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

Подождите немного. Документ загружается.

Следовательно, судить о размерах площади поперечного се-

чения волокон и нитей из вещества, с разной плотностью у

только по показателю линейной плотности Т нельзя. Так, на-

пример, при одинаковой линейной плотности 0,2 текс площадь

поперечного сечения капроновой элементарной нити (7= 1,14)

будет равна 10

- 0,2/1,14 = 175 мкм

, а стеклянной элемен-

тарной нити (y = 2,5) будет равна 10

-0,2/2,5 = 80 мкм

, т. е.

в два с лишним раза меньше.

Толщину волокон и нитей, имеющих близкую к круглой

форму поперечного сечения и полностью заполненных вещест-

вом, можно характеризовать диаметром сечения d

. Тогда пло-

щадь поперечного сечения F = ndy

/4, с учетом формулы (25)

Здесь dyc представляет собой воображаемый поперечник во-

локон, пряжи или комплексных нитей, когда внутри самих во-

локон или между отдельными волокнами в пряже или элемен-

тарными нитями в комплексных нитях поры или пустоты от-

сутствуют.

В волокнах имеются микропустоты, канал (в хлопке),

сердцевина (в остевом и мертвом волокне шерсти), пустоты за

счет неплотного прилегания друг к другу волокон в пряже или

элементарных нитей в химических комплексных нитях. Поэтому

диаметр сечения, измеренный по внешнему контуру, больше

условного dyc и называется расчетным d

. При определении

dp, мм, вместо плотности 7, мг/мм

, используют среднюю

плотность б волокон или нитей:

Средняя плотность б меньше у (см. табл. 1). Чем рых-

лее пряжа или комплексная нить, тем меньше 8 по сравне-

нию с у.

Для определения линейной плотности из пробы волокна вы-

кладывают штапель с ровным концом, вычесывают короткие

волокна (например, в хлопке короче 16 или 20 мм в зависи-

мости от длины волокна), раскладывают редкими прядками ме-

жду двумя предметными стеклами. Затем считают число воло-

кон в каждой паре стекол с помощью микроскопа или проекци-

онного счетчика волокон, определяют общее число волокон п

во всех стеклах, собирают их в один пучок, сохраняя ровный

край; с помощью специального резака вырезают среднюю часть

пучка 1

(обычно длиной 10 мм) и взвешивают (ш

). Линей-

ную плотность, мтекс, определяют по формуле

ndyJ4 = Т/ЮООу, а

c = 0,0357 Уг/у.

(26)

= 0,0357 л/Т/6.

(27)

Т = тс- Ю

/(1

п).

(28)

Табл. 1. Линейная плотность и плотность

основных видов волокон и нитей

Линейная

Плотность Средняя

Вид волокна, пряжи и нити

плотность,

вещества,

плотность,

Вид волокна, пряжи и нити

текс

мг/мм

Волокна

Хлопок

0,17-0,2 1,52

0,9-1,3

Лен

0,2-0,3

1,5 1,4

Шерсть тонкая

0,3-1 1,32

0,9—1,1

» грубая

1,2—3

1,3

0,3—0,9

Коконная нить

0,3—0,4

1,34

—

Химические

вискозное

0,2-0,7 1,52

1,5

ацетатное

0,3-0,4 1,32 1,3

капроновое

0,2-0,8

1,14 —

нитроновое

0,2—0,8

1,18 —

лавсановое

0,2—0,7 1,38

—

Пряжа

Хлопчатобумажная

5-100 1,52

0,8-0,9

Льняная

16,7-677

1,50

0,9—1

Шерстяная аппаратная

41,7—166

1,32

0,7

Шерстяная гребенная

15,6—41,7 1,32

0,8

Шелковая 5X2—20X3

1,34

—

Вискозная

12,5—41,7 1,52

. 0,8

Комплексные нити

Шелк-сырец

1—3,2 1,34

1,1

Вискозная

6,6-28 1,52

1-1,2

Ацетатная

11-22

1,32

0,6-1

Капроновая

1,7—7

1,14

0,6—0,9

Лавсановая 11

1,38

—

Нитроновая 28 1,18

Одновременно для хлопкового волокна вычисляют число во-

локон ti 1 в 1 мг:

щ =- п/(т

+ т

), (29)

где п — общее число волокон в штапеле; т

и т

— соответственно масса

вырезанной середины штапеля и его концов.

В стандартах на химические волокна регламентированы до-

пустимые относительные отклонения фактической линейной

плотности от номинальной (предназначенной к выработке).

Толщину шерсти характеризуют средним размером диаметра

сечения волокон, мкм, определяемым измерением с помощью

микроскопа с окулярным микрометром. При оценке качества

шерсти, ввиду большой неоднородности волокон по толщине,

определяется также его неравномерность, характеризуемая сред-

ним квадратическим отклонением или коэффициентом ва-

риации. ,

Рис. 17. Схема прибора для определения ли-

нейной плотности волокон

Известны ускоренные (экспресс-

ные) методы определения толщины

волокон, например основанные на за-

висимости воздухопроницаемости мас-

сы волокон от их толщины. При всех

прочих равных условиях, в единицу

времени через слой тонких волокон

воздуха проходит меньше, чем через

слой толстых (грубых) волокон.

Схема прибора, предназначенного

для определения линейной плотности

волокна, дана на рис. 17.

Сжатый воздух под постоянным

давлением поступает в трубку 1,

проходит в коническую трубку 3 с поплавком 4, трубку 5

и цилиндр б, в который закладывается определенная на-

веска волокна 7, сжатая до заданной средней плотности б

(0,25 г/см

). Пропуская воздух через волокно под давлением,

определяют высоту подъема Н поплавка 4 по шкале 2, и затем

по специальным номограммам находят соответствующее значе-

ние линейной плотности. Естественно, что чем тоньше волокно,

тем на меньшую высоту поднимается поплавок. Метод рекомен-

дован для определения линейной плотности хлопкового волокна

и шерсти.

Различают номинальную, фактическую, расчетную и конди-

ционную линейные плотности нитей.

Номинальной Т

называют линейную плотность, предназна-

ченную к выработке, фактической Г

— линейную плотность,

определенную опытным путем. Расчетную линейную плотность

Тр определяют для нитей, состоящих из нескольких сложенных

вместе.

При сложении п нитей одинаковой линейной плотности

••Т

п.

(30)

При сложении п нитей разных линейных плотностей

= T

+ T

+ ... +Т

. (31)

Для двухкруточной нити, содержащей крученую однородную

нить с линейной плотностью Т

{

и однородную нить толщиной

, номинальную линейную плотность крученой нити определя-

ют по формуле

= Г

Х2+Г

. (32)

В случае двухкруточной нити, содержащей две крученые

нити, в каждой из которых нити разной толщины (Г

(

+ Т

Г3 + Г4), номинальная линейная плотность определяется по

формуле

Уо = (Г! + Г

) + (7-3 + Г

). (33)

Приемку и сдачу нитей осуществляют по кондиционной 7,

линейной плотности

где W„, — соответственно кондиционная (нормированная) и фактическая

влажность, %.

Расчетную линейную плотность крученых нитей определяют

следующим образом

где U — укрутка, показывающая величину укорочения нити при скручива-

нии, %•

Линейную плотность нитей определяют по массе отрезков

заданной длины, отматываемых с помощью мотовила, имеющего

периметр кроны' 1 м и счетчик длины.

Стандарты регламентируют определение линейной плотности

длинными и короткими отрезками. В зависимости от вида и

линейной плотности нитей длинные отрезки берут равными 200,

100, 50, 25, 10 и 5 м, а короткие — 1 и 0,5 м.

В стандартах на все виды текстильных нитей регламентиро-

вано допустимое относительное отклонение Тф от Т

и коэф-

фициенты вариации по линейной плотности отрезками разной

длины.

Площадь поперечного сечения волокон и нитей помимо рас-

чета по формуле (25) определяют путем планиметрирования за-

рисовок поперечных срезов волокон и нитей, рассматриваемых

в микроскоп при сильном увеличении, и другими способами.

Толщину толстых, плотных (очень мало или совсем не сплю-

щиваемых) и сильно скрученных нитей измеряют текстильным

микрометром (рис. 18, а). Приподнимая рычагом 1 верх-

ний диск 4, помещают измеряемую нить между дисками 4 и 5,

опускают диск 4 и величину поперечника, мкм, считывают по

указателю 2 на шкале 3.

В современных высокочувствительных приборах ТЭМ-1

(рис. 18, б) можно измерять толщину нитей, текстильных поло-

тен и других материалов толщиной от 0 до 40 мм при разных

давлениях.

На правом плече коромысла 5, закрепленного на натянутой

металлической нити 1, находится верхний измерительный сто-

лик, 10, а на левом — пластина 3. При перемещении правого

плеча коромысла 5 изменяется положение пластины 3 между

катушками датчика 2, что приводит к изменению электрических

колебаний в датчике, фиксируемых микроамперметром 4. Ниж-

ний измерительный столик 11 можно поднимать или опускать,

= 7ф(100+Г

)/(100 + Гф)

(34)

Тр.к — Тп- 100/(100 — V),

(35)

ром 13.

Неподвижный 6 и подвижный 7 указатели служат для про-

верки весовой системы, а рукоятка 9 — для установки на шка-

ле 8 давления, при котором будет измеряться толщина пробы.

Перед испытанием поднимают нижний столик 11 до соприкос-

новения с верхним, устанавливают требуемое давление на про-

бу. При этом указатель 7 должен совпасть с указателем 6, а

стрелки микроамперметра 4 и индикатора 13 находиться на

нуле. Затем: нижний столик И опускают, кладут на него испы-

туемую пробу, поднимают вверх до установки стрелки микро-

амперметра на 0 и по шкале индикатора 13 считывают показа-

тель толщины пробы.

НЕРОВНОТА НИТЕЙ ПО ТОЛЩИНЕ

Одновременно со средней линейной плотностью нитей опреде-

ляют их неровноту, характеризуемую отклонениями толщины на

отдельных участках в ту или другую сторону от средней. Это

очень важная характеристика качества нитей. Она приводит к

полосатости тканей, трикотажных полотен, к разнооттеночное™

после крашения, к повышенной неровноте по всем другим свой-

ствам (например, по разрывной нагрузке) и как результат это-

го к повышенной обрывности нитей при переработке. Последняя

ведет к снижению производительности машин и образованию

дефектов в полотнах (нарушению переплетения; в тканях, рос-

пуску трикотажных полотен и др.), т. е. является одной из при-

чин снижения сортности полотен и изделий из, них.

Применяют следующие методы оценки неровноты нитей по

линейной плотности: весовой (по массе отрезков заданной дли-

ны), визуальный (на глаз) и с применением различных прибо-

ров (механических, фотоэлектрических, емкостных и др.).

Первый метод трудоемкий и требует высокой точности при-

готовления отрезков одинаковой длины, особенно коротких.

В стандартах на оценку качества пряжи и нитей разных видов

установлены нормы коэффициентов вариации линейной плотно-

сти тех же отрезков, которые использовались для определения

линейной плотности.

При визуальном методе нити наматывают с равномерной

раскладкой на экранные мотовила контрастного цвета. На-

пример, утоненные участки белых нитей на черных досках со-

здают более темные полосы, а утолщенные — более светлые.

Чем интенсивнее выражены полосы и больше их ширина, тем

неравномернее нить. Сопоставляя намотанные образцы с фото-

эталонами различной степени неровноты и учитывая интенсив-

ность полос и их ширины, подсчитывают штрафные баллы за

неравномерность по линейной плотности. Этот метод является

стандартным при оценке шелка-сырца.

Из приборов наиболее перспективными и достаточно рас-

пространенными являются электроемкостные приборы (напри-

мер, прибор Устер), упрощенная схема которых приведена на

рис. 19.

Сущность измерения неровноты на приборах этого типа за-

ключается в том, что колебания массы единицы длины движу-

щегося продукта (ленты, ровницы, пряжи, комплексных нитей)

вызывают изменение емкости конденсатора-датчика 3, между

пластинами которого пропускается продукт 2 с определенной

скоростью. Если он неравномерен, то частота генератора Г

равная первоначально частоте генератора Гь изменяется и час-

тотомер 4 измеряет разность частот генераторов Л и Г

. Кон-

денсатор 1 имеет переменную емкость и служит для выравни-

вания частоты колебательных контуров генераторов Г\ и Г

чтобы разность частот их была

равна нулю. Таким образом, в

приборах с емкостными датчи-

ками колебания емкостей, про-

порциональные изменению

массы отрезков нитей, преоб-

разуются в изменения величи-

ны напряжения, которое питает

интегратор 6, подсчитывающий

коэффициент неровноты или

коэффициент вариации мас-

сы отрезков заданной длины.

Записывающее устройство 7

пишет диаграмму колебаний

массы вдоль продукта. Указа-

тель миллиамперметра 5 показывает отклонения массы по-

следующих отрезков нити в процентах от массы участка нити,

находившегося между пластинами конденсатора-датчика 3 в

момент выравнивания частот колебательных контуров генерато-

ров Г1 и Г

Изменяя скорость подачи продукта в прибор, можно опре-

делить коэффициенты неровноты или коэффициенты вариации,

идентичные получаемым весовым методом по отрезкам соответ-

ствующей длины.

Недостаток электроемкостных приборов в том, что на изме-

нение емкости конденсатора-датчика 3 влияет влажность ис-

следуемой нити. Этот недостаток устранен в приборах с радио-

активными датчиками, позволяющими успешно оценивать не-

ровноту нитей средних линейных плотностей.

3. ЧИСТОТА, ВОРСИСТОСТЬ И ИЗВИТОСТЬ

волокон И НИТЕЙ

Чистота характеризуется отсутствием в волокнах и нитях сор-

ных примесей, пороков и дефектов и является важной характе-

ристикой их качества. Наличие пороков и примесей в волокне

осложняет технологический процесс переработки его в пряде-

нии, уменьшает выход пряжи, следовательно, удорожает ее, и

приводит к получению засоренной пряжи. Пороки и сорные

примеси пряжи и комплексных нитей, вызывая обрывность, яв-

ляются причиной нарушения процессов ткачества и вязания.

Следствием этого является возникновение в тканях, трикотаж-

ных полотнах ткацких и вязальных дефектов, что приводит к

снижению их качества.

Пороки и сорные примеси разных волокон неодинаковы.

Хлопковое волокно имеет следующие пороки: уплотненные пуч-

ки волокон (жгутики); скопления незрелых волокон; частицы

семян с пучками волокон или пуха, возникающие в процессе

ми датчиками для определения не-

ровноты нити по толщине

волокноотделения; узелки, состоящие из спутанных коротких

волокон; крупные частицы листьев, стеблей, створок коробочек

хлопчатника. Пороки чесаного льна: шишки, состоящие из уп-

лотненных комков спутанных коротких волокон; недоработки,

т. е. скрепленные с волокном кусочки древесины стебля; кост-

ра — дробленная на мелкие кусочки древесина, оставшаяся в

массе волокна после трепания. В шерсти чаще всего встреча-

ются спутанные комочки коротких волокон, образующие впо-

следствии специфические для шерстяной пряжи пороки (муш-

ки), перхоть, а также растительные примеси (кусочки расте-

ний, корма, подстилки и репья). В химических волокнах имеют

место склейки, т. е. прочно склеенные вместе элементарные во-

локна, колючки — жесткие застывшие сгустки прядильного рас-

твора, мушки — оборванные и скатавшиеся в комочки отдель-

ные волокна или их группы.

Пороки различных нитей имеют много общего. Это пересле-

жины — резкие утолщения и утонения ограниченной длины на

всем ее протяжении;.

шишки — заработанные в пряжу мелкие комочки волокон,

и узелки, называемые в шерстяной пряже мушками; узлы с

длинными концами; загрязненные места, чаще всего масляные

пятна и сорные примеси.

Использование засоренной пряжи при выработке текстиль-

ных полотен приводит к изменению технологических режимов

отделки, т. е. ужесточению отдельных процессов (подготовки

ткани к отварке, режима отварки и др.).

Степень чистоты волокон характеризуют уровнем содержа-

ния в них сорных примесей и пороков, которые определяют

разными методами. Наиболее распространенным является ме-

тод ручной выборки их с помощью пинцета из навески волокна

с начальной массой т, г. Затем определяют массу пороков и

сорных примесей т

г, взвешиванием и рассчитывают суммар-

ное содержание примесей, %:

= т, • 100/т. (36)

Применяют и инструментальные методы. Так, для хлопково-

го волокна используют хлопкоанализатор с вращающимся пиль-

ным барабаном. Острые зубцы его захватывают с питающего

столика мелкие клочки хлопка и проносят над отбойным но-

жом, отделяющим мелкие примеси и пороки от основной массы

волокон. Очищенное волокно отводится сетчатым барабаном, а

пороки и сорные примеси выпадают в камеру. Их выбирают,

взвешивают и рассчитывают содержание в процентах от исход-

ной массы пробы.

При определении чистоты нитей широко применяют оценку

намоток на экранных мотовилах на до<г"ки контрастного цвета

Рис. 20. Общий вид элек-

тронного мотовила МОК

по сравнению с цветом нитей. Намотку осуществляют на меха-

нических приборах, в частности МОК (рис. 20).

Нить с паковки 13, установленной на бобииодержателе 14,

пройдя через глазок 12 пластинчатого зажима 10 с регулято-

ром натяжения нити 11, заправляется в глазки 9 и 8 ните-

укладчика 7, перемещающегося по мере намотки нити вдоль

доски 1 (размером 250 X 220 мм) и раскладывающего ее с ша-

гом в 1; 1,5 или 2 мм в зависимости от ее линейной плотно-

сти. Доска 1 крепится на стойке прибора в пазах зажимов 6.

Включение прибора осуществляется с помощью кнопки 2 с

сигнальной лампой 5, а пуск— кнопками 3 или 4 в зависимости

от направления намотки слева направо или справа налево от

края доски. По окончании намотки прибор автоматически оста-

навливается.

При определении класса хлопчатобумажной пряжи подсчи-

тывают число пороков и соринок на определенной длине L (м)

и содержание их в одном грамме пряжи

где п — число пороков и сора на длине L; Т — линейная плотность пряжи

в текс.

Содержание пороков в шелке-сырце и химических комплекс-

ных нитях определяют оценкой нитей, намотанных на доски

больших размеров (1360X470 мм), и подсчетом содержания их

на 10 000 м. В шелке-сырце помимо содержания крупных и

мелких пороков учитывают наличие мельчайших дефектов (как

расщепленность нити и др.) путем сравнения тех же самых на-

моток со стандартными фотоэталонами чистоты и оценивают в

условных процентах чистоты.

Широкое применение нашел отечественный прибор ППП

(рис. 21), в котором нить, сматываемая с паковки 1 валика-

ми 8, проходит между углубленной канавкой 3 диска 9 (ее

ширина и глубина подбираются равными диаметру нити) и

— П • 10

/(LT),

(37)

концом рычага 4, который может поворачиваться относитель-

но оси 5, преодолевая действие груза 6, установленного на дру-

гом конце рычага 4. Если нить не имеет пороков, то свободно

проходит через зазор между канавкой диска 9 и рычага 4. При

появлении порока или сорной примеси, размер которых больше

величины зазора, левый конец рычага 4 отклоняется вниз, по-

ворачиваясь относительно оси 5, и рычаг 7 включает элек-

тромеханический счетчик 2, отсчитывающий число пороков. Пе-

редвигая груз 6 по рычагу 4 и поворачивая диск 9, подбирают

необходимую нагрузку и ширину щели для нити с любой ли-

нейной плотностью, показываемой стрелкой 10 по шкале 11.

Длина испытанной нити L, м, фиксируется счетчиком 12. Число

пороков в одном грамме пряжи подсчитывается по форму-

ле (37).

Прибор не подсчитывает утонения, а также мелкие шишки и

узелки, которые могут сплющиваться благодаря трению о

кромку измерительного рычага 4 и беспрепятственно проходить,

не вызывая срабатывания счетчика 2. Поэтому важным преиму-

ществом современных приборов, помимо прочих, является бес-

контактный принцип подсчета пороков.

На рис. 22 приведена упрощенная блок-схема электронно-

оптического прибора ЭОППП-1 для автоматического непрерыв-

ного подсчета пороков пряжи и нитей разных видов. Стабили-

затор напряжения 1 от сети 220 В подает постоянное напряже-

ние на блок питания 2, питающий блок измерения 3 с фото-

электрическим оптико-объемным бесконтактным датчиком 5.

Через этот датчик проходит исследуемый продукт, поступающий

с бобины 4, наматывается на мотовило 7 со счетчиком длины, м.

Появление пороков и изменение поперечного сечения пряжи

приводит к изменению светового потока, в результате чего из-

меняется величина фототока, возникающего в фотосопротивле-

нии датчика 5, и сигнал передается в блок счета 6 к усилитель-

ным каналам разной чувствительности. К выходу каждого кана-

ла подключены три счетчика, один из которых подсчитывает

•Л77777Т77777

Рис. 21. Схема прибора ППП для

подсчета пороков в пряже

Рис. 22. Блок-схема прибора

ЭОППЦЧ