Исследования условий работы швейных ниток при шитье на машине показывают, что потеря прочности в процессе стежкообразования происходит также из-за трения при многократном изгибе нитки, заправленной в иглу, о детали машины, нитки о нитку во время затягивания стежка.
Большое натяжение нитки, получаемое в момент затягивания стежка, приводит к изменению структуры нитки, ослаблению связи между ее составляющими нитями, а в ряде случаев и к обрыву. На величину потери прочности от истирания влияют угол изгиба, натяжение, волокнистый состав нитки, состояние и внешний вид поверхностей, о которые трется швейная нитка, и скорость ее движения. Общая потеря прочности от истирания хлопчатобумажных ниток при образовании челночных стежков составляет приблизительно 12—40%. В том числе от трения нитки о нитку наблюдается наибольшая потеря прочности (40—50%) в момент затяжки стежка. При прохождении через ушко иглы нитка теряет 20—40% прочности и около 20% — при трении о ткань и детали машины.
В табл. IV-1 приводятся данные, полученные в результате испытания на приборе ТКИ-5-27-1 швейных ниток на прочность к трению при прохождении через ушко иглы. Швейные нитки имеют разные коэффициенты крутки. Условия заправки одинаковые.
Таблица IV-1.Прочность к трению хлопчатобумажных швейных ниток в три сложения толщиной 90,9 текс × 3.
Коэффициент крутки | Прочность на разрыв в Г | Число циклов истирания | Длина строчки в м, выполненная с числом обрывов, равным 25 | Число циклов истирания на 1 м строчки |
85/140 | 1661 | 8144 | 255 | 31,9 |
105/180 | 1680 | 9105 | 780 | 11,7 |
105/235 | 1643 | 11520 | 976 | 12,0 |
125/235 | 1653 | 7270 | 656 | 10,8 |
Из этой табл. видно, что прочность на разрыв еще не характеризует полностью качество швейных ниток и что швейная нитка с меньшим коэффициентом крутки более устойчива к истиранию, что может быть объяснено меньшей напряженностью волокон в нитях.
Для получения качественных швов без стягивания тканей по линии строчки, большое значение имеет величина полной деформации растяжения швейной нитки и доля быстро обратимой деформации. Величины полной и быстро обратимой деформации швейных ниток зависят прежде всего от волокнистого состава швейных ниток, а также от их отделки. Из кривых соотношения величин полной и быстро обратимой деформации ниток различного волокнистого состава, полученных при испытании швейных ниток во времени на релаксометре Р-5 и нагрузке 300 Г (рис. IV-7), следует, что наибольшую долю быстро обратимой деформации имеют капроновые и лавсановые нитки. Большая часть быстро обратимой деформации синтетических швейных ниток приводит к повышению их обрывности при строчке на машине в результате смещения момента затяжки стежка. Затяжка синтетических ниток происходит значительно раньше, чем при работе хлопчатобумажными нитками. Уменьшение обрывности синтетических ниток может быть достигнуто либо за счет уменьшения их эластичности, либо путем перестройки работы механизмов существующих швейных машин на угол смещения затяжки стежков.
Швейные нитки в процессе стежкообразования испытывают многократные растяжения. Это вызывается тем, что для образования стежка требуется приблизительно около 3 мм нитки, а для его выполнения при каждом проколе материала иглой проводится через материал на челночных машинах 110—130 мм. Прочность ниток к многократным растяжениям зависит от амплитуды растяжения, количества циклов растяжения, вида сшиваемого материала и самих швейных ниток. Швейные нитки при многократных растяжениях на швейной машине с высокой частотой циклов удлиняются на 2—3%, в результате удлинение швейных ниток, вынутых из швов изделий, меньше, чем до их использования на машине. По данным И. В. Орлова, при амплитуде растяжения до 0,5% швейные нитки работают как упругое тело, при амплитуде растяжения, равной 1% и больше, появляется неисчезающая деформация, нарастание которой продолжается во всех циклах до полного разрушения ниток. В момент сдергивания петли игольной нитки с челночного устройства и при затяжке стежка на швейной машине нитки испытывают ударную нагрузку. Натяжение ниток в этот момент доходит до 500 Г и более.
Рис. IV-7. Релаксационные кривые швейных ниток: 1 — капроновых; 2 — лавсановых; 3 — хлопчатобумажных обыкновенных; 4 — хлопчатобумажных мерсеризованных; 5 — хлопчатобумажных с силиконовым покрытием.
В отличие от машин челночного стежка в машинах цепного стежка натяжение швейных ниток значительно меньше, и следовательно, они меньше теряют прочность в процессе шитья. Это объясняется особенностями структуры стежков и процесса образования стежков. Узел переплетения игольной нитки и нитки петлителя в цепном стежке не втягивается внутрь сшиваемых слоев материала. Игла при каждом прохождении через материал проводит нитку приблизительно в 5 раз короче, чем при челночном стежке, так как не требуется обводить игольную нитку вокруг шпульки.
Таким образом, швейные нитки в машинах цепного стежка имеют и меньше возвратных движений у одного и того же участка нитки, проводимого иглой при каждом проколе материала. Кроме того, при затяжке стежка швейная нитка не испытывает ударной нагрузки; затяжка происходит постепенно, а не рывком, как на машинах челночного стежка.
Вследствие сопротивления материала проколу иглой, особенно при шитье синтетических материалов и тканей с лавсаном, происходит нагревание иглы, а следовательно, и ниток. В отдельных случаях, главным образом при работе швейных машин со значительными скоростями (от 3200 об/мин и выше), температура иглы достигает 300—400° С. В то время как капроновые швейные нитки имеют температуру плавления 215—200°С. Капрон при температуре 65°С теряет 5% прочности, а лавсан при нагреве до 200° С теряет 75% прочности.
Исследования, проведенные в ЦНИИШП, показали, что одной из причин повышенной обрывности ниток из капрона при работе машины со скоростью в 3200 об/мин является прилипание их к игле в результате оплавления поверхности ниток. Для уменьшения потери прочности ниток, а следовательно, и уменьшения их обрывности на скоростных машинах производится охлаждение иглы путем смазки ниток и обдувки иглы воздухом или водяной пылью. Кроме того, в ЦНИИШелк и ЦНИИШП разработаны новые швейные нитки из капрона и вискозного или натурального шелка. Нити из вискозных или натуральных волокон введены в состав капроновых ниток с целью предохранения капроновой составляющей нити от соприкосновения с нагретой иглой в процессе работы машины.
Швейные нитки обладают усадкой, величина которой зависит от их волокнистого состава. Проведена работа по выявлению сравнительной величины усадки ниток различного волокнистого состава при многократном смачивании с последующей сушкой в сушильном шкафу. Анализ кривых, полученных в результате исследования, показывает, что при смачивании капроновые нитки удлиняются, лавсановые остаются без изменений, а хлопчатобумажные усаживаются (рис. IV-8). При просушивании капроновые нитки усаживаются, хлопчатобумажные усаживаются еще больше, а лавсановые остаются без изменений. Разная величина усадки швейных ниток и тканей может явиться одной из причин стягивания швов изделий в процессе носки.