Садыкова Ф.Х. и др. Текстильное материаловедение и основы текстильных производств

Подождите немного. Документ загружается.

чинается их химическое разложение. Синтетические волокна

термопластичны, т.е. способны размягчаться и затем плавиться.

Наиболее термоустойчивы среди синтетических полиэфирные

(типа лавсан) и полиакрилонитрильные (типа нитрон) волокна.

Полиамидные значительно уступают им, так как интенсивно

окисляются кислородом воздуха. Из натуральных наименее тер-

моустойчивым является шелк, который, имея в два раза боль-

шую исходную относительную прочность по сравнению с хлоп-

ковым волокном, примерно одновременно с ним — через 130—

140 ч — полностью разрушается.

По огнестойкости натуральные и химические волокна рез-

ко отличаются друг от друга. Асбестовые и стеклянные волокна

не горят, а только плавятся при высокой температуре (выше

1000 °С). Шерстяные, шелковые, ацетатные, капроновые, лав-

сановые и нитроновые волокна горят лишь в пламени, но вне

пламени перестают гореть. Хлопковое, льняное, вискозное и

медно-аммиачное волокна сгорают очень быстро как в пламе-

ни, так и вне его.

8. УСТОЙЧИВОСТЬ к ДЕЙСТВИЮ СВЕТОПОГОДЫ

Устойчивость к действию светопогоды характеризует сопротив-

ляемость волокон разрушающему действию света, кислорода

воздуха, тепла и влаги и хорошо отражает поведение этих во-

локон в эксплуатации. Обычно об устойчивости к действию све-

топогоды судят по изменению основных свойств волокон (раз-

рывной нагрузки, удлинения при разрыве) после длительного

действия светопогоды. Ухудшение свойств является следствием

химических процессов. Последние вызваны активирующим дей-

ствием ультрафиолетового из-

лучения солнца, приводящего

к фотохимической деструк-

ции — уменьшению молекуляр-

ной массы полимеров, т. е. уко-

рочению молекул и постепенно-

му разрушению материала.

На рис. 35 даны графики,

характеризующие интенсив-

ность разрушения натуральных

и химических волокон основ-

ных видов под действием све-

топогоды. Из рисунка видно,

что наименьшей устойчивостью

к действию светопогоды обла-

дает шелк, который полностью

разрушается всего через 18—

20 нед. Полиамидные волокна,

для которых характерны выео-

Рис. 35. Кривые зависимости потери

разрывной нагрузки различных воло-

кон от продолжительности действия

светопогоды:

1 — натурального шелка; 2 — найлона 6,6;

3 — вискозного; 4 — найлона 6,6 стабили-

зированного; 5 —льна; 6 — хлопка; 7 —

вискозной нити упрочненной; 8 — поли-

акрилонитрильного

кие механические свойства в нормальных атмосферных усло-

виях имеют низкую устойчивость к действию светопогоды, при-

мерно такую же, что и вискозное неупрочненное волокно.

Помимо химического состава на устойчивость к действию

светопогоды сильно влияет и строение волокон. Это хорошо

видно на примере вискозного волокна. Если обычное вискозное

волокно полностью разрушается через 30 недель, то упрочнен-

ное с более плотной упаковкой макромолекул имеет в два с

половиной раза большую устойчивость к действию светопогоды.

Из всех волокон наиболее высокую устойчивость имеет поли-

акрилонитрильное волокно. Оно теряет только около 30 % пер-

воначальной прочности при действии светопогоды в течение

времени, превышающем в 5 раз время, за которое полностью

разрушаются обычные полиамидные и вискозные волокна.

Среди натуральных наиболее высокой устойчивостью к дей-

ствию света обладает шерстяное волокно. Так, при естествен-

ной инсоляции в одинаковых условиях уменьшение разрывной

нагрузки на 50% наступает у шерсти через 2120 ч, льна —

1100, хлопка — 940, джута — 400 и шелка — 200 ч.

Покрытие волокон, нитей и изделий из них пленками и про-

питка различными составами, поглощающими ультрафиолето-

вые лучи, способствуют повышению устойчивости их к дейст-

вию светопогоды.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каковы правила отбора проб из партии материала с целью получения

репрезентативной выборки для лабораторных испытаний?

2. Какие сводные характеристики выражают уровень показателей

свойств материалов и степень их неравномерности?

3. Дайте оценку достоверности полученных результатов испытаний по

доверительному интервалу среднего показателя и среднего квадратического

отклонения в генеральной совокупности. Как установить необходимое число

испытаний, обеспечивающее заданный уровень доверительного интервала?

4. Расскажите о длине волокон, методах ее определения, применяемых

приборах. Постройте кривую распределения и штапельную диаграмму.

5. Дайте характеристику толщины волокон и нитей. Какие вы знаете

методы определения толщины?

6. Что такое неровнота нитей по толщине? Опишите методы оценки

и применяемые приборы.

7. Что такое чистота массы волокон и нитей? Назовите типичные для

различных видов волокон и нитей пороки. Каковы методы оценки содержа-

ния пороков?

8. Расскажите о ворсистости пряжи и нитей.

9. Что такое извитость волокон и нитей?

10. Какова цель крутки нитей? Какие методы определения крутки вы

знаете?

11. Как влияют величина и направление крутки на внешний вид и свой-

ства пряжи и крученых нитей?

12. Какие свойства текстильных волокон и нитей называют механиче-

скими и что они определяют в технологических процессах переработки сырья

и полуфабрикатов?

13. Какие три группы характеристик механических свойств в зависимо-

сти от способа осуществления испытательного цикла применяются для тек-

стильных материалов и что они определяют?

14. Какими абсолютными и относительными характеристиками механи-

ческих свойств текстильных волокон и нитей пользуются при растяжении?

Какова их физическая сущность?

15. Какие факторы оказывают влияние на показатели механических

свойств волокон и нитей при испытаниях на растяжение?

16. В чем заключается механизм проявления упругого, эластического

и пластического компонентов деформации текстильных волокон и нитей?

В чем условность значений составных частей деформации при однократном

растяжении?

17. Чем определяется степень равновесности текстильных нитей, подверг-

нутых деформации кручения?

18. В чем сущность стандартной методики и экспресс-методов оценки

равновесности-нитей?

19. Почему следует определять предел выносливости текстильных воло-

кон и нитей при многократном растяжении?

20. Какие параметры испытаний на пульсаторах и изгибателях влияют

на показатели выносливости текстильных волокон и нитей?

21. Дайте понятие сорбции водяных паров из окружающей среды тек-

стильными волокнами и нитями. Каково влияние на уровень сорбируемой

влаги химического состава, строения волокон и нитей?

22. Какие вы знаете характеристики гигроскопических свойств волокон

и нитей? Как влияет влажность волокон и нитей на их свойства? Что такое

кондиционная влажность?

23. Дайте характеристику тепловых свойств волокон и нитей.

24. Расскажите об устойчивости волокон и нитей к действию светопо-

годы.

Раздел

второй

Основные сведения

о механической технологии

текстильных материалов

Глава I. ПРЯДИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

1. СЫРЬЕ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРЯДИЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА, ИХ СУЩНОСТЬ. СИСТЕМЫ ПРЯДЕНИЯ

Сырьем для прядения являются текстильные волокна: хлопок,

лубяные (в массовом производстве бытовых тканей главным

образом лен), шерсть, отходы шелкомотания И шелководства и

различные химические волокна.

Правильный выбор сырья для получения пряжи с заданными

свойствами имеет большое значение. При использовании сырья

худшего качества полученная пряжа не будет удовлетворять

предъявляемым к ней требованиям; проведение технологических

процессов прядения, ткачества или вязания и отделки будет

затруднено; производительность труда обслуживающего персо-

нала и оборудования будет низкая, а использование сырья

очень высокого качества приведет к удорожанию пряжи, так

как в ее стоимости на долю сырья приходится от 60 до 90 %•

Волокна, предназначенные для выработки пряжи, поступают

на прядильные фабрики в плотно спрессованном состоянии, в

кипах массой 200—280 кг.

Процесс прядильного производства можно разделить на три

этапа: 1) подготовка волокнистой массы и формирование из

нее ленты; 2) подготовка ленты к прядению; 3) прядение. Пер-

вый этап включает следующие процессы: разрыхление, смеши-

вание, трепание, чесание.

Разрыхление — разделение плотно спрессованной массы во-

локон на мелкие клочки и уменьшение средней плотности воло-

кон в целях обеспечения в дальнейшем лучшего перемешивания

и очистки волокнистой массы от сорных примесей, а также луч-

шего протекания последующих процессов (например, чесания).

Смешивание проводят для получения больших однородных

по свойствам партий сырья. Текстильные волокна, перерабаты-

ваемые в прядении даже в чистом виде, без смешивания с во-

локнами Других видов весьма неоднородны по своим свойствам.

Отдельные партии хлопка, шерсти и других волокон различают-

ся по длине, толщине, влажности и другим свойствам. Поэтому

обычно несколько партий волокон смешивают. Особенно важ-

но тщательное смешивание при переработке смесей волокон

разных видов или смесей, содержащих ;отходы прядильного

производства: ббраты, которые МОЖНО Вернуть в смесь своей

сортировки без дополнительной обработки или очистки (рвань

холста, ленты и др.), и отходы, выделяемые при разрыхлении,

трепании и чесании и требующие предварительной очистки

или подготовки (отходы трепания, очесы кардные, гребенные

и др.).

Трепание обеспечивает дальнейшее разрыхление и интенсив-

ную очистку массы волокон от сорных примесей.

Чесание—разъединение мелких клочков или пучков на от-

дельные волокна, удаление оставшихся после процессов разрых-

ления; и трепания мелких цепких примесей и пороков, а также

формирование из тонкого слоя прочесанных волокон ленты или

ровницы (в кардной или аппаратной системах прядения соот-

ветственно) .

Второй этап — подготовка ленты к прядению и предпряде-

ние. Подготовка складывается из двух процессов: сложения

лент в целях выравнивания их как по толщине, так и волок-

нистому составу, а также вытягивания продукта в целях его

утонения и распрямления волокон и ориентации их вдоль про-

дукта. Обычно оба этих процесса осуществляются одновременно

и на одной машине.

Предпрядение — приготовление из ленты более тонкого про-

дукта — ровницы, предназначенной для прядения.

При выработке хлопчатобумажной пряжи в прядении ис-

пользуют как ленту, так и ровницу. Ровницу готовят из ленты.

В кардной системе прядения хлопка при выработке пряжи ли-

нейной плотности более 50 текс можно осуществлять прядение

непосредственно из ленты на прядильных машинах с вытяжны-

ми приборами высокой вытяжки. Кроме того, предпрядение

исключается при выработке пряжц по аппаратной системе пря-

дения, а также при прядении на пневмомеханических и других

безверетенных прядильных машинах.

Третий этап — прядение, при котором происходят оконча-

тельное утонение продукта до получения мычки заданной тол-

щины, скручивание ее, т. е. превращение в пряжу, и намотка

на паковку заданной формы и размеров.

Системой прядения называется совокупность процессов и ма-

шин, с помощью которых волокнистая масса перерабатывается

в пряжу. Известные системы прядения отличаются друг от

друга главным образом способами осуществления двух основ-

ных процессов: чесания волокнистой массы и утонения про-

дукта.

Кардная система прядения — самая распространенная. Че-

сание волокон здесь осуществляется на кардочесальных маши-

нах. Снимаемый со съемного барабана 1 этих машин

(рис. 36, о) тонкий слой волокон 2 собирается в> воронке 3 и

формируется в толстый жгут — ленту 4. Затем ленту утоняют

путем вытягивания в вытяжных приборах последующих машин.

щш

Шт

По этой системе получают

пряжу линейной плотности

15—84 текс из средневолокни-

стого хлопка, а также из хи-

мических и коротких льняных

волокон.

Пряжа, выпрядаемая по а 5

этой системе из окрашенных в

один или разные цвета воло- ^ УГ^™?

кон (за исключением льняных),

называется меланжевой.

Кардная пряжа довольно равномерна, имеет среднюю чисто-

ту и разрывную нагрузку, недостаточно гладкая.

Гребенная система прядения с кардочесанием предусматри-

вает дополнительное расчесывание волокон на гребнечесальных

машинах. Утонение полученной ленты осуществляется, как и

в кардной системе, путем вытягивания на последующих маши-

нах. По этой системе выпрядают пряжу более прочную, глад-

кую, чистую и тонкую. Применяют в прядении из тонковолок-

нистого хлопка пряжи линейной плотности 5—11,5 текс, из

тонкой и грубой длинной шерсти—15—42 текс. Используется

она для выработки наиболее ответственных изделий высокого

качества. Однако использование гребенной системы прядения

ведет к удорожанию пряжи из-за существенной потери сырья,

в очесы попадает до 20 % общей массы волокна.

Гребенная система прядения без кардочесания предусматри-

вает только гребнечесание и утонение продукта путем вытягива-

ния на последующих переходах. Такая система мало распро-

странена, позволяет получить прочную, гладкую и чистую пря-

жу из наиболее длинных волокон — трепаного льна и отходов

шелкомотания и шелководства.

Аппаратная система прядения включает чесание на кардо-

чесальных машинах, но в отличие от предыдущих систем сни-

маемая со съемного барабана 1 ватка-прочес 2 (рис. 36, б) не

формируется в ленту, а разделяется на узенькие ленточки 3,

которые после уплотнения сучением превращаются в ровницу.

Последняя сразу поступает на прядильную машину. Следова-

тельно, это наиболее короткая и экономичная система пряде-

ния. Волокна в пряже мало распрямлены и ориентированы

вдоль нити, поэтому пряжа получается рыхлой, ворсистой, пу-

шистой, имеет среднюю и пониженную разрывную нагрузку.

Аппаратную систему применяют при переработке массы не-

однородных и сравнительно коротких волокон: хлопка низких

сортов, отходов кардного и гребенного прядения хлопка, для

выработки пряжи больших линейных плотностей (50—200текс).

Особенно широко эта система прядения распространена в шер-

стопрядении для выработки пряжи большой линейной плотно-

сти (160—500 текс) из короткой и неоднородной грубой шерсти

4 Ф. X. Садыкова и др.

в смеси с отходами гребенного прядения, восстановленной

шерстью, хлопком и химическими волокнами, а также из цен-

ной, весьма однородной по свойствам тонкой шерсти. Другие

системы прядения не нашли широкого применения.

2. КАРДНАЯ СИСТЕМА ПРЯДЕНИЯ ХЛОПКА

ПОДБОР СМЕСЕЙ (СОРТИРОВОК)

И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПЕРЕХОДОВ

Хлопок поступает на прядильные фабрики отдельными партия-

ми, называемыми марками. Каждая марка состоит из 60—

70 кип и при разгрузке размещается отдельно от других.

Волокна в отдельных марках и кипах могут отличаться по

длине, толщине и другим свойствам; для обеспечения стабиль-

ности технологических процессов на производстве и выпуска в

течение длительного времени пряжи стабильного качества от-

дельные марки хлопка перерабатывают не последовательно

одну за другой, а одновременно путем составления смесей

(сортировок) из кип разных марок (последних должно быть

не менее 6—8). Марки подбирают так, чтобы колебания по

длине и толщине волокон были не очень большими, а именно

отклонение средней длины было не более 3—4 мм, а в линей-

ной плотности не более 18 мтекс.

•

Количество одновременно

перерабатываемых кип, называемое ставкой, должно быть не

менее 24, а при применении новых поточных линий — не ме-

нее 18.

Сортировка помимо хлопка содержит не более 5 % обратов

производства (рвани ленты, ровницы и т. п.), получаемых при

переработке таких же сортировок. Кроме того, при выработке

пряжи больших линейных плотностей в смесь добавляют пря-

дильные отходы, например очесы с кардочесальных, гребнече-

сальных машин и др.

В целях правильного использования сырья в СССР разра-

ботаны типовые сортировки. В зависимости от длины, линейной

плотности и разрывной нагрузки при растяжении хлопковое во-

локно разделяют на семь типов. К первому типу относится са-

мое тонкое, длинное и прочное волокно со штапельной массо-

длиной от 38/39 мм, а к седьмому — наиболее грубое, короткое

и менее прочное волокно со штапельной массодлиной не менее

29/30 мм. Относительная разрывная нагрузка волокна 1-го ти-

па — не менее 34 сН/текс, 7-го — не менее 23,5.

Сортировку обозначают двумя цифрами: первая (арабская)

показывает тип хлопка, а вторая (римская) — сорт волокна,

преобладающего (не менее 65 %) в данной сортировке. Так,

сортировка 4-11 содержит волокно 4-го типа (длина волокна

33/34 мм) II сорта в количестве не менее 65 % (базисный

компонент). Остальные компоненты могут быть качеством на

один сорт ниже.

За каждой группой типовых сортировок закрепляют опреде-

ленные селекционные сорта хлопчатника. Выбор той или иной

сортировки обусловлен требованиями, предъявляемыми к пряже.

Хлопок первых трех типов и первых сортов (сортировки 1-1,

2-II, 3-1 и т. д.) применяют при выработке гребенной пряжи

малых линейных плотностей, а последних типов и более низких

сортов (4-IV, 4-III, 5-III и т. п.)—кардной пряжи с большой

линейной плотностью. Иногда сортировка содержит волокно не-

скольких, как правило, смежных (не более двух) типов и сор-

тов: 4-1, 4-11,; 5-1.

Последовательность технологических процессов в кардной

системе прядения хлопка приведена на схеме 5.

Схема 5

Следует иметь в виду, что в настоящее время при исполь-

зовании поточных линий холст не формируется, а хлопок сразу

подается в бункера чесальных машин. Предпрядение не всегда

обязательно; если вырабатывают пряжу средней линейной плот-

ности на кольцевых прядильных машинах с вытяжными прибо-

рами высокой вытяжки, то оно отпадает.

РАЗРЫХЛЕНИЕ, СМЕШИВАНИЕ И ТРЕПАНИЕ

На многих предприятиях разрыхление, смешивание и трепание

массы волокон осуществляется на поточных линиях, представ-

ляющих собой цепочку последовательно установленных машин,

разных в зависимости от характера сырья и принятой систе-

мы прядения. В кардной системе пневмомеханического безве-

ретенного способа прядения созданы пот'очные линии кипа —

Рис. 37. Схема двухкип-

ного рыхлителя РКА-2Х

лента. На них осуществляется непрерывный процесс раз-

рыхления, смешивания, трепания и чесания волокнистой

массы.

В современных, наиболее распространенных поточных лини-

ях первой машиной является двухкипный рыхлитель РКА-2Х

(рис. 37), осуществляющий разрыхление хлопка, отбираемого

непосредственно из кип, частичное смешивание его и очистку от

сорных примесей.

Две кипы 2 через дверцу 3 загружаются в контейнер 1,

опираются на поддерживающую решетку 4 и совершают воз-

вратно-поступательное движение над барабанами 5, параллель-

но оси которых по окружности закреплено по 12 планок с кол-

ками, отбирающими мелкие клочки хлопка из нижних слоев

кип через отверстия решетки 4. Под каждым барабаном име-

ются колосниковые решетки 6 из прутков. Клочки хлопка, вы-

щипываемые колками барабанов 5, вращающихся с частотой

вращения 460—580 мин

-1

, под действием центробежной силы

ударяются о колосники, протаскиваются по ним колками

барабанов, в результате чего сорные примеси через зазо-

ры колосников выпадают в камеру 7 с раздвижным дном 8.

При сигнале от системы управления об удалении отходов дно

8 камер раздвигается и сорные примеси и пороки хлопка сбра-

сываются на конвейер 9, движущийся справа налево, и через

патрубок 11 удаляются. Затем дно камер 7 закрывается. Раз-

рыхленные и частично очищенные клочки хлопка тем же кон-

вейером 9, перемещающимся теперь слева направо, поступают

в патрубок 10 и пневматически передаются конденсором К-3

в следующую машину.

100

Конденсер (рис. 38, а) расположен над следующей маши-

ной— дозирующим бункером ДБ-1. Хлопок, поступающий по

трубе 2 из рыхлителя РКА-2Х за счет тяги воздуха, создавае-

мой вентилятором 1, присасывается к той части поверхности

вращающегося сетчатого барабана 3, которая не перекрыта

перегородкой 4 (зона активного подсоса). При вращении сет-

чатого барабана 3 по часовой стрелке, с поверхности его,

попадающей в зону перегородки 4, где отсутствует подсос воз-

духа, хлопок сбрасывается по трубе 5 в бункер дозатора ДБ-1.

Питающие цилиндры 3 (рис. 38, б) дозирующего бункера

подводят хлопок в виде зажатого слоя в зону колкового бара-

бана 4 с колосниковой решеткой 5, осуществляющего дальней-

шее разрыхление и очистку хлопка. Сорные примеси через пат-

рубок 7 удаляются из машины. Одновременно дозатор ДБ-1

обеспечивает равномерное питание хлопком следующих машин

с помощью регулировочной вилки 2, которая при переполнении

хлопком бункера 1, преодолевая сопротивление груза и повора-

чиваясь против часовой стрелки, прекращает подачу волокна из

кипного рыхлителя РКА-2Х. При уменьшении уровня хлопка в

бункере под действием груза регулировочная вилка 2, повора-

чиваясь по часовой стрелке, автоматически включает подачу

хлопка в машину. Далее хлопок передается в следующую ма-

шину — наклонный очиститель ОН-6-4М с 6 барабанами

(рис. 39).

101