Назарова М.В., Романов В.Ю. Теория процессов подготовки нитей к ткачеству. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

снижается ее влажность, повышается обрывность в ткачестве.

Сплошной заклей наблюдается при длительном останове машины,

если погружающий валик и верхние отжимные валы не были подняты.

Это приводит к массовой обрывности нитей на ткацком станке.

Лепешки и кляксы образуются от попадания на отжатую основу ка-

пель шлихты в результате ее интенсивного кипения в ванне. Засохшие

на основе брызги шлихты вызывают обрыв нитей на шлихтовальной

машине при разделении их в ценовом поле.

Закрещенные и затерянные нити появляются в результате не-

своевременного и недостаточного прокладывания цен и неравномерной

раскладки нитей в рядке шлихтовальной машины. Из-за этого на ткацком

станке появляются пороки: "затяжки" и "слабина" отдельных нитей, "за-

крещенный" исход нитей.

Неправильная навивка основы на ткацкий навой возникает при

неравномерном прижатии скалки к навою, несоответствии длины скал-

ки длине навоя, а также при неправильной установке рядка по отноше-

нию к навою. Это вызывает провисание отдельных нитей или их повы-

шенное натяжение на ткацком станке.

10.

Слабонавитая основа получается при недостаточном давлении

скалок на ткацкий навой. Это приводит к врезанию отдельных нитей в

нижние слои, из-за чего повышается обрывность.

11.

Грязные и ржавые пятна. Причинами этого могут быть: загряз-

ненная клеевая ванна, капель с зонта, грязная шлихта.

12.

Повышенная вытяжка основы возникает из-за неправильной

работы уравнительных механизмов шлихтовальной машины и при чрез-

мерном торможении сновальных валов.

Отходы при шлихтовании образуются из концов клееной и мягкой

пряжи и из срезаемых хомутов. При заправке машины основа на некото-

рой длине заклеивается и пересушивается, ее обрезают и сдают в отходы

в виде клееных концов (

). Длина клееных концов зависит от конструк-

ции сушильного аппарата шлихтовальной машины. В хлопчатобумажном

производстве длина мягких концов колеблется (

+ l

) от 10 до 20 м, а

длина клееных (

) – от 10 до 35 м. Применение «фартуков» на навоях по-

зволяет уменьшить и длину клееных концов.

После доработки партии вследствие неточной работы счетчиков сно-

вальных машин и разного натяжения на сновальных и шлихтовальных

машинах происходит неодновременный сход нитей со сновальных вали-

ков. С валиков сматывают некоторое количество пряжи, которое сдают в

отходы

в виде мягких концов (l

). Чем больше количество сновальных

валиков в партии, тем больше длина мягких концов.

Процент отходов при шлихтовании подсчитывают по формуле:

100

)]

(l l[lО

овв

321шл

⋅

−

⋅++=

где

– длина клеёных концов, м; l

– длина основы между клеевым аппа-

ратом и сновальными валиками, отрезаемая при заправке партии, м;

– средняя длина пряжи, остающаяся на сновальных валах после шлихто-

вания партии основы, м; L

ов

– сопряжённая длина основы на сновальных

валах, м; n

– число валиков в партии.

Отходы при шлихтовании зависят от ряда показателей и в первую оче-

редь от длины основы на сновальных валиках, количества их в партии и дли-

ны основы, находящейся в сушильном аппарате шлихтовальной машины.

Основными мероприятиями по снижению отходов при шлихтовании

являются:

•

тщательное регулирование торможения сновальных валиков на

стойке;

•

периодический контроль работы счетчиков сновальных и шлих-

товальных машин;

•

внедрение закрепления сновальных машин за шлихтовальными;

•

широкое использование методов работы передовых шлихтоваль-

щиков.

4.8. Новое в технике и технологии шлихтования

Внедрение высокоскоростного ткацкого оборудования предъявляет

повышенные требования к износоустойчивости основной пряжи при

многократных механических воздействиях рабочих органов ткацких

станков и машин.

Поэтому в последние годы повышению качества процесса шлихтования придается

все большее значение. Особое внимание уделяется:

• разработке новых шлихтовальных материалов;

•

совершенствованию процесса приготовления шлихты;

•

совершенствованию шлихтовального оборудования,

•

осуществлению контроля и управления технологическими процес-

сами шлихтования с применением микропроцессорной техники.

4.8.1. Современные методы приготовления шлихты

Новые технологические процессы приготовления шлихты дают воз-

можность получить шлихту с лучшими свойствами по вязкости, более вы-

сокими свойствами адгезии (соединения – сцепления) шлихты с волокнами

и нитью основы. Применение новой шлихты даёт возможность снизить об-

рывность основы в ткачестве и значительно уменьшить облёт шлихты.

Приготовление шлихты с помощью ультразвука

Важнейшей операцией для приготовления шлихты является рас-

щепление крахмала, которое можно осуществить различными спосо-

бами: действием химикатов, высокой температурой, механическим

воздействием и т. д. Поэтому большое значение приобретает новый

способ приготовления шлихты с помощью ультразвука. Для этой цели

наиболее удобным является использование установки с ультразвуко-

вым гидродинамическим генератором. Вследствие удара шлихты о

вибратор, действия ультразвука на компоненты шлихты

, а также хо-

рошей турбулентности потока происходит расщепление клеящего

материала, шлихта хорошо перемешивается и становится однородной.

Применение для приготовления шлихты ультразвукового гидродина-

мического генератора позволяет сократить время приготовления шлихты с

60–70 до 20–30 мин. Возникает возможность сокращения количества клея-

щего материала в шлихте с 23 до 20 кг. Шлихта приготавливается при зна-

чительно меньшей

температуре (75–78 ºС), чем обычно (93–96 ºС), поэтому

сокращается количество наносимой шлихты и повышается качество ош-

лихтованной пряжи, что приводит к уменьшению обрывности основ на

ткацких станках. Применение ультразвуковой гидродинамической установ-

ки позволяет готовить шлихту без применения химических расщепителей.

Приготовление шлихты путём механического расщепления

крахмала с помощью гомогенизатора высокого давления

Гомогенизатор типа ОГБ-М представляет собой насос высокого дав-

ления (до 100 атм.) с гомогенизирующей головкой.

Разваренный крахмал (картофельный под давлением 50 атм., маисо-

вый – 70 атм.) продавливается через узкое отверстие между клапаном и

седлом клапана. Частицы крахмала ударяются об отражающее кольцо и

разрушаются.

Масса шлихты вначале нагревается до кипения, затем поступает в

гомогенизатор

. Экономия крахмала при таком способе приготовления

шлихты составляет 15–20 %.

Шлихта из крахмала с положительными зарядами

Известно, что в молекулы крахмала удалось ввести карбоксиль-

ные, оксиэтиловые или сульфатные группы. В клейстерах этих моле-

кул появляются положительные или отрицательные заряды. Молеку-

лы различных волокон обладают различными по знаку электрически-

ми зарядами. Например, можно получить равномерные заряды между

катионактивным крахмалом и отрицательно заряженным волокном

(шерсть, дакрон, лавсан, стеклянное

волокно), что может дать прочные

силы сцепления (склеивания). Такая шлихта имеет хорошие адгезион-

ные свойства и лучше поглощается пряжей, а крахмал быстрее набухает

и имеет более низкую температуру клейстеризации, при расшлихтовке

крахмал смывается быстрее.

Шлихта в порошке, подвергнутая двукратной электронной об-

работке

При получении и приготовлении порошковой шлихты облучение

молекул клеящего материала электронами, применение ультракоротких

волн, перемешивание и нагревание создают в каждой молекуле сильное

броуновское движение. При этом соседние молекулы сцепляются, при

шлихтовании на нитях основы создаётся равномерная, мягкая, прочная,

гладкая плёнка. Эта плёнка имеет обычно положительный заряд, высокие

адгезионные свойства и сильно

сцеплена с волокнами пряжи. При ткачест-

ве почти нет облёта шлихты с пряжи, а также улучшается санитарное со-

стояние ткацких цехов. Шлихта легко удаляется при расшлихтовке ткани.

4.8.2 Новые способы шлихтования основ

Традиционный способ шлихтования обладает рядом недостатков. В

мокром состоянии пряжа вытягивается даже при относительно малом на-

тяжении. Вытяжка благодаря этому составляет 1,5–2,5 %, что влияет на по-

терю разрывного удлинения основных нитей (примерно на 10–15 %). В

результате этого повышается обрывность в ткачестве. Наличие в отжатой

пряже большого количества влаги требует применения мощных сушилок,

которые потребляют много электроэнергии и занимают

большую площадь.

В связи с этим перспективным в подготовке основной пряжи к ткаче-

ству является способ шлихтования в пене хлопчатобумажных основ. Он по-

зволил бы устранить ряд недостатков традиционного способа шлихтования.

Шлихтование в пене

При шлихтовании основы в пене уменьшается вытяжка пряжи и ни-

тей при высушивании, улучшаются условия разделения шлихтованной

основы на слои в ценовом поле шлихтовальной машины, облегчается

процесс расшлихтовки суровой ткани в связи с уменьшением проникно-

вения шлихты в толщу нити.

Принцип шлихтования в пене заключается в том, что шлихту, содер-

жащую 80 % воды и 20 % твердых веществ, преобразуют в пену путем

вдувания воздуха. Образующаяся при этом смесь состоит из воды и твер-

дых веществ в соотношении 4 : 1 с остатком воздуха, а при классической

технологии шлихтования такое соотношение составляет 9 : 1. Поэтому

при шлихтовании в пене приходится испарять только 4, а

не 9 частей во-

ды, что дает экономию энергии примерно 56 %.

Вспененный раствор шлихты из пеногенератора перекачивается в

шлихтовальное корыто, пряжа поглощает пузырьки вспененной шлихты

и несет их до отжимных валов. Как только нити попадают в зазор между

валами, пузырьки лопаются, уменьшается поверхностное натяжение и

раствор, состоящий из воды и шлихты, равномерно распределяется

на

поверхности пряжи.

Преимущества пенной технологии шлихтования следующие:

1. Применение пены в шлихтовании позволяет снизить энергозатраты и сократить

расход шлихтующих препаратов.

2. Увеличение концентрации расходов обеспечивает необходимую величину при-

клея.

Кроме перечисленных, можно отметить ещё ряд преимуществ

шлихтования в пене:

•

уменьшение затекания красителя при обработке пестрых основ

ввиду того, что при шлихтовании в пене не происходит полного

смачивания пряжи;

•

уменьшение количества воды приводит к снижению негативных

явлений, характерных для традиционного способа шлихтования

(шлихтовые мостики, смывание соседних нитей); за счет этого сни-

жается ворсистость пряжи и она легче разделяется между собой;

•

увеличение скорости шлихтования;

•

уменьшение загрязнения шлихтовального оборудования;

•

повышение производительности в ткачестве.

Улучшение условий труда связано с уменьшением выделяемых во-

дяных паров при сушке.

Для внедрения шлихтования в пене необходимо следующее:

•

наличие вспениваемых шлихтовальных композиций,

•

устройство для вспенивания шлихты,

•

система для нанесения пены на основу.

В настоящее время для шлихтования в пене применяются главным

образом синтетические шлихтующие препараты.

Шлихтование расплавом

Устранению недостатков шлихтования в водных растворах способ-

ствует способ шлихтования расплавом. Принцип этого способа шлихто-

вания заключается в нанесении расплавленного 100 % активного шлих-

тующего препарата на нити в процессе снования со средней скоростью

до 550 м/мин. Аппликатор для нанесения расплава располагается между

шпулярником и наматывающим устройством, поэтому его можно ис-

пользовать при

любом способе снования.

Аппликатор представляет собой нагретый до 205

С желобчатый вал,

к которому примыкает устройство подачи сухого шлихтующего препара-

та. Вал вращается с частотой 10

мин

-1

. в направлении движения основ-

ных нитей. Расплавленная шлихта наносится на нити основы, когда они

находятся в отдельных желобках вала.

Имея набор валов с различной шириной и глубиной желобков, мож-

но осуществлять шлихтование пряжи в широком диапазоне линейных

плотностей.

Препараты для шлихтования расплавом должны иметь температуру

плавления 50–90

С, снижать коэффициент трения, вымываться в процес-

се расшлихтовки. Но число препаратов, применяемых в качестве компо-

нентов при шлихтовании расплавом, ограничено.

По сравнению с традиционным способом шлихтование расплавом

имеет ряд

преимуществ: нити не подвергаются мокрой обработке; шлих-

та наносится на поверхность основы без последующей сушки; обеспечива-

ется экономия электроэнергии до 80 %.

Но применение этого способа не лишено

недостатков: неравномер-

ность покрытия пряжи шлихтой, высокая адгезия к волокнам, ограничен-

ное число материалов, удовлетворяющих требованиям данной техноло-

гии. Шлихтование расплавом не нашло промышленного применения из-

за отсутствия специального оборудования и дорогостоящих шлихтую-

щих материалов.

Перечисленные способы шлихтования приводят к усложнению кон-

струкции шлихтовальных машин и самого процесса шлихтования, по-

этому

они не находят пока широкого применения в хлопчатобумажной

отечественной отрасли. Вторая причина – в отсутствии специального

оборудования и дорогостоящих шлихтующих материалов.

Шлихтование в среде растворителя

Для шлихтования в среде растворителя фирмой «PLATTSINIG»

(Великобритания) разработано специальное оборудование. Шлихта на-

носится на нити в холодном состоянии. После отжима основа проходит

через зону предварительной сушки, снабженную вращающимися ценами,

которые разделяют полотно основных нитей на ряд слоев меньшей плот-

ности. Струя перегретого пара продувается через полотно основных ни-

тей. Сушка

происходит в резервуаре, в котором пары растворителя под-

нимаются к охлажденному змеевику. Там они конденсируются, собира-

ются и стекают в водоочиститель. Собранный растворитель перекачива-

ется в резервуар для хранения.

Шлихтование в среде растворителя имеет ряд

преимуществ. Благо-

даря слабому поверхностному натяжению растворителя, устраняется

проблема неравномерного распределения шлихты. Так как шлихтуется

каждая нить отдельно, разделение основных нитей не вызывает трудно-

стей. Значительно снижается потребление энергии на сушку. Этот способ

дает возможность вторичного использования шлихтующих синтетиче-

ских веществ, что значительно снижает расходы на шлихтовку.

Но применение шлихтования в

среде растворителя экономически

нецелесообразно из-за высокой стоимости оборудования, использования

дорогих дефицитных синтетических шлихтующих препаратов. Работа с

активными веществами создает дополнительные требования к технике

безопасности. Токсичность растворителей требует создания герметизи-

рованного оборудования.

Индивидуальное шлихтование нити

Необходимость одновременного нанесения шлихты на значительное количество

основных нитей (1000–2000 и более) при традиционном способе шлихтования усложня-

ет или совершенно исключает контроль обрывности и качества нитей. Кроме того, на-

личие открытых ванн ухудшает условия труда. Исключить перечисленные недостатки

можно при использовании новых химических материалов и обеспечении герметичности

шлихтования.

Удовлетворяют этим требованиям аэрозольный метод шлихтования

одиночной нити (метод распыления шлихты) и капельно-жидкостный ме-

тод.

Шлихтование с высоким усилием прижима отжимных валов

Исследователями установлено, что применение систем отжима с вы-

соким усилием прижима отжимных валов, в которых усилие давления

достигает до 91 кН, дает возможность использовать шлихту в 2–3 раза

большей концентрации. Повышенный отжим снижает привес со 100 до

50–60 %. Увеличение давления влечет за собой увеличение твердости по-

верхности отжимного вала.

Пониженное содержание воды в составе

шлихты обеспечивает более

быструю и эффективную сушку ошлихтованной основы. В результате

увеличения скорости шлихтовальных машин снижаются производствен-

ные затраты, в которых стоимость энергии на сушку составляет до 50 %,

а также снижаются расходы на шлихтующие материалы.

Основным недостатком данного метода является потребность в доро-

гостоящих валах с повышенной твердостью резины, что является сущест-

венным препятствием к широкому внедрению метода в промышленность.

Кроме того, большое усилие прижима валов способствует глубокому про-

никновению шлихты в пряжу, что ведет к повышенной ее жесткости.

Совмещение процесса шлихтования и крашения

Патентом предложен способ однованного шлихтования крахмалом

и крашения целлюлозных волокон кубовыми и сернистыми красителями.

Шлихтование и крашение нитей проводят путем пропитки нитей раство-

ром, содержащим шлихту и краситель в восстановленной форме и вспо-

могательные вещества.

Совмещение процесса шлихтования и крашения текстильных мате-

риалов является технологически и экономически эффективным направ-

лением. Но

применение этого способа ограничено. Он может быть

использован только при приготовлении одноцветных основ.

Эмульсирование основ

Одним из перспективных способов подготовки основной пряжи к

ткачеству является эмульсирование. Этот процесс более экономичен и

производителен, чем шлихтование.

Процесс осуществляется при обычной температуре, не требует су-

шильного устройства. При эмульсировании из-за повышения прочности

пряжи на 6–8 % снижается ворсистость. Относительное разрывное удли-

нение шерстяной ткани и пряжи повышается на 20–30 %, значительно

сокращается ее вытяжка и отходы при эмульсировании.

Эмульсирование проводят на специальных установках к ленточным

сновальным машинам или на перегонно-эмульсирующих машинах МПЭ-

180, МПЭ-230, предназначенных для группировки и навивания на ткац-

кий навой эмульсированной основной пряжи

со сновальных валов или

ткацкого навоя.

Эффективность замены шлихтования эмульсированием заключается

в снижении себестоимости обработки основ в результате сокращения за-

трат на химические материалы и пара на 15–20 %, в повышении произво-

дительности перегонно-эмульсирующей машины по сравнению с шлих-

товальной в 1,7–1,8 раза. Для приготовления эмульсии используют клея-

щий препарат и антисептик. Эмульсируют

в основном шерстяную, хлоп-

чатобумажную и льняную пряжу.

Совершенствование классического процесса шлихтования

Трудно предположить, что в ближайшие годы произойдет резкий

переход от использования обычных шлихтовальных машин к новым

способам шлихтования. Основное внимание все также будет обра-

щаться на постоянное повышение эффективности традиционных ма-

шин путем усовершенствования отдельных узлов и секций.

При варке шлихты все большее распространение находят автоматические устройст-

ва, которые должны поддерживать на заданном уровне вязкость шлихты, а также вести

контроль и запись всего хода процесса варки.

Современные шлихтовальные ванны оснащают регулятором температуры шлих-

ты, регулятором и указателем уровня шлихты, регулируемым отжимным механизмом с

указанием интенсивности отжима, измерителем и регулятором

вязкости шлихты, реф-

рактометром, позволяющим контролировать концентрацию шлихты.

На современных высокоскоростных машинах применяют отжимные

валы с резиновым или синтетическим покрытием. Сушильные установки

современных шлихтовальных машин обладают большой мощностью, по-

этому площадь, которую они занимают, не велика. Покрытие сушильных

барабанов тефлоном препятствует прилипанию влажной ошлихтованной

основы к сушильным барабанам.

Наматывающая часть шлихтовальных машин снабжается различными

устройствами, в частности автоматическим регулятором

натяжения нитей,

а эластичное покрытие выпускного вала обеспечивает наматывание нитей

без проскальзывания. Скорость наматывания автоматически регулируется в

зависимости от влажности пряжи, что исключает пересушивание основ.

Одновременно усовершенствование процесса шлихтования идет

путем установления контроля за технологическим процессом проклеива-

ния пряжи и повышения эффективности шлихтования.

Контроль технологических параметров процесса в клеевых ваннах

шлихтовальных машин ряда зарубежных фирм, например «Зуккер-

Мюллер»

(Германия), производится специальными индикаторами-

вискозиметрами, способствующими постоянной вязкости шлихты.

Фирма «Целл» (Германия) выпускает клеильные аппараты моделей

AL, KL, LL, предназначенные для шлихтования различной пряжи. Клее-

вые ванны аппаратов двухсменные с косвенным обогревом. Давление

отжимных валов регулируется от 0 до 9,8 кH с помощью пневматическо-

го устройства, причем регулировка осуществляется в зависимости от

скорости машин.

настоящее время ряд фирм, изготовляющих шлихтовальные

машины, занимается созданием универсальных шлихтовальных ванн,

которые могут устанавливаться на барабанах и камерных шлихто-

вальных машинах. Ванны предназначены для шлихтования различ-

ных нитей: текстурированных, крученых, некрученых из натуральных

и химических волокон и их смесей. Универсальность шлихтовальной

ванны состоит не только в шлихтовании различных нитей,

но и в воз-

можности изменения технологической схемы заправки нитей, прохо-

дящих через ванну.

Контрольные вопросы по теме «Шлихтование и эмульсирование

основ»

1. Чем вызывается необходимость шлихтования основной пряжи?

Объясните сущность процесса шлихтования основной пряжи.

Какие требования предъявляются к процессу шлихтования пряжи?

Какие вещества входят в состав шлихты, их название и назначение?

Дайте характеристику заменителей крахмала, применяющихся в на-

стоящее время в шлихтовании.

Каким требованиям должна удовлетворять готовая шлихта?

Как определяется вязкость шлихты?

Расскажите технологию приготовления шлихты.

От каких факторов зависит вязкость шлихты?

10.

Какая шлихта качественнее: менее вязкая и более стойкая или же бо-

лее вязкая и менее стойкая, почему?

11.

Объясните назначение составных частей шлихты, сваренной по рецеп-

ту:

– мука ржаная;

– раствор соляной кислоты;

– каустик;

– мыло.

12. Какое влияние оказывает процесс шлихтования на физико-

механические свойства пряжи?

13.

Какие основные рабочие органы имеет шлихтовальная машина?

14.

Какие типы шлихтовальных машин применяют в хлопчатобумажной

промышленности? В чём заключается их основное отличие?

15.

Назовите основные технические данные шлихтовальной барабанной

машины.

16.

Какие машины применяются для шлихтования шерстяной и полу-

шерстяной пряжи?

17.

Какие причины вызывают образование мягких и ошлихтованных уга-

ров при заправке партии?

18.

Объясните устройство и процесс сушки основы в сушильной камере.

19.

Каково назначение ценового поля?

20.

Какие приборы установлены на машине для контроля и автоматиче-

ского регулирования параметров шлихтования?

21.

В каких зонах происходит регулирование натяжения основы и чем

оно производится?

22.

Объясните принцип действия регулятора температуры шлихты.

23.

Объясните принцип действия регулятора уровня шлихты в корыте.

24.

Назовите основные параметры процесса шлихтования.

25.

С учётом каких факторов устанавливается скорость шлихтования?

26.

Как влажность ошлихтованной основы влияет на уровень обрывно-

сти в ткачестве?

27.

От каких факторов зависит процент приклея?

28.

Какие технологические параметры оказывают влияние на вытяжку?

29.

Из чего складывается производительность шлихтовальной и эмуль-

сирующей машин?

30.

Назовите основные пороки шлихтования.

31.

Каковы основные направления совершенствования процесса шлих-

тования?

32.

Объясните устройство и принцип действия ультразвукового генера-

тора.

33.

Объясните устройство и принцип действия гомогенизатора.

34.

Объясните положительное значение 2-кратной электронной обработ-

ки шлихты.

35.

Какие существуют новые способы шлихтования?

36.

В чём заключается принцип шлихтования в пене?

37.

Каковы преимущества шлихтования в пене?

38.

Что представляет собой шлихтование расплавом? Каковы его пре-

имущества и недостатки?

39.

Что представляет собой шлихтование в среде растворителя? Каковы