Проникая между молекулярными цепями и звеньями, молекулы воды вызывают их раздвигание и набухание волокон. При этом резко проявляется анизотропия волокон, происходит увеличение их поперечника почти без изменения длины.
В зависимости от химического состава (количества гидрофильных групп) и молекулярной структуры набухание разных волокон при увлажнении может быть больше или меньше. Так, в целлюлозных волокнах натурального происхождения цепные молекулы уложены плотно, их связи более прочные, проникание молекул воды происходит труднее, поэтому во влажном состоянии хлопок набухает меньше. В вискозных же волокнах вода легче проникает между рыхло лежащими молекулярными цепями, вызывая нарушение водородных связей и сильное набухание волокон. Ослабление связей влечет за собой падение прочности набухшего волокна и увеличение пластической деформации.
При высыхании поперечник смоченных холодной водой волокон почти полностью восстанавливается. Если же волокна подверглись действию кипящей воды, то у всех волокон, кроме синтетических, поперечник остается в большей или меньшей степени увеличенным. Если до смачивания в большинстве случаев поперечное сечение нитей имеет эллиптическую форму, то в результате набухания оно становится круглым. Увеличивается диаметр нити, вследствие чего расположенные по спирали волокна растягиваются, изменяется угол их наклона относительно оси нити. Сокращение длины нитей при их смачивании объясняется именно спиральным расположением волокон в пряже. Чем выше крутка, тем сильнее напряжены волокна и тем больше усадка нити по длине. Поэтому в тканях из нитей креповой крутки при смачивании наблюдаются особенно большие усадки, легко уничтожающиеся при проглаживании утюгом. В пряже низкой крутки волокна при набухании выскальзывают и перемещаются, в результате чего усадка пряжи значительно меньше или ее нет совсем.
Таким образом, усадка тканей, трикотажных полотен и нетканых материалов объясняется двумя основными причинами: 1) обратным релаксационным процессом, вызывающим исчезновение деформации растяжения, полученной текстильными материалами в процессах производства, и 2) набуханием волокон, приводящим к увеличению поперечника нитей.
Уменьшить усадку можно: 1) предотвращением или ликвидацией деформации растяжения, получаемой материалами в процессах обработки, например применение ширильно-усадочных машин с механизмом опережения, на которых материал поступает с некоторым припуском и 2) уменьшением гидрофильности волокон и тем самым их способности к набуханию. Этому содействуют и химические обработки, например, нанесение меламиноформальдегидных смол, которые, проникая внутрь волокон, конденсируются там с образованием стойкого высокомолекулярного соединения, сообщающего волокнам гидрофобность.
Усадка — явление нежелательное. Она оказывает неблагоприятное влияние на стабильность конструкции и форму изделия. При раскрое изделий даются припуски на усадку, но это увеличивает расход материала и не всегда приводит к желаемым результатам, потому что не только разные материалы обладают разной усадкой, но неравномерной может быть усадка внутри одного материала. Так же по-разному усаживаются материалы в разных деталях одежды в зависимости от их формы, размеров, количества швов. Так, небольшие детали с частыми швами усаживаются иначе, чем крупные с редким расположением швов. Некоторые ткани усаживаются при смачивании больше, чем швейные нитки, в этом случае частые швы несколько предохраняют деталь от усадки. Другие же, например синтетические ткани, усадок не дают и, если их строчили хлопчатобумажными нитками, то при смачивании сборит и стягивается шов. Очень неблагоприятно отражается на качестве изделия разная усадка материалов верха, прокладки и подкладки в пакете одежды. Особенности усадки тканей, трикотажа и нетканых материалов. Линейная усадка материалов для одежды определяется изменением их размеров по длине и ширине и подсчитывается с помощью формулы:
где L1-длина :или ширина, материала до усадки в мм; L2 — длина или ширина материала после усадки в мм.
Наибольшую усадку материал обычно дает при первом смачивании или стирке. При каждой последующей обработке происходит дальнейшее сокращение размеров, однако процесс носит затухающий характер. Чтобы подсчитать общую (суммарную) усадку в результате ряда обработок по формуле:
В большинстве случаев усадка приводит к уменьшению размеров материала, такую усадку называют положительной. Значительно реже при смачивании и стирке размеры материала увеличиваются, в этом случае усадку называют отрицательной и перед цифрой усадки ставят знак минус.