Усадка тканин при змочуванні та пранні
Під впливом вологи відбувається усадка, тобтозменшення розмірів тканин трикотажу та нетканих матеріалів. Матеріал сідає не тільки при безпосередньому зіткненні з водою, миючим розчином або парою, але й під дією атмосферної вологи. У разі процес протікає повільніше. Залежно від роду волокон, структури матеріалу, напруг, отриманих у процесі переробки, а також температури вологи та тривалості її впливу усадка може бути більшою або меншою. У процесі текстильного виробництва волокна, нитки, а потім тканини, трикотажні полотна і неткані матеріали піддаються багаторазовим зусиллям, що розтягують, в результаті яких волокна, нитки і самі матеріали виявляються напруженими.
Волокна розтягуються витяжним апаратом стрічкових, рівничних та прядильних машин, напружуються при скручуванні у пряжу. Нитки розтягуються при перемотуванні, сновці та шліхтуванні. Циклічну деформацію нитки основи випробовують на ткацькому верстаті під час утворення зіва. У процесі в'язання трикотажу нитки у в'яжучих системах подаються під натягом, а напрацьоване полотно постійно перебуває під впливом механізму відтяжки. Нарешті, в процесах фарбувально-оздоблювального виробництва матеріал розтягується в мокрому стані, переважно в довжину, і фіксується в такому розтягнутому стані при каландруванні та пресуванні. У вологому стані текстильні матеріали розтягуються особливо легко, оскільки волога послаблює молекулярні зв'язки, у результаті рухливість молекул, формують волокна, збільшується. Тому нерівноважність матеріалів швидко зростає на всіх переходах фарбувально-оздоблювального виробництва.
Чим сильніше тканини і трикотаж або нитки, що формують їх, розтягнуті в процесахпереробки, чим легше вони піддаються розтягуванню, тим більше нерівноважність матеріалу, тим енергійніше він релаксує, звільняючись від напруженого стану, тим, отже, більша його потенційна можливість до усадки. Зворотний релаксаційний процес обумовлюється тепловими коливаннями, що викликають переміщення окремих ланок або макромолекул. Оскільки подібне переміщення сильно утруднене молекулярною взаємодією, прояв усадки в сухому стані дуже незначний. Під дією вологи та тепла релаксаційний процес протікає швидше. Молекули води проникають між нитками тканини та трикотажу, волокнами пряжі та молекулярними ланцюгами, послаблюють зв'язки між ними та зменшують сили їх взаємодії. Ослаблення молекулярних зв'язків пояснюється лише тим, що частина сил починає взаємодіяти з молекулами води, а чи не між собою. Тепло посилює коливальні рухи ланок молекул, сили пружності врівноважуються силами внутрішнього тертя, і матеріал входить у рівноважний стан.
Тому зняття напруги та приведення матеріалу в рівноважний стан здійснюють при волого-теплових впливах. Наприклад, трикотажним полотнам перед тим, як їх пустити в швейне виробництво, дають деякий час відлежати в приміщенні при значній відносній вологості, вовняні тканини декатують, піддаючи дії гарячої води (мокра декатування) або пара (сухе декатування).
Проникнення вологи всередину волокон, що супроводжується набуханням, пояснюється здатністю води шляхом вибіркової дифузії (осмосу) проникати через стінку замкнутих клітин. Проникаючи між молекулярними ланцюгами та ланками, молекули води викликають їх розсування та набухання волокон. При цьому різко проявляється анізотропія волокон, відбувається збільшення їх діаметра.без зміни довжини.
Залежно від хімічного складу (кількості гідрофільних груп) та молекулярної структури набухання різних волокон при зволоженні може бути більшим або меншим. Так, у целюлозних волокнах натурального походження ланцюгові молекули укладені щільно, їх зв'язки міцніші, проникнення молекул води відбувається важче, тому у вологому стані бавовна набухає менше. У віскозних волокнах вода легше проникає між пухко лежачими молекулярними ланцюгами, викликаючи порушення водневих зв'язків і сильне набухання волокон. Ослаблення зв'язків спричиняє падіння міцності набряклого волокна та збільшення пластичної деформації.
При висиханні діаметр змочених холодною водою волокон майже повністю відновлюється. Якщо ж волокна зазнали дії окропу, то у всіх волокон, крім синтетичних, діаметр залишається більшою або меншою мірою збільшеним. Якщо до змочування здебільшого поперечний переріз ниток має еліптичну форму, то результаті набухання воно стає круглим. Збільшується діаметр нитки, внаслідок чого розташовані по спіралі волокна розтягуються, змінюється кут їх нахилу щодо осі нитки. Скорочення довжини ниток при їх змочуванні пояснюється саме спіральним розташуванням волокон у пряжі. Чим вище крутка, тим сильніше напружені волокна і тим більше усадка нитки по довжині. Тому в тканинах з ниток крепової крутки при змочуванні спостерігаються особливо великі усадки, що легко знищуються при прогладжуванні праскою. У пряжі низької крутки волокна при набуханні вислизають і переміщаються, в результаті чого усадка пряжі значно менша або її немає зовсім.
Таким чином,усадка тканин, трикотажних полотен та нетканих матеріалів пояснюється двома основними причинами: 1)зворотним релаксаційним процесом, що викликає зникнення деформації розтягування, отриманої текстильними матеріалами в процесах виробництва, і 2) набухання волокон, що призводить до збільшення діаметра ниток.
Зменшити усадку можна: 1) запобіганням або ліквідацією деформації розтягування, одержуваної матеріалами в процесах обробки, наприклад застосування ширильно-збіжних машин з механізмом випередження, на яких матеріал надходить з деяким припуском і 2) зменшенням гідрофільності волокон і тим самим їх здатності до набухання. Цьому сприяють і хімічні обробки, наприклад, нанесення меламіноформальдегідних смол, які, проникаючи всередину волокон, конденсуються там з утворенням високомолекулярної стійкої сполуки, що повідомляє волокнам гідрофобність.
Усадка - явище небажане. Вона надає несприятливий вплив на стабільність конструкції та форму виробу. При розкрої виробів даються припуски на усадку, але це збільшує витрату матеріалу і не завжди призводить до бажаних результатів, тому що не тільки різні матеріали мають різну усадку, але нерівномірною може бути усадка всередині одного матеріалу. Так само по-різному сідають матеріали у різних деталях одягу залежно від їхньої форми, розмірів, кількості швів. Так, невеликі деталі з частими швами сідають інакше, ніж великі з рідким розташуванням швів. Деякі тканини сідають при змочуванні більше, ніж швейні нитки, у разі часті шви дещо оберігають деталь від усадки. Інші ж, наприклад синтетичні тканини, усадок не дають і, якщо їх строчили бавовняними нитками, то при змочуванні збирає і стягується шов. Дуже несприятливо відбивається на якості виробу різне усадження матеріалів верху, прокладки та підкладки в пакеті одягу. Особливостіусадки тканин, трикотажу та нетканих матеріалів. Лінійне усадження матеріалів для одягу визначається зміною їх розмірів за довжиною та шириною і підраховується за допомогою формули:
де L1-довжина :або ширина, матеріалу до усадки мм; L2 - довжина або ширина матеріалу після усадки в мм.
Найбільше усадку матеріал зазвичай дає при першому змочуванні або пранні. При кожній подальшій обробці відбувається подальше скорочення розмірів, проте процес має загасаючий характер. Щоб підрахувати загальну (сумарну) усадку внаслідок низки обробок за формулою:
У більшості випадківусадка призводить до зменшення розмірів матеріалу, таку усадку називають позитивною. Значно рідше при змочуванні та пранні розміри матеріалу збільшуються, у цьому випадку усадку називають негативною і перед цифрою усадки ставлять знак мінус.