Диплом - Комплексная оценка качества хлопкольняной пряжи
Подождите немного. Документ загружается.
31
тонких нитей из льна, включающий метод разделения элементарных волокон
и прядения этого волокна.
Результатом этого конкурса явилось важнейшее изобретение той эпохи
– мокрое прядение льна, при котором отваренная волокнистая ленточка льна
в процессе вытягивания между двумя парами валиков формировалась в
продукт, состоящий из элементарных волокон и раздробившихся и
достаточно тонких их комплексов. Этот метод позволил вырабатывать из
льна существенно более тонкую, чем при сухом прядении пряжу. Однако это
не позволяло использовать более дешевую технологию хлопкопрядения и не
позволяло вырабатывать очень тонкую и смесовую пряжу.
В начале XIX века котонизацией начинают заниматься в Англии и
других промышленных странах. Разрабатывается большое количество
различных способов котонизации, в основном с химическим разрушением
срединных пластинок: варка с давлением, мочка, смачивание, экстракция в
воде, обработка паром и т.д. Начинают применять различные химикаты-
мыло, поташ, едкий натр, хлористая магнезия, сода, зола, бензин, керосин и
др.
Недостаточное количество хлопка и стремление заменить его другими
менее теплолюбивыми волокнами за все время развития котонизации от Гей-
Люссака до Гминдера (современная германская фирма) были одним из
стимулов этих работ. Достаточно проследить историю котонизации, чтобы
убедиться в том, что во всех странах котонизацией начинали особенно
интересоваться именно тогда, когда промышленность испытывала
недостаток в хлопке и, наоборот, в периоды бесперебойного снабжения
промышленности хлопком интерес к котонизации падал.
Другим стимулом являлось стремление заменить дорогостоящую и
сложную обработку грубого длинного технического льняного волокна на
малопроизводительных льнопрядильных машинах сухого и мокрого
прядения более дешевой и легкой обработкой короткого льноволокна на
прядильных машинах для хлопка.
32
Для этого необходимо было превратить лен в хлопкообразное волокно.
Считалось, что для этого достаточно раздробить технические волокна на
элементарные и в этом состоянии обрабатывать на прядильных машинах.
Однако указанные выше способы котонизации не нашли устойчивого
массового применения в промышленности и были забыты, несмотря на все
выгоды, которые они сулили.
В 1910 году начались систематические опыты по превращению
льняного волокна в элементаризированное хлопкообразное волокно для
переработки его в чистом виде в смеси с хлопком и шерстью.
Тогда же инженер Шевелин доказал, что котонизация представляет
определенный интерес, и им была организована опытно-показательная
станция.
В 1911 году работы этой опытно-показательной станции дали
положительные результаты, и было организовано общество, являвшееся
единственной организацией практического проведения котонизации в
России. С 1914 года котонизацией стали заниматься на Западе, особенно в
Германии.
В СССР вопросом котонизации заинтересовался Главтекстиль. Был
сделан ряд обследований, но дело не пошло вперед и ограничивалось
теоретическими и небольшими лабораторными изысканиями. В 1922-25 году
опыты котонизации продолжались уже в большем масштабе и
котонизированное волокно примешивалось к шерстяным волокнам трестом
Моссукно.
Работы по котонизации в России усиленно велись в начале 30-х годов
XX века в Институте нового лубяного сырья (НИИПОЛ) и затем в Институте
лубяных волокон (ЦНИИЛВ), в который в конце 30-х годов влился
НИИПОЛ.
Сложная международная обстановка, полное отсутствие
отечественного хлопка и сырьевая блокада России, а также необходимость
срочно одеть разоренный народ, поставили перед страной первоочередную
33
задачу – изыскание отечественных источников волокнистого сырья.
Изучались возможности получения хлопкообразного волокна из кендыря,
кенафа, канатника, конопли, крапивы и различных видов льна.
Строительство в 1932 году 400 льнозаводов, на которых ручное
трепание было заменено машинным, привело к появлению большого
количества отходов трепания, которые не использовались в текстильной
промышленности.
В результате многочисленных исследований была разработана
технология и подобрано оборудование для получения из этих отходов
элементаризированного хлопкообразного волокна (рисунок 1.1), пригодного
для использования в смеси с хлопком и шерстью.
После образования СССР с проведением иррагационных работ в
Средней Азии была создана сырьевая база для хлопчатобумажной
промышленности. Вопрос дефицита хлопка был снят, начато было
строительство крупных хлопчатобумажных комбинатов, работавших на
среднеазиатском хлопке. Потребность в котонине, как заменителе хлопка,
отпала, и котонинная промышленность была ликвидирована.
Произошедший распад СССР создал совершенно новую ситуацию.
Узбекистан (основной поставщик хлопкового сырья) начал быстро развивать
свою текстильную промышленность, обладая большими как сырьевыми, так
и трудовыми ресурсами, в связи с чем для получения валюты часть хлопка
направил на экспорт в западные страны. В результате этого
хлопчатобумажная промышленность России в значительной мере осталась
без сырья. Одновременно произошло существенное сокращение спроса
средних слоев населения на льняные ткани, цены на которые возросли не
только в связи с общей инфляцией, но еще и от сокращения государственных
дотаций на льняное сырье в сельском хозяйстве. Поднять спрос средних
слоев населения на льняные ткани возможно только при сокращении цен на
них, а для этого нужно сократить расходы на сырье и на его обработку,
стоимость которой, особенно в условиях мокрого прядения, очень высока [1].
34
Угары (костра с
волокном)- около
50%
Картон
Сырье – швингтурбинные и другие отходы
льняной промышленности с закостренностью до 30-
40%
Сортировка. Подсушка
Обработка на рыхлительно - обескостривающем агрегате
(трясилка Грушвица, КП-1, бреккер-карда, п/ф карда – в
различных комбинациях). Закостренность – 8%
Обработка щелочами, соединяемая иногда с
белением и крашением в конвейерных
котонизаторах, котлах или цементных ящиках.
Промывка. Отжим
Мокрое рыхление – волчок Гартмана
Сушилка Бено- Шильде
Сухое рыхление (кремпель-вольф, КП-1 и
американка – в различных комбинациях)
35
1.3. СПОСОБЫ КОТОНИЗАЦИИ
Известны три способа превращения короткого или однотипного
волокна в хлопкообразное: механический, химический, механохимический.
Химический не нашел широкого промышленного использования из-за
высоких затрат, хотя по своим характеристикам полученное волокно в целом
удовлетворяет требованиям хлопчатобумажной промышленности.
Рассмотрим подробно каждый из этих методов.
Механическая котонизация
Механический метод получения хлопкообразного волокна сводится к
кардочесанию на грубой и тонкой чесальной машине, вытягиванию на
ленточной машине для ориентации волокон, разрезанию ленты на отрезки,
например 35 мм, и затем, доработке его на очистительных машинах. [10].
Ряд итальянских и английских фирм предлагают еще производить
гребнечесание, чтобы удалить короткие волокна и оставшийся сор и пороки.
Использование в
шерстопрядении
36
Механический способ получил наибольшее распространение, как более
простой и экологически чистый. Он имеет свои разновидности, так как
котонин получают двумя методами: разрывом или разрезанием. По методу
разрывной технологии в большинстве случаев перерабатывают неориентированное
волокно в массе. Принцип разрезания применяют для волокна в ленте. Каждый из
этих методов имеет свои недостатки и преимущества. Различные способы
подготовки позволяют получить волокно с разнообразными физико-механическими
показателями, что в дальнейшем определяет диапазон вырабатываемой пряжи
различных линейных плотностей и процент вложения короткоштапельного
льняного волокна в смесь.
На предприятиях России используют в основном два механических
способа получения котонизированного волокна.
Первый способ, разработанный и запатентованный в ЦНИИЛКА, сводится
к следующему. Короткое льняное волокно и очес со склада сырья в кипах поступает
на поточную линию, где волокно разрыхляется, смешивается, очищается и
формируется в рулоны. Далее 9-10 рулонов одновременно подаются на
кардочесальную машину. Очищенный и перемешанный слой волокна снимается
гребнем и формируется в ленту. Утонение ленты из очеса и короткого волокна
осуществляется на переходах ленточных машин, оснащенных сверху и снизу
гребенными полями. Лента разрезается на специальной машине на отрезки,
необходимые для дальнейшей их переработки на очистительных машинах и
смешивания с хлопком или химическими волокнами. По этому способу
котонизированное льняное волокно производится на льнопредприятиях в городах
Ижевске и Вязниках (Владимирская область).
Механические способы получения льноволокна путем разрезания
разработаны ЦНИИЛКА (Москва) и ВНИИЛП (Кострома). Эта технология
позволяет получить волокна 4-2,5 текс (№250-400) с закостренностью не более
3,5%; доля волокон в диапазоне длины 16-40 мм (при резке 36 мм) составляет 70-
85% [11].
37
На основе анализа известных принципов модификации льна ЦНИИЛКА
предложил новый способ получения хлопко- или шерстоподобного волокна путем его
штапелирования при высокоскоростном двухстороннем трепании. Суть способа
заключается в следующем: предварительно сформированная лента из короткого
льняного волокна поступает в питательный узел, выполненный в виде пары валков,
один из которых подпружинен. Далее лента поступает в рабочую камеру, где
происходит ее взаимодействие с билами. Разволокнение ленты происходит в процессе
двухстороннего трепания при относительной скорости перемещения волокна (V
40
м/с).
При теоретическом изучении особенностей предложенного способа
разволокнения решены задачи по определению существа этого процесса и условий
нарушения межволоконных связей в зависимости от закругления кромки бил и
относительной скорости перемещения по ней волокна. Было исследовано влияние
толщины ленты на конечный результат обработки. На основе исследований был
разработан опытный образец машины – модификатор ММЛ [12].
В ЦНИИХБИ совместно с ВНИИЛП были разработаны ТУ на волокно
резанное для хлопчатобумажной промышленности.
Второй способ получения котонизированного льняного волокна
заключается в очистке, утонении и разрыве волокон, а именно льноволокно №2-5 из
кип или по пневмотранспорту поступает в разволокнитель. Здесь оно
укорачивается путем установки необходимых разводок между питающим столиком
и рабочим барабаном. В процессе многократного воздействия на волокно игл
рабочего барабана происходит дробление костры, а также утонение волокна (до
70%).
После разволокнителя волокно попадает на грубый очиститель, в
котором происходит основное отделение от костры и дальнейшее утонение
волокна. Далее оно подается на агрегат тонкой очистки с тремя рабочими
барабанами. Здесь волокно дочищается до 2-4% засоренности (исходное сырье
имеет засоренность до 24%) и окончательно утоняется до 0,595-1,75 текс. Это
делает его пригодным для добавления в смеси с хлопком до 50% при выработке
38
пряжи 50-60 текс и в смеси с шерстью и химическими волокнами (вискоза,
лавсан) до 70% при изготовлении пряжи 50-52,6 текс. Затем котонизированное
волокно прессуют в кипы и отправляют потребителям. Отходы из-под
колосниковых решеток пневмотранспортом перемещаются в циклон, а от
конденсоров - на волокноотделители и затем также в циклон. Данный способ
применяют на льнозаводах в городах Лихославль (Тверская область, линия
АООТ «Легмашдеталь»), Вичуга (АО «Красинец», Ивановская область), Иваново
(линия «Кардатекс»).
Основные недостатками механических способов котонизации являются:
получение достаточно грубого и жесткого котонина, наличие в нем значительного
количества пыли, остатков костры, а на первичных стенках элементарных
волокон - отложение остатков средних пластинок в виде разнообразных
«бляшек» с рваными и острыми краями. При переработке подобного волокна
пневмомеханическим способом прядения наблюдается повышенный износ
расчесывающих барабанчиков и прядильных роторов, а также резко увеличивается
обрывность пряжи [8].
Механический способ методом разрыва осуществлен фирмами «Лярош»
(Франция), «Темафа», «Трютцшлер» (Германия), «Ритер» (Швейцария), СПГУТиД
(Санкт-Петербург), АООТ «Легмашдеталь» (Тверь), АО «Ивчесмаш» (Иваново) и
другие.
Основной объем короткоштапельного льняного волокна для текстильной
промышленности производят линии фирмы «Лярош» (Кашин), АООТ
«Легмашдеталь» (Лихославль и Ногинск), АО «Ивчесмаш» (Вичуга).
Способ АО «Ивчесмаш» дает возможность получить волокно 1,7-1,4 текс
(до №700), средневзвешенная длина которого 17,6 мм, засоренность - до 3%,
содержание коротких волокон - 50%. При переработке такого волокна в смеси с
хлопком существует вероятность большого выделения его в отходы на
оборудовании приготовительно-прядильного производства и, как следствие,
снижается эффективность использования короткоштапельного льна.
39
Из всех отечественных способов подготовки короткоштапельного льна
методом разрыва наиболее перспективен способ, созданный АООТ
«Легмашдеталь», в котором применен принцип щипальной машины. Этот способ
позволяет изготовить волокно 1,25 - 1,1 текс (№800 - 900) с засоренностью до
2,5%. Однако наблюдается значительная неравномерность показателей по длине
волокна, большой процент содержания длинных волокон (до 35%), что снижает
прядильную способность перерабатываемой смеси.
В результате проведенных АООТ «Легмашдеталь» совместно с ЦНИИХБИ и
НИИЛП научно-исследовательских работ резервы снижения до 10 - 14% длинных
волокон в короткоштаельном льне. Такой результат дает возможность
рассматриваемому способу занять приоритетное место среди отечественных
механических способов подготовки волокна в хлопкопрядении. Волокно фирмы
«Лярош» (Кашин) также в неполной мере отвечает требованиям, предъявляемым
хлопчатобумажной отраслью, в основном по содержанию костры (до 4,5-7%), что
требует дополнительной очистки в прядении. Это объясняется тем, что линия
закуплена без учета свойств используемого отечественного льна. Фирма «Кашин-
котон» проводит оптимизацию работы линии «Лярош» с целью улучшения
переработки на ней отечественного сырья и, кроме того, совместно с ЦНИИХБИ
разрабатывает ТУ на короткоштапельное льняное волокно. В настоящее время
получено волокно 1,17-1 текс с засоренностью 1,5%.
Химическая котонизация
Сущность метода получения химического котонина заключается в
следующем: волокно после первой очистки подвергают отварке или отбелке, затем
отжимают на центрифуге, рыхлят в мокром состоянии, сушат и вновь подвергают
кардочесанию [13].
Химическим методом можно получить более тонкое волокно, но процесс
дорогой и требует затрат тепловой и электрической энергии, химических
реактивов, а также наличия очистных сооружений, поэтому он не нашел широкого
промышленного использования, хотя по своим характеристикам полученное
волокно в целом удовлетворяет требованиям хлопчатобумажной промышленности.
40
Но возможна совмещенная технология химической котонизации и крашения
кубовыми красителями льноволокна, прошедшего предварительное механическое
разволокнение. Это обусловлено тем, что оба процесса осуществляются в
щелочной среде, а ТВВ, используемые при крашении кубовыми красителями, могут
выступать в качестве эффективных активаторов деструкции основных примесей
комплексного льняного волокна и его элементаризации. В результате получается
цветной котонин. Такая технология обеспечивает хороший эффект
элементаризации волокон и равномерный прокрас всей массы паковки не только
по высоте, но и от периферии к центру. Полученное волокно обладает
необходимыми свойствами для производства хлопкольняной пряжи с линейной
плотностью 25-50 текс, а экономические расчеты показали, что производство
тканей с вложением цветного котонина является экономически выгодным по
сравнению с выпуском тканей из пряжи, содержащей механический котонин [14].
Использование цветного котонина дает уникальную возможность
создания нового направления в колорировании и дизайнерском оформлении
тканей бельевого ассортимента. Выпуск тканей-компаньонов, в которых
набивные ткани гармонично связаны колористикой с пестротканями,
позволит создавать оригинальные комплекты постельного белья, где
простыни и наволочки могут быть изготовлены из полульняных
пестротканей, а пододеяльники — из набивных хлопчатобумажных тканей.
Весьма перспективно использование окрашенного котонина в
трикотажных изделиях различного назначения, что дает возможность
получения оригинальных колористических эффектов.
Механохимическая котонизация
Многочисленные эксперименты в Ивановском институте химии растворов
РАН, который занимался изучением этой проблемы, дали хороший результат, удалось
значительно утонить волокно. Потом из лаборатории они перенесли свои опыты в
цеха прядильных фабрик. Нужного набора оборудования не нашлось ни на одном