Лекції з первинной переробки сировини

Подождите немного. Документ загружается.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

Кафедра матеріалознавства та технології

переробки текстильних волокон

КЛАСИФІКАЦІЯ СИРОВИНИ ПРЯДИЛЬНИХ ВИРОБНИЦТВ

(Конспект лекцій)

Затверджено на засіданні кафедри МТПТВ

Протокол № 5 від 16 січня 2009р.

Київ КНУТД 2009

Конспект лекцій до розділу дисципліни «Основи проектування виробів»

«Класифікація сировини прядильних виробництв» для бакалаврів спец. 6.09118.03 /

Упор.: Якубовська Т.О., Слізков А.М., Крижанівська О.П. – К.:КНУТД, 2009. – 56с.

Укр. мовою.

Упорядники: Якубовська Т.О., доцент, канд. техн. наук

Слізков А.М., доцент, канд. техн. наук

Крижанівська О.П, асистент

Зміст

Лекція 1. Вступ ...................................................................................................................

Лекція 2. Cировинна база бавовнопрядіння ....................................................................

2.1.Загальні відомості про бавовняне волокно ....................................................

2.2.Класифікація та оцінка якості бавовняного волокна ......................................

2.3.Класифікація та оцінка якості хімічних волокон, що використовуються

в бавовнопрядінні ......................................................................................................

Лекція 3. Cировинна база вовнопрядіння ..........................................................................

3.1.Загальні відомості про походження вовни ................................................

3.2.Первинна переробка вовни .................................................................................

3.3.Класифікація та оцінка якості овечої вовни .....................................................

3.4.Інші види вовни ....................................................................................................

3.5.Класифікація та оцінка якості хімічних волокон, що використовуються у

вовнопрядінні ..............................................................................................................

Лекція 4. Cировинна база льонопрядіння ..........................................................................

4.1.Загальні відомості про луб’яні волокна ............................................................

4.2.Класифікація та оцінка якості лляного волокна ................................................

4.3.Первинна переробка лляного волокна ..............................................................

4.4.Класифікація та оцінка якості хімічних волокон, що використовуються

в льонопрядінні ..........................................................................................................

Лекція 5. Класифікація та оцінка якості відходів ..............................................................

5.1. Класифікація відходів бавовнопрядіння............................................................

5.2. Класифікація відходів вовнопрядіння ...............................................................

5.3.Класифікація відходів прядіння луб’яних волокон

Перелік посилань ...................................................................................................................

Лекція 1. Вступ

Основи проектування виробів – наукова дисципліна, яка вивчає

властивості текстильних ниток та методи прогнозування їх якості з метою

раціонального використання сировини та удосконалення технологічного процесу.

Виробництво текстильних виробів базується на багатолітньому

виробничому досвіді механічної обробки волокнистих матеріалів. Широкі наукові

узагальнення цього досвіду для виявлення фізичної суті явищ, які здійснюються з

волокнами і напівфабрикатами на окремих переходах технологічного процесу стали

здійснюватись в тридцяті роки минулого століття.

При розробці нового асортименту виробів, нових технологічних процесів,

машин, перед тим, як будуть знайдені оптимальні рішення, доводиться здійснювати

велику кількість експериментальних робіт. Вперше узагальнення

експериментальних даних в 1931 році провів інж. Сініцин А.А. В ході цієї роботи

були використані, головним чином, матеріали досліджень пряжі і тканин,

вироблених з вовняних волокон і їх сумішей .

Наступним вченим, який вивчав ці питання, був Корицький К.І. В своїй

дисертаційній роботі він дав узагальнення результатів теоретичних і

експериментальних матеріалів з проектування властивостей бавовняної пряжі.

Проф. Корицький К.І. проводив аналітичні дослідження процесу розтягування

пряжі, що дозволили встановити загальні закономірності впливу більшості чинників

на міцність пряжі. Теоретичні дослідження були підкріплені великим обсягом

експериментальних робіт. В результаті цих досліджень були отримані розрахункові

формули, які дозволяють визначати параметри і основні властивості однониткової і

крученої пряжі, виготовленої з різних штапельних волокон і їх сумішей.

Але результати досліджень пряжі із одного виду волокон не можна перенести

на пряжу із інших видів волокон. Властивості пряжі, ниток, тканин залежать від

взаємодії багатьох чинників, а саме від структури виробу, способу його формування,

від властивостей волокон тощо.

Питаннями впливу властивостей волокна на властивості пряжі займались

проф. Соловйов О.М. (бавовняна пряжа), Комаров В.Г. (лляна пряжа), Березіна

(напіввовняна пряжа), Усенко В.А. (віскозна пряжа) та багато інших. Вони

розробили формули для проектування розривального навантаження пряжі в

залежності від властивостей волокна і величини крутіння пряжі, які дозволяють

підібрати сировину, що забезпечить виробництво пряжі з необхідною міцністю.

Цю роботу не можна вважати закінченою. Розробляються нові види хімічних

волокон, нові модифікації волокон. Якщо раніше мінімальна лінійна хімічних

волокон була 0,13 текс, то зараз розроблені мікроволокна, випускають профільовані,

порожнисті волокна тощо.

Розробляються нові способи прядіння, удосконалюються вже впроваджені у

виробництво. Якщо до 70-х років минулого століття пряжа виготовлялась тільки

кільцевим способом, то на даний час значна кількість пряжі виготовляється

пневмомеханічним способом. Впроваджуються технології виробництва роторної,

самокруткової та ін. видів пряжі. Ці види пряжі мають відмінну від кільцевої пряжі

структуру, крутку, інше розташування волокон в поперечному перерізі і в

повздовжньому напрямі, отже властивості такої пряжі будуть відрізнятись від уже

відомої.

Для прогнозування властивостей нових видів пряжі із нових видів сумішей

необхідні уточнення діючих формул, розробка нових методів теоретичних і

експериментальних досліджень.

Метою вивчення дисципліни „Основи проектування виробів” є вивчення

питань, що стосуються вибору сировини з певними фізико-механічними

властивостями, структури пряжі, параметрів її виробництва для прогнозування

якості пряжі.

Тема 1. Класифікація сировини прядильних виробництв

Лекція 2. Cировинна база бавовнопрядіння

План

2.1.Загальні відомості про бавовняне волокно

2.2.Класифікація та оцінка якості бавовняного волокна

2.3.Класифікація та оцінка якості хімічних волокон, що використовуються в

бавовнопрядінні

2.1.Загальні відомості про бавовняне волокно

Сировиною для бавовняної підгалузі текстильної промисловості є бавовняні

волокна, різні види хімічних волокон, які переробляються в суміші з бавовняними

або в чистому виді, прядивні відходи прядильних і ткацьких виробництв.

Серед волокон всіх видів, що використовуються в текстильній промисловості,

найбільше поширення набули бавовняні волокна. Це пояснюється їх високою

прядильною здатністю, широким асортиментом бавовняної пряжі за лінійною

густиною, а також меншими затратами праці на отримання 1 кг бавовняного

волокна в порівнянні із затратами на отримання 1 кг інших натуральних волокон. У

всіх країнах, які мають сприятливі умови, займаються вирощуванням бавовнику. В

південних районах України проводиться певна робота з вирощування бавовнику.

Важко сказати, чи буде досягнуто успіхів в цьому напрямку, тому що кліматичні

умови в цих районах дуже нестабільні.

Країни, в яких вирощуються значні обсяги бавовни: Індія, Китай, США,

Бразилія, Пакистан, Єгипет. Із країн СНД основні виробники бавовняного волокна:

країни Середньої Азії, Закавказзя, Південний Казахстан.

Бавовник – багатолітня рослина, але промислове значення має однолітній

бавовник і, в основному ті види, що дають тонковолокнисту і середньоволокнисту

бавовну.

До кожного виду бавовнику відноситься велика кількість селекційних

ґатунків. Селекційний ґатунок – це група рослин, які мають загальне походження,

однакові морфологічні і господарські ознаки та мають стабільну спадковість.

Морфологічні властивості – це зовнішні ознаки рослини (куща, листя,

коробочки, насіння). Господарські ознаки – це якісні і кількісні показники рослини

(величина коробочки, вихід волокна, властивості волокна, стійкість рослин до

хвороб, тривалість вегетаційного періоду).

Приклади селекційних ґатунків: 108 – Ф; Ташкент – 1,2,3 ...; Термез – 7 тощо.

В цих позначеннях буква або повна назва міста – це місцезнаходження селекційної

станції, цифрове значення – номер селекції.

Рослина бавовнику – це добре розгалужений кущ висотою від 0,7 до 1,5 м.

Плодом бавовнику є коробочка, яка всередині містить насіння покрите волокном

(бавовна-сирець).Середня маса бавовни-сирцю в одній коробочці

середньоволокнистої бавовни 5-7 г, тонковолокнистої – 3-5 г. На одній насінині

знаходиться від 7000 до 15000 волокон.

Бавовну-сирець збирають із розкритих коробочок. При їх дозріванні урожай

бавовни-сирцю збирають ручним і машинним способами. Ручний збір – досить

трудомістка робота, хоча в цьому випадку якість волокна значно краща (менша

засміченість – відсутні часточки коробочок, листя; збирається бавовна з розкритих

коробочок). За робочий день робітник може зібрати 50-80 кг бавовни-сирцю.

Машинний збір дозволяє скоротити затрати на збір врожаю бавовни в 3-4 рази

(одна бавовнозбиральна машина замінює 70-100 збиральників). Але в цьому

випадку бавовняне волокно буде містити велику кількість м’яких дефектів і

шкірочки з волокном. А ця засміченість приводить до підвищеної обривності пряжі,

ускладнюється виробництво пряжі малої низької лінійної густини.

Машинний збір тонковолокнистої бавовни використовують значно рідше, ніж

середньоволокнистої. У всіх країнах, де вирощують бавовну, проводяться роботи по

удосконаленню бавовнозбиральних машин, особливо для тонковолокнистої

бавовни.

Зібрана бавовна-сирець проходить первинну обробку на бавовноочисних

заводах, метою якої є отримання сировини для прядильних підприємств –

бавовняного волокна. На бавовноочисних заводах проводять очищення бавовни-

сирцю від сміття та сторонніх домішок, відділення волокна від насіння, очищення

волокна від дрібного сміття, пилу, пуху і пресування волокна в паки. На кожній паці

бавовняного волокна завод вказує свій код, номер марки, масу волокна в паці та

властивості партії волокна.

Вихід тонковолокнистої бавовни із бавовни-сирцю складає 29-34 %, середньо-

волокнистої – 32-40 % [1].

2.2.Класифікація та оцінка якості бавовняного волокна

Класифікація бавовняного волокна та оцінка сорту проводилася раніше згідно

ГОСТ 3279-76 [2]. За цим стандартом бавовняне волокно в залежності від

розривального навантаження та ступеня зрілості поділяється на 7 сортів (табл.2.1).

Таблиця 2.1–Нормативи показників бавовнянян. волокна за сортами (ГОСТ 3279-76)

Сорт

Розривальне

навантаження,

сН,

не менше

Коефіцієнт

зрілості,

не менше

Вміст дефектів і сміттєвих

домішок, %

Вологість, %

розрахун-

ковий

гранично

допустимий

конди-

ційна

мініма-

льна

О 4,8 2,1 1,9 3

8,5 5,5

І 4,3 2,0 2,1 4

ІІ 3,8 1,8 2,6 5,5

ІІІ 3,3 1,6 3,5 7

ІV 2,9 1,4 5,3 10

V 2,4 1,2 8,6 14

VІ Менше 2,4 Менше 1,2 12,5 16

Для кожного сорту нормується гранично допустимий вміст дефектів і

сміттєвих домішок та вологість. В залежності від штапельної масодовжини і

питомого розривального навантаження бавовняне волокно поділяється на 7 типів

(табл.2.2). Бавовняне волокно V та VI сортів на типи не поділяється.

Таблиця 2.2 – Нормативи показників бавовнян. волокна за типами (ГОСТ 3279-76)

Показники Тип бавовняного волокна

1 2 3 4 5 6 7

Штапельна масодовжина

волокна, мм

0, І, ІІ сортів 38/39 37/38 35/36 33/34 31/32 30/31 29/30

ІІІ сорту 36/37 36/37 35/36 33/34 31/32 30/31 29/30

ІV сорту 35/36 35/36 35/36 33/34 31/32 30/31 29/30

Питоме розривальне

навантаження волокна,

сН/текс, не менше

0, І сортів 34,0 32,0 30,0 26,0 24,5 24,0 23,5

ІІ сорту 33,0 31,0 29,0 25,5 24,0 23,5 23,0

У 1993 році в Узбекистані був прийнятий стандарт УзРСТ 604-93 [3]. За цим

стандартом вводиться дев’ять типів, п’ять сортів і п’ять класів бавовни.

Узбецький стандарт був прийнятий за основу при розробці міждержавного

стандарту ГОСТ 3279 – 95 «Волокно хлопковое. Технические условия» [4].

За ГОСТ 3279 – 95 класифікація бавовняного волокна за типами заснована на

визначенні показників штапельної масодовжини, лінійної густини і питомого

розривального навантаження. Сорт волокна визначається за кольором та

коефіцієнтом зрілості, клас – за вмістом дефектів і сміттєвих домішок.

Вимоги до бавовняного волокна різних типів наведені в табл. 2.3, різних

класів – в табл. 2.4, а різних сортів – в табл. 2.5.

Таблиця 2.3 – Вимоги до бавовняного волокна різних типів (ГОСТ 3279 – 95)

Найменування

показників

Норми для типів бавовняного волокна

1а 1b 1 2 3 4 5 6 7

Штапельна

масодовжина, мм,

не менше

40,2 39,2 38,2 37,2 35,2 33,2 31,2 30,2 29,2

Лінійна густина,

мтекс, не більше 125 135 165 180 190 200 >200

144 150

Питоме розривальне

навантаження

І сорт,

базисна

сН/текс 35,3-

36,3

34,3-

35,3

33,3-

34,3

31,4-

32,4

29,4-

30,4

25,5-

26,5

24,0-

25,0

23,5-

24,5

23,0-

24,0

гс/текс 36,0-

37,0

35,0-

36,0

34,0-

35,0

32,0-

33,0

30,0-

31,0

26,0-

27,0

24,5-

25,5

24,0-

25,0

23,5-

24,5

ІІ сорт,

не менше

сН/текс 34,3 33,3 32,4 30,4 28,4 25,0 23,5 23,0 22,5

гс/текс 35,0 34,0 33,0 31,0 29,0 25,5 24,0 23,5 23,0

Таблиця 2.4 – Вимоги до бавовняного волокна різних класів (ГОСТ 3279 – 95)

Промисловий

сорт

Норми масової частки дефектів і сміттєвих домішок, %, не більше,

для класів бавовняного волокна

вищий добрий середній звичайний сміттєвий

І 2,0 2,5 3,0 4,0 5,5

ІІ 2,5 3,5 4,5 5,5 7,0

ІІІ 4,0 5,5 7,5 10,0

ІУ 5,0 8,5 10,5 14,0

У 10,5 12,5 16,0

Таблиця 2.5 – Вимоги до бавовняного волокна різних сортів (ГОСТ 3279 – 95)

Промис-

ловий

сорт

Коефіцієнт

зрілості за

типами волокна,

не менше

Колір і зовнішній вид волокна

за типами волокна

1а, 1b,

1, 2, 3

4, 5,

6, 7

1а, 1b, 1, 2, 3 4, 5, 6, 7

2,0 1,8

Білий або білий з природним

кремовим відтінком, або кремовий в

залежності від селекційного сорту

або району вирощування бавовнику.

Блискучий, шовковистий та щільний

на вигляд.

Білий або білий з

природним кремовим

відтінком.

ІІ 1,7 1,5

Від матово-білого до кремового з

відтінками і невеликими жовтими

плямами. Блиск, шовковистість та

щільність нижчі, ніж у першого

сорту.

Від матово-білого до

кремового з

відтінками і

невеликими жовтими

плямами.

ІІІ 1,4 1,4

Від матово-білого до кремового або

жовтого нерівномірного забарвлення

з жовтими плямами. Сіруватий

відтінок, майже без блиску.

Від тьмяно-білого до

кремово-жовтого з

жовтуватими плямами

з матовим сіруватим

відтінком.

Від тьмяно-білого і

ІУ 1,2 1,2

Жовтий або блідо-жовтий

нерівномірного забарвлення з сірим

відтінком і бурими плямами. Без

блиску.

кремового до жовто-

кремового з сірим

відтінком та бурими

плямами.

У <1,2 < 1,2 Від бурого до жовтого з плямами.

Сірий.

Тьмяно-білий або

тьмяно-кремовий до

яскраво-жовтого з

бурими плямами.

Сірий.

Примітка. Сорт бавовняного волокна визначають за найгіршим показником кольору або коефіцієнту

зрілості.

У цьому новому стандарті поряд із загальноприйнятими в країнах СНД

показниками якості бавовняного волокна (штапельною масодовжиною, лінійною

густиною, питомим розривальним навантаженням, коефіцієнтом зрілості, масовою

часткою дефектів і сміттєвих домішок, вологістю) вводиться новий показник –

зовнішній вид за кольором і якістю джинування.

За цим стандартом також допускається використання показників класерської

оцінки якості волокна за міжнародними стандартами та показниками мікронейра, а

саме: сорт за кольором і засміченістю, якість джинування (Color Grades – колор

грейдс), штапельна довжина волокна (Staple Length – степл ленс) в 1/32 дюйма та

показник мікронейра (Micronaire).

При використанні вимірювальних систем типу HVI (aш ві ай) якість волокна

оцінюється за наступними показниками:

- сорт за кольором і засміченістю, якість джинування (Color Grades),

- коефіцієнт віддзеркалення ( Rd – ер ді) і ступінь жовтизни(+b – плюс бі),

- штапельна довжина волокна (Staple Length) в 1/32 дюйма або верхня

напівсередня довжина (Upper Half Mean Length – апе халф мін ленс), або 2,5%

довжини перекриття (2,5% Span Length – спен ленс),

- питоме розривальне навантаження (Strength – стренс),

- засміченість неволокнистими домішками (Leaf – ліф-фактор).

За міжнародними стандартами [5] бавовняне волокна за довжиною

поділяють на групи довжин з інтервалом в

дюйма в діапазоні від

до 1

(табл.2.6).

Кожна група довжин позначається або у вигляді дробу, кратному

дюйма,

або кодом, що вказує суму часток в

дюйма для даної групи довжин. Такий спосіб

вираження довжини застосовується при класерському, ручному оцінюванні. При

інструментальних вимірах значення довжини волокна виражають в дюймах чи

міліметрах, за якими згідно табл. 2.6 визначають код групи. Співвідношення

довжини для систем типу HVI: 1 дюйм = 25,4 мм; поправний коефіцієнт = 1,18.

Базовою довжиною для американської середньоволокнистої бавовни

„Апленд” при ціноутворенні і розрахунках прийнято вважати довжину 1

дюйма

(код 34), що відповідає 32 мм (5-й тип бавовняного волокна). При довжині

бавовняного волокна, що відповідає групам довжин вище або нижче 1

дюйма,

проводиться надбавка або знижка з ціни, величина якої залежить також від сорту

волокна. Для визначення штапельної масодовжини бавовняного волокна

класерським методом є набір стандартних зразків (еталонів) довжин. Для загальної

характеристики бавовняного волокна використовують умовний поділ його за

довжиною. Дані для верхньої напівсередньої довжини волокон, що визначені за

системою HVI, наведені в табл. 2.7.

За міжнародною класифікацією поділ бавовняного волокна на сорти

здійснюється в залежності від кольору і вмісту сміттєвих домішок (табл.2.8).

За кольором бавовняне волокно повинно бути, як правило, білим. Різна

насиченість жовтизни враховується при поділі волокна на групи за кольором: White

– білий, Light Spotted – слабо-плямистий, Spotted – плямистий, Tinged – жовтуватий,

Yellow Stained – жовтий.

Таблиця 2.6 – Довжина волокон бавовни в різних системах класифікації

Код групи

довжин

Штапельна масодовжина,

визначена класерським

методом

Верхня напівсередня довжина, визначена

за системою HVI

дюйм дюйм мм

Менш

Менш 0,79 Менш 20,1

0,80-0,85 20,1-21,6

0,86-0,89 21,8-22,6

0,90-0,92 11,9-23,4

0,93-0,95 23,6-24,1

0,96-0,98 24,4-24,9

0,99-1,01 25,1-25,7

1,02-1,04 25,9-26,4

1,05-1,07 26,7-27,2

1,08-1,10 27,4-27,9

1,11-1,13 28,2-28,7

1,14-1,17 29,0-29,7

1,18-1,20 30,0-30,5

1,21-1,23 30,7-31,2

1,24-1,26 31,5-32,0

1,27-1,29 32,3-32,8

1,30-1,32 33,0-33,5

1,33-1,35 33,8-34,3

Примітка. Довжина бавовняних волокон відповідно до метричної системи та системи

HVI.

Таблиця 2.7 – Умовний поділ бавовняного волокна за довжиною

Характеристика

волокна

Довжина Код

дюйм мм

Коротке менше 0,99 менше 25,15 31 і нижче

Середнє 0,99 – 1,10 25,15 – 27,94 32 – 35

Довге 1,11 – 1,26 27,94 – 32,00 36 – 40

Екстрадовге вище 1,26 вище 32,00 41 і вище

Таблиця 2.8 – Міжнародна класифікація бавовняного волокна за сортами

Сорт

бавовняного

волокна

Класифікатор Символ Код волокна

White

Good Middling GM 11

Strict Middling SM 21

Middling Plus Mid Plus 30

Middling Mid 31

Strict Low Middling Plus SLM Plus 40

Strict Low Middling SLM 41

Low Middling Plus LM Plus 50

Low Middling LM 51

Strict Good Ordinary Plus SGO Plus 60

Strict Good Ordinary SGO 61

Good Ordinary Plus GO Plus 70

Good Ordinary GO 71

Below Grades BG 81

Light

Spotted

Strict Middling GM Lt Sp 12

Strict Middling SM Lt Sp 22

Middling Mid Lt Sp 32

Strict Low Middling SLM Lt Sp 42

Low Middling LM Lt Sp 52

Strict Good Ordinary SGO Lt Sp 62

BG Lt Sp 82