Кобляков А.И. (ред.) Лабораторный практикум по текстильному материаловедению

Подождите немного. Документ загружается.

где п — число оборотов зажима, соответствующее числу кручений нити на

зажимной длине L.

Методом непосредственного раскручивания определяют в ос-

новном крутку всех крученых нитей и также шерстяной пряжи

По методу удвоенного кручения отрезок нити определенной

длины, закрепленный в зажимах круткомера, вначале раскру-

чивают, а затем закручивают до первоначальной длины. Со

счетчика круткомера снимают показание, равное удвоенному

числу оборотов зажима. Фактическую крутку определяют по

формуле

Метод удвоенного кручения применяют для одиночной хлоп-

чатобумажной пряжи и пряжи из химических волокон.

Для определения крутки пряжи пневмомеханического спо-

соба прядения (ПМСП) используют метод сбалансированной

крутки [2.10], который представляет собой последовательное

трехкратное повторение операции раскручивание—закручивание

одного и того же отрезка пряжи с изменением направления вра-

щения. Крутку пневмомеханической пряжи определяют по фор-

муле

где А, В и С — абсолютные значения коэффициентов, соответственно равные

(2«i — и

) и (2«i — 2п

+ Яз); «1, 'h, я

— число оборотов зажима при пер-

вой, второй и третьей операции раскручивание — закручивание.

За фактическую крутку принимают значение, пересчитанное

на 1 м длины пряжи.

Для определения крутки и укрутки нитей применяют крутко-

меры со скользящим (рис. 2.30, а) или качающимся (рис. 2.30,6)

левым зажимом. Отрезок нити 2 определенной длины под пред-

варительным натяжением закрепляют в зажимах / и 3 крутко-

мера и в зависимости от метода определения крутки его под-

вергают либо процессу раскручивания до полной параллелиза-

ции волокон или составляющих нитей, либо процессу раскручи-

вания и закручивания на такое же число кручений. Показания

числа кручений снимают со счетчика 4 круткомера, состоящего

из двух шестерен, верхняя из которых имеет циферблат с двумя

Рис. 2.30. Схемы круткомеров, применяемых при определении крутки:

а — методом непосредственного раскручивания; б — методом удвоенного кручения

[2.9].

= п- 10

/(2L).

= |А|-2|В| + |С|/4,

Рис. 2.31. Универсальный круткомер КУ-500

поясами шкал: по верхнему поясу снимают единицы и десятки

оборотов, по внутреннему — сотни оборотов правого зажима.

Механический круткомер фирмы «Ковостав» (ЧССР) имеет

ручной привод со скользящим левым зажимом. Среди электри-

ческих круткомеров наибольшее распространение получил крут-

комер КУ-500 (рис. 2.31), имеющий два зажимных устройства —

А и Б. Устройство Б используют при определении крутки мето-

дом непосредственного раскручивания, а устройство А —при ме-

тодах удвоенного кручения и сбалансированной крутки. Качаю-

щиеся устройства А и Б являются трехплечими рычагами и

предназначены для крепления нити 3 в зажимах 2 и 4 (2 и 10) *.

Они состоят из плеча 6 (14) установки предварительного натя-

жения нити путем перемещения по шкале 5 (13) грузика с ри-

ской и стрелки 18 (11), на которой укреплен левый зажим 4 (10).

Величину зажимного расстояния устанавливают по шкале 7 пе-

ремещением по направляющим пазовых втулок 15 (S) с указа-

телями.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Крутку определяют по ГОСТ 6611.3—73* (СТ СЭВ 2466—80) при следующих

условиях: расстояние между зажимами: 100 и 50 мм — для одиночной шер-

стяной соответственно аппаратной и гребенной пряжи, 250 мм

•—

для одиноч-

ной хлопчатобумажной пряжи, химических нитей и крученых нитей всех ви-

дов, 500 мм — для шелковых и химических комплексных нитей с круткой

400 кр./м и менее; предварительное натяжение нити подбирают в зависимо-

сти от ее линейной плотности; число испытаний нити с каждой единицы про-

дукции (паковки)—от 2 до 10 в зависимости от волокнистого состача (учи-

тывая учебный характер данной работы, число испытаний по каждому виду

нити можно принять равным 5).

Перед испытанием определяют направление крутки нити. Для этого ко-

роткий отрезок нити держат в вертикальном положении и пальцами слегка

раскручивают его нижний конец. Если верхний конец этого отрезка раскручи-

* В скобках указаны позиции рис. 2.31 при работе с балансиром Б.

вается по часовой стрелке, нить имеет крутку Z, если раскручивается в об-

ратном направлении — крутку S.

При определении крутки методом непосредственного рас-

кручивания на круткомере КУ-500 используют устройство Б (см.

рис. 2.31). При этом заправку нити в зажимы осуществляют в приведенной

ниже последовательности: протягивают нить из глазков нитеводителей и за-

крепляют ее сначала в правом зажиме 2, а затем в левом качающемся за-

жиме 10, предварительно освободив балансир шпилькой 9; открывают правый

зажим и протягивают нить до тех пор, пока указатель левого зажима не

установится на нулевом делении шкалы 12 (17); нить вновь закрепляют в

правом зажиме, а балансир запирают шпилькой; справа на корпусе оттяги-

вают рукоятку 1 вправо до отказа и поворачивают ее в направлении круче-

ния нити Z или S. Препарировальную иглу помещают в нить у левого за-

жима и по мере раскручивания ведут ее к правому зажиму. Перед достижением

Форма 2.5

Вид нити

Условия испытаний

круткомер

метод испытания

зажимная длина нити, мм

предварительное натяжение, сН

Общая длина срезов нитей, мм

Масса срезов, мг

Линейная плотность нити, текс

Форма 2.6

Показание

Номер испытания

Кф-

кр./м

tg Р счетчика

1 2

3 4 5

Кф-

кр./м

tg Р

15°

и,-, число оборотов

полного раскручивания нити поворотом рукоятки в обратную сторону плавно

уменьшают частоту вращения зажима до его останова и снимают показание

счетчика. Раскрученный участок нити вырезают из зажимов для взвешива-

ния. Отрезки нитей взвешивают вместе на торсионных весах. Пользуясь фор-

мулами, рассчитывают характеристики скрученности нити; результаты заносят

в формы 2.5 и 2.6.

Для определения крутки методом удвоенного кручения ис-

пользуют устройство А (см. рис. 2.31). Заправку нити в зажимы производят

следующим образом: нить 3 заправляют в правый зажим 2 так, чтобы ее ко-

нец свисал из прорези зажима; распрямленную, но без натяжения нить за-

крепляют в левом пружинном зажиме 4, расположенном на стрелке; откры-

вают правый зажим и подтягивают нить до тех пор, пока указатель стрелки

не установится да нулевом делении шкалы балансира; во избежание обрыва

нити при раскручивании упор 16 устанавливают не более чем на 3 деления

от нулевой отметки шкалы. Включив прибор, как было описано выше, правый

зажим вращают до тех пор, пока указатель стрелки, отклонившись влево и

дойдя до упора, вновь не вернется в начальное (нулевое) положение. В этот

момент отключают счетчик и останавливают прибор. Выполнив расчеты по

формулам, результаты заносят в формы 2.5 и 2.6.

Крутку пневмомеханической пряжи определяют методом сбалан-

сированной крутки на круткомере КУ-500 с использованием зажим-

ного устройства А по методике удвоенного кручения. Отрезок пряжи сначала

полностью раскручивают, а затем закручивают до начальной зажимной дли-

ны и снимают показание счетчика щ. Не сбрасывая со счетчика это показа-

ние, тот же отрезок пряжи раскручивают в обратном направлении, а затем

снова скручивают до исходной длины. и снимают показание счетчика п

. Не

сбрасывая и этого показания, но изменив направление вращения, в третий

раз повторяют операцию раскручивание — закручивание и снимают показа-

ние счетчика п

. После испытания нить вырезают из зажимов для взвешива-

ния. Характеристики скрученности определяют по формулам. Результаты

испытаний и расчеты записывают в формы 2.5 и 2.7.

Форма 2.7

№

п/гт

Число оборотов

счетчика

1А|

в|

С |

кр./м

*ф.

кр./м

№

п/гт

«1

пг

Пз

1А|

в|

С |

кр./м

*ф.

кр./м

Крутку и укрутку крученых нитей определяют на крутко-

мере КУ-500 следующим образом. При работе с устройством Б (см. рис. 2.31)

отпирают балансир шпилькой 9, а при работе с устройством А — левый за-

жим. Нить раскручивают до полной параллелизации ее составляющих, т. е.

до тех пор, пока стрелка не достигнет наибольшего отклонения от нулевого

деления шкалы — величины удлинения а. Показания числа кручений снимают

со счетчика. Пользуясь приведенными выше формулами, определяют крутку

и укрутку крученых нитей. Результаты испытаний записывают в таблицы

(формы 2.5, 2.8).

Форма 2.8

Значения

Номер испытания

Сумма

Кф, кр./м

У, %

Значения

1 2

4 5

Сумма

Кф, кр./м

У, %

П;, число оборотов

а, мм

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: принципиальную схему круткомера; методики опре-

деления крутки пряжи разной структуры и различного волокнистого состава;

методику определения укрутки крученой нити; условия испытаний, резуль-

таты испытаний и расчетов (см. формы 2.5—2.8).

2.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОРСИСТОСТИ ПРЯЖИ

Цель работы. Изучение аппаратуры и методики определения ворсистости

пряжи. j

Задание. 1. Изучить методику определения ворсистости пряжи.

2. Определить количество ворсинок различной длины (от 0 до 10 мм) для

пряжи кольцевого и пневмомеханического способов прядения.

3. Найти характеристики ворсистости пряжи, построить диаграмму рас-

пределения числового содержания ворсинок разной длины в единице длинь;

пряжи. Сравнить полученные результаты между собой и сделать выводы.

3 Зак. 2022

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

На поверхности пряжи всегда имеются торчащие кончики оди-

ночных волокон или петли, образованные отдельными волок-

нами. Наличие на поверхности пряжи кончиков волокон и петель

называется ворсистостью, или пушистостью.

Ворсистость пряжи зависит от вида волокон, степени их рас-

прямления, способа прядения, крутки и других факторов. Ворси-

стость пряжи зависит также и от ее назначения. Так, например,

для сукон или драпов требуется ворсистая пряжа, а для тканей

о ткацким рисунком и швейных ниток — гладкая. Поэтому вор-

систость необходимо оценивать [2.11].

Для оценки ворсистости пряжи применяют следующие харак-

теристики: число ворсинок на единицу длины, чаще на 1 м;

средняя длина ворсинок (мм); общая длина ворсинок (мм);

суммарная площадь ворсинок (мм

); удельная линейная ворси-

стость, которая представляет собой суммарную длину ворса на

единице длины пряжи. Наиболее часто используются первые две

характеристики.

Для оценки ворсистости пряжи используют различные ме-

тоды и приборы.

Самым простым методом определения ворсистости пряжи

является проекционный метод, по которому пряжу проектируют

на экран с помощью оптической системы и подсчитывают число

ворсинок на отрезке изображения, соответствующем 1 мм длины

пряжи. Для уменьшения трудоемкости этого метода характери-

стики ворсистости определяют по предварительно сделанным

микрофотографиям пряжи. Микрофотографии с 6—10 участков,

по 1 мм на каждом из 30—40 отрезков пряжи, считывают на чи-

тательном аппарате. После этого определяют суммарную и сред-

нюю длину ворсинок, число ворсинок на длине пряжи 1 мм.

Данный метод определения ворсистости пряжи достаточно то-

чен, но трудоемок.

Из приборов, применяемых для определения ворсистости

пряжи, наибольший интерес представляет прибор фирмы «Шер-

ли» (Великобритания). Он состоит из измерительного и вычис-

лительного блоков. Измерительный блок содержит источник

света и светоприемник (фотодиод), расположенные так, что при

прохождении пряжи через этот блок выступающие волокна

кратковременно прерывают световой поток. Сигнал со свето-

приемника усиливается и подается в вычислительный блок. При

измерениях контролируют не всю поверхность пряжи, а лишь

те ворсинки, которые находятся в пределах угла 35° по обе сто-

роны вертикальной плоскости, проходящей через ось пряжи.

Ворсистость пряжи определяют путем подсчета числа ворсинок

определенной длины, приходящихся на 1 м пряжи.

На приборе возможны два варианта определения ворси-

стости:

определение числа ворсинок длиннее 3 мм («стационарные»

испытания) на 1 м длины пряжи;

определение числа ворсинок различной длины (от 0 до 10 мм

с шагом 1 мм), т. е. выявление распределения числа ворсинок

разной длины в единице длины пряжи («дифференцированные»

испытания).

В приборе фирмы «Шерли» пряжа может проходить по фик-

сированному направителю, смещенному на 3 мм от светового

пучка. Поэтому ворсинки, чтобы они могли прерывать световой

поток, должны быть длиннее 3 мм («стационарные» испытания).

Кроме того, пряжа может проходить по калиброванному по-

движному направителю, дающему возможность подсчитывать

ворсинки, длина которых превышает выбранную величину

(«дифференцированные» испытания).

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

От каждого образца пряжи для испытания отбирают 5 проб длиной по 10 м.

Пробу пропускают через прибор в течение 9 с. Если проводят «стационар-

ные» испытания, пряжу заправляют в соответствии со схемой 1 (рис. 2.32),

а если проводят «дифференцированные» испытания — в соответствии со схе-

мой 2. Нитенаправитель в виде колесика с канавкой, в которой размещается

пряжа, расположен над источником света и может перемещаться вверх и вниз

по направляющей. С помощью винта нитенаправитель можно закрепить на

заданном расстоянии от источника света. По центру направляющей имеется

шкала с делениями от 0 до 10 мм. Верхний конец нитенаправителя устанав-

ливают против необходимого деления шкалы и закрепляют нитенаправитель

винтом. Операции повторяют до тех пор, пока не будет выявлено распределе-

ние ворсинок разной длины. Переключатель скорости нити устанавливают

в положение «60» (в соответствии со скоростью мотовила, равной 70 м/мин).

Перед каждым испытанием подготавливают дисплей.

В процессе обработки полученных результатов при «дифференцирован-

ных» испытаниях определяют следующие показатели:

1. Среднее число ворсинок по каждому классу длины для испытуемой

пробы

р ! — £

и!

i=1

где п — число испытаний; i — номер

испытания (£ = 1, ..., 5); / — номер

класса длины ворсинок (/' = 0,

10).

2. Число ворсинок длиной до

j (мм) на длину пряжи в пробе

"ср

(/-!)-%/•

3. Среднее число ворсинок на

пробу пряжи

о '

Рис. 2.32. Схема заправки нити

Яервменная

установпа

Путь нити

для

пере-

менной ус-

тановки

Нуль ,4-jmu

для фикси-

рованной

установки

(Змм]

4. Среднее число ворсинок в 1 м длины пряжи

К = К'по.

5. Среднюю длину ворсинок (мм) в точечной пробе

/=1

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: основные сведения; методику испытания; резуль-

таты испытания (форма 2.9); выводы по работе.

Форма 2.9

Число ворсинок

Значение

Чп

Длина ворсинок,

мм

в пробах

среднее

на 10 м

Значение

Чп

1 2 3 4

среднее

на 10 м

' 10

о"

2.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗВИТОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ

ВОЛОКОН И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ НИТЕЙ

Цель работы. Изучение характеристик интенсивности и устойчивости из-

витости волокон и элементарных нитей, методов определения их и применяе-

мой аппаратуры.

Задание. 1. Изучить прибор ИВ-3 для определения извитости и мето-

дику проведения испытаний.

2. Определить степень и устойчивость извитости шерсти, извитых хими-

ческих волокон и элементарных нитей.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Извитость характеризует непрямолинейность продольной оси во-

локон и нитей. Она оказывает влияние на выбор системы пря-

дения волокон, ход технологических процессов переработки во-

локон в пряжу, свойства и внешний вид пряжи, текстурирован-

ных нитей и получаемых из них изделий.

Среди натуральных волокон извитостью обладает шерсть

(размеры и форма извитков шерсти зависят от ее тонины, по-

роды овец и др.). Химическим волокнам и текстурированным

нитям извитость придают механическими, физико-химическими

или химическими способами.

Рис. 2.33. Схема извито-

го волокна

Рис. 2.34. Схема лице-

вой панели прибора ^

ИВ-3

Об извитости судят по характеристикам, определяющим ча-

стоту и степень извитости, ее устойчивость к различного рода

воздействиям и дающим описание извитости.

Частота извитости i — число волн г, приходящееся

на 1 см длины волокна или нити; рассчитывается по формуле

= Z • 10/L

, (2-2)

где 1 — число волн (рис. 2.33); Ц — начальная длина нераспрямленного об-

разца, мм.

Степень извитости I — приращение длины волокна или

отрезка элементарной нити к моменту полного распрямления,

выраженное в процентах от длины в нераспрямленном состоя-

нии; определяется по формуле

I = (L

—

) 100/ La, (2.3)

где L — длина образца в момент полного распрямления извитков, мм.

Устойчивость извитости

У<

— степень извитости во-

локна или нити /[ после приложения к ним каких-либо нагрузок

или деформаций, выраженная в процентах от начальной степени

извитости /; определяется по формуле

У, = л-100//. (2.4)

Отметим, что при определении всех характеристик извитости

очень важно правильно выбрать предварительное натяжение

волокна т

, которое не должно превышать 0,003 сН/текс.

Описание геометрии извитка дают следующие характери-

стики (см. рис. 2.33): радиус кривизны извитка г (мм), кривизна

извитка К—1/r (мм

-1

), угол наклона а к оси нити или во-

локна, угол извитости (3 (град).

Определение характеристик извитости. При определении ха-

рактеристик извитости применяют следующие методы: стандарт-

* Для текстурированных комплексных нитей интенсивность извитости

определяют также по этой формуле, но называют растяжимостью или удли-

нением за счет извитости.

ный и проекционный (по зарисовкам проекций волокон или

отрезков элементарных нитей на экран). Стандартный метод

регламентирует применение прибора ИВ-3, схема лицевой па-

нели которого приведена на рис. 2.34.

Включение прибора. Проверив заземление корпуса

прибора, регулировочными винтами 16 устанавливают прибор

в горизонтальном положении, наблюдая за шаровым уровнем

14. Затем включают прибор в сеть напряжением 220 В. При этом

рукоятка 15, включающая передачу движения нижнему зажиму

11, должна находиться в нижнем положении, а лампочка I для

освещения шкалы 2, фиксирующая приращение длины образца

в момент распрямления, должна загореться.

Калибровка прибора. Перестановкой шпильки стерж-

ня 8 устанавливают начальную длину образца Lo, а рукояткой

5 — нагрузку mi на рычаг 10 датчика, наблюдая за показа-

ниями шкалы 6. Медленно вращая рукоятку 3 по часовой

стрелке или против нее, устанавливают рычаг 10 датчика в ис-

ходное положение, по достижении которого загорается лам-

почка 4. При этом вращение рукоятки 3 следует сразу пре-

кратить.

Порядок работы на приборе. Поворачивая ру-

коятку 7 против часовой стрелки, открывают зажимы 9 и 11.

Затем, пользуясь пинцетом, закрепляют в них исследуемую эле-

ментарную пробу. При этом рукоятка 3 должна находиться в

таком положении, чтобы рычаг 10 датчика не касался пробы.

Перемещая рукояткой 13 окуляр 12 вдоль пробы, подсчитывают

число волн Z. После этого отводят окуляр 12 в сторону и уста-

навливают рукоятку 3 в крайнее правое положение, поворачивая

ее по часовой стрелке. При этом рычаг 10 датчика подходит

к пробе. При помощи рукоятки 5, наблюдая за показаниями

шкалы 6, устанавливают необходимую нагрузку т\ на рычаг 10

(т. е. силу прижима его к волокну). Поворотом рукоятки 15

в нижнее положение включают передачу движения к нижнему

зажиму. В момент распрямления проба, преодолевая силу-при-

жима оть отодвигает рычаг 10, в результате чего пластина, на-

ходящаяся на другом его конце, входит в паз бесконтактного

датчика, который с помощью реле блока автоматики отключает

электродвигатель и тем самым останавливает нижний зажим.

По шкале 2 отсчитывают приращение длины пробы от распрям-

ления извитков и, прибавляя полученный результат к первона-

чальной длине L

, определяют длину распрямленной пробы

L (мм)'.

По формулам (2.2) и (2.3) рассчитывают частоту i и степень

I извитости, а по изложенной ниже методике определяют сохра-

нившуюся в волокне степень извитости Л после предваритель-

ного его нагружения и отдыха и по формуле (2,4) рассчитывают

устойчивость извитости У и

Прибор позволяет работать с зажимной длиной 10, 20, 30 и

40 мм, опускать нижний зажим со скоростью 60 мм/мин,

считывать приращение длины волокна с погрешностью до

0,1 мм.

Предварительное. натяжение т

(мгс), равное весу 10 м

распрямленной пробы, устанавливают по шкале 6 при закреп-

лении пробы в зажимах 9 и 11. Абсолютное предварительное

натяжение (мгс) рассчитывают по формуле

= 0,017',

где Т — линейная плотность волокна, мтекс.

Начальную зажимную длину L

для химических волокон

длиной до 40 мм устанавливают равной 10 мм, а для волокон

длиной более 80 мм — 40 мм. Нагрузку т.\ на рычаг 10 датчика,

определяющую момент отсчета приращения длины при распрям-

лении пробы, подбирают в зависимости от линейной плотности

пробы по ГОСТ 13411-71* (СТ СЭВ 2469-80) [2.12]. Она долж-

на быть равна 0,05 сН/текс распрямленной пробы. Абсолютную

нагрузку, сН, определяют по формуле

= 0,05Г.

Для определения устойчивости извитости волокно в распрям-

ленном состоянии выдерживают в течение 30 с, а затем осво-

бождают и выдерживают в стандартных климатических усло-

виях в течение 30 с. После этого снова рассчитывают степень

и устойчивость извитости волокна.

По методике ЦНИИШерсти волокна растягивают на 15 %

их длины в распрямленном состоянии в течение 3 мин, освобож-

дают, дают отдых также в течение 3 мин и по формуле (2.4)

рассчитывают У,- (%)•

Определение степени и устойчивости

извитости измерением проекций волокон

и нитей на экран. Для этой цели исполь-

зуют проектор типа «Микрофот 5-ПО-1»

и рамку (рис. 2.35) с зажимами 1 и 2,

микровинтом 3 и шкалой удлинений 4.

Одиночное волокно или отрезок элемен-

тарной нити закрепляют в зажимах 1 и 2

с предварительной нагрузкой 3 мН и за-

жимной длиной 20 мм, проецируют на

экран с увеличением 10

, добиваясь фо-

кусировочной линзой четкого изображе-

ния на экране, подсчитывают'число волн

Z и по формуле (2.2) рассчитывают

Рис. 2.35. Рамка с раздвижными зажимами, ми- /

кровинтом и шкалой удлинений