Севостьянов А.Г. и др. Механическая технология текстильных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

пиально мало отличаются друг от друга. Технологическая схема

машины приведена на рис. 1.93, б. Нить с питающих паковок 1,

огибая пруток 2, проходит через глазки 3 крючков контроля об-

рыва одиночной нити. В соединительном крючке 4 соединяются

все стращиваемые нити. Трощеная нить несколько раз огибает

питающий прибор 5, проходит через ролик, 6 к^И'роля обрыва

трощеной нити, подвижный нитепроводник 7 и бегунок 8 и на-

матывается в выходную паковку 9, насаженную на веретено.

На участке от ролика 6 до бегунка 8 осуществляется кручение

нити. На выходную паковку нить наматывается за счет отста-

вания бегунка от веретена. Возвратно-поступательное движение

кольца с бегунком вдоль оси веретена обеспечивает укладку

нити по высоте выходной паковки.

Крутильно-этажные машины предназначаются для оконча-

тельного кручения химических нитей и натурального шелка., Эти

ма,шины относятся к основному технологическому оборудованию

как в текстильных цехах заводов химического волокна, так и на

специализированных крутильных предприятиях. Все крутильно-

этажные машины двусторонние двухъярусные. Конструктивные

изменения машин различных марок касаются механизма рас-

кладки нити, узлов передачи движения и веретен.

Технологическая схема крутильно-этажной машины приве-

дена на рис. 1.93, е. Нить, сматываясь со входной паковки 1,

размещенной на шпинделе веретена 2, проходит глазок ро-

гульки 3 (при сматывании с двухфланцевой катушки), ните-

проводник-баллоноограничитель 4, фарфоровую направляющую

5, нитераскладчик 6 и поступает на выходную паковку 7. Вы-

ходные паковки получают принудительное вращение от фрик-

ционных цилиндров S.

Производительность одного выпуска этажных крутильных

машин, кг/ч,

Р = пв • бОГ/(п. в/(/<'• 1 ООО • 1000/(у),

где «в —частота вращения веретена, мин-'; Г —линейная плотность нитей,

текс; Кп.

— коэффициент полезного времени машины; К — крутка готовой

нити, кр./м; Kj коэффициент усадки от крутки.

Закрепление крутки нитей

Равновесность крученым нитям можно сообщить двумя спосо-

бами: •

трощение и кручение двух или более скрученных нитей (вто-

рая крутка противоположного направления);

закрепление крутки снятием в нитях напряжений, вызван-

ных кручением, воздействием паровой или воздушной среды

при повышенной температуре.

Крутку можно закреплять, подвергая крученые нити увлаж-

нению при темп^оятуре 20—35 °С и относительной влажности

воздуха 95—98 % в специальных камерах и вылеживанию от

6 до 24 ч. Недостатком этого способа является большая дли-

тельность и неравномерность увлажнения, а следовательно, за-

крепления крутки.

Другим способом закрепления крутки является запаривание

в паровоздушйой среде.

Крученый шелк на катушках с крутильных машин для даль-

нейшей переработки обычно перематывают в мотки и другие

паковки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. в чем заключается сущность скручивания нитей и пряжи? Какова

его цель?

2. Как оценить эффективность и интенсивность кручения нитей и пряжи?

3. В каких случаях применяют крутильные машины легкого типа, в ка-

ких тяжелого?

4. Каковы направления развития машин крутильного производства?

5. В чем состоит отличие шелкокрутильного производства от аналогич-

ных производств других отраслей?

Глава 5. ПРОИЗВОДСТВО ТЕКСТУРИРОВАННЫХ

НИТЕЙ

В балансе текстильного сырья в последнее время произошли

значительные изменения. Благодаря высоким темпам произ-

водства химических волокон и нитей резко увеличилась их доля.

Это обеспечивается доступностью и дешевизной исходного сы-

рья, сравнительно низкими материальными и трудовыми затра-

тами на производство химических волокон и нитей, высокими

их физико-механическими свойствами. Производство химиче-

ских волокон и нитей не зависит от климатических условий.

Однако синтетические волокна и нити обладают рядом сдержи-

вающих их распространение недостатков: стеклообразная по-

верхность цилиндрической формы, сильный блеск, высокая элект-

ризуемость, низкая гигроскопичность и вследствие этого низ-

кие гигиенические свойства. Кроме того, ткани и трикотажные

изделия, выработанные из комплексных химических нитей, об-

ладают пониженной эластичностью и драпируемостью, что

также ограничивает область их применения.

Однако синтетическим комплексным нитям можно придать

ряд ценных эксплуатационных свойств. Для этого используют

их термопластичность, высокие упругие свойства и способность

к изменению структуры полимера при физико-химических воз-

действиях. Химические нити с видоизмененной устойчивой струк-

турой повышенного удельного объема или растяжимости назы-

вают текстурированными.

Сущность текстурирования заключается в том, что при фи-

зико-химических воздействиях на термопластичные нити проис-

ходит переориентация молекул волокнообразующего полимера,

в результате чего элементарные нити изгибаются, принимают

пространственную форму, а комплексная нить приобретает боль-

шую упругую растяжимость, пушистость и повышенную объем-

ность. Текстурирование осуществляется с целью повышения

удельного объема нитей или их растяжимости.

В настоящее время способы текстурирования подразделя-

ются на две группы: с тепловым воздействием и без него. К пер-

вой группе относится производство текстурированных нитей

кручением, прессованием, протягиванием по острой грани (мо-

жет осуществляться без теплового воздействия), трикотажным

и комбинированным способами. Ко второй группе относятся

аэродинамический способ производства текстурированных ни-

тей, формование различного профиля поперечного сечения нити,

бикомпонентное формование.

Основные виды текстурированных нитей, характеристика их

свойств и способов получения приведены в табл. 1.10.

Текстурированные нити широко применяются в трикотажном

производстве для выработки чулочно-носочных изделий, спор-

тивного и верхнего трикотажа и др. Также успешно текстури-

Таблица 1.10

Вид «екстурированных нитей'

Основные свойства

Способ производства

Высокор астязкимые

(эластик, хеланка и др.)

Малорастяжимые (мелан,

мерой, белан, кримплен

и др.)

Гофрированные, извитые

(гофрон, банлон, анилон,

аджилон, ножилон, бук-

лон и др.)

Комбинированные (арми-

рованная нить)

Петлистые (аэрон, тес-

лан, мирлан и др.)

Профилированные (ше-

лон)

Бнкомпонентные

Большая растяжимость,

повышенная объемность

Повышенная объемность,

небольшая растяжимость

Большая извитость, по-

вышенные объемность и

растяжимость

Зависят от свойств сое-

диняемых исходных ни-

тей и волокон

Петлистая структура,

повышенная объемность,

обычная растяжимость

Рыхлая структура, обыч-

ная растяжимость

Повышенные объемность

и растяжимость, изви-

тость

Кручение, тепловое воз-

действие, раскручивание

Кручение, тепловое воз-

действие, раскручива-

ние, второе тепловое воз-

действие

Прессование с тепловым

воздействием, воздейст-

вие острой гранью, три-

котажный способ с тепло-

вым воздействием

Соединение и скручива-

ние различных текстури-

рованных нитей с обыч-

ными нитями или волок-

нами

Аэродинамический

Формование нитей из од-

нородного полимера с по-

мощью специальных

фильер

Формование нитей на спе-

циальных фильерах

из разных по свойствам

полимеров

рованные нити используются в ткачестве для производства ков-

ров, драпировочных тканей, платьевых и костюмных тканей.

Эффективность текстурирования характеризуется тремя ос-

новными характеристиками: растяжимостью, извитостью и объ-

емностью.

Растяжимость — предельная деформация текстурированной

нити при растяжении извитков под действием нагрузки. После

снятия нагрузки нить восстанавливает свою первоначальную

длину. Растяжимость текстурированной нити, %,

/? = (L2—Li)100/Li,

где Z.1 — начальная длина извитой нити, равная 100 мм под нагрузкой

2,5 сН; L2 —средняя длина нити после приложения нагрузки 5 Н.

Под извитостью нити /, %, понимают отношение разности

длин распрямленной и извитой нити к длине распрямленной

нити:

Линейная плотность текстурированной нити, текс,

7'^ = Тр(/+100)/100,

где Гр —линейная плотность распрямленной нити, текс.

Текстурированные нити, в особенности извитые, имеют очень

большой удельный объем за счет извитости элементарных ни-

тей и значительного увеличения воздушных промежутков между

ними. Текстурированные нити отличаются от обычных нитей

большими размерами поперечных сечений при малой линейной

плотности.

Линейная плотность комплексных нитей является косвен-

ной характеристикой ее толщины (диаметра) без учета воздуш-

ных прослоек. Объемность текстурированных нитей

где V — удельный объем нити; y — плотность вещества нити; Vt, Vh — удель-

ный объем соответственно текстурированной и исходной нитей.

Объем нити

где rf —диаметр извитой или распрямленной нити, определяемый замером,

мм; / — длина извитой или распрямленной нити, равная 100 мм.

Интенсивность текстурирования зависит от способа его осу-

ществления. Текстурированные методом кручения нити можно

•вырабатывать классическим способом с использованием обыч-

ных крутильных машин и запарных аппаратов. В настоящее

время их выработку в большинстве случаев осуществляют не-

прерывно на однопереходных машинах, оборудованных механиз-

мами ложного кручения и термокамерами.

1. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ТЕКСТУРИРОВАННЫХ НИТЕЙ

НА ОДНОПЕРЕХОДНЫХ МАШИНАХ

На однопереходных машинах для производства текстурирован-

ных нитей из синтетических термопластичных нитей совмещены

два процесса: ложное кручение и тепловое воздействие.

Крутящий момент, приложенный к комплексной синтетиче-

ской термопластичной нити, заставляет элементарные нити рас-

полагаться примерно по винтовым линиям, при этом в них воз-

никают внутренние напряжения. Для снятия напряжений нити

подвергают тепловому воздействию, в результате чего происхо-

дит переориентация молекул, которые занимают новое положе-

ние, соответствующее винтовой линии элементарной нити. При

охлаждении нити приобретают равновесную структуру. При кру-

чении в противоположном направлении (раскручивании) в ни-

тях вновь возникают внутренние напряжения, под действием ко-

торых каждая нить изгибается, принимает пространственную

форму, а комплексная нить приобретает большую упругую рас-

тяжимость, пушистость и повышенную объемность.

Интенсивность процесса в этом случае характеризуется крут-

кой

/С= 100ат/.ут7=Пн/Овып.

где От — коэффициент круткн; определяемый по эмпирической формуле

От

=89,17 tgpyS (Э — периферийный угол наклона элементарных нитей; б —

средняя плотность нити);

Пн

—частота вращения нити, мин-'; Овып —ско-

рость выпуска нити, м/мин.

Средняя плотность нити зависит от ее натяжения в про-

цессе текстурирования. Так, средняя плотность полиамидных

нитей 0,-9 г/см® при производстве текстурированных нитей 5—

15,5 текс сохраняется только при натяжении в пределах 0,1—

0,15 Н. Коэффициент крутки ст при этом составляет 250—275.

Растяжимость нити увеличивается с увеличением крутки,

т. е. с увеличением числа извитков, приходящихся на единицу

длины.

На рис. 1.94 показана технологическая схема машины для

производства текстурированных нитей с механизмом ложного

кручения роторного типа. По этой схеме работают машины типа

ТК-600 (ЧССР), FT-415 (Франция) и др.

Питающую 2 и резервную 1 паковки располагают на выдвиж-

ном шпулярнике 3 в нижней части машины. Перерабатываемая

нить с входных паковок проходит проволочный нитенатяжитель

гребенчатого типа 4, устройство 5 обрезания нитей и поступает

в питающее устройство 6, состоящее из фрикционного цилиндра,

прижимного валика и нитеразделителя. Пройдя термокамеру 7

блочного типа, перерабатываемая нить поступает в механизм

ложного кручения 10 роторного типа. Затем нить проходит

w!m

Рнс. 1.94. Технологическая схема ма-

шины для текстурирования с меха-

низмом ложного кручения роторного

типа

Рис. 1.95. Технологическая схема ма-

шины для текстурирования с меха-

низмом ложного кручения фрикци-

онного типа

через крючок устройства контроля 11, который срабатывает при

обрыве нити. При этом электрический сигнал подается испол-

нительному механизму устройства 5 для обрезания нити. Это

позволяет предотвратить образование подмотов на питающих

и выпускных фрикционных цилиндрах машины. Нить, пройдя

выпускное устройство 12 и направляющие прутки, наматыва-

ется в выходную паковку .Р с помощью фрикционного цилиндра

8 и нитераскладчика. Заправка нити через термокамеру пнев-

матическая с помощью автоматического устройства.

Характерной особенностью этого типа машин является от-

сутствие проскальзывания нити при кручении: %=np, где rtp —

частота вращения ротора, мин-'.

Таким образом, на участке между питающим устройством 6

и механизмом ложного кручения 10 нить закручивается, при

проходе через термокамеру 7 крутка фиксируется, а затем на

участке от механизма ложного кручения 10 до выпускного

устройства 12 нить раскручивается и приобретает необходимые

свойства.

На рис. 1.95 показана технологическая схема машины для

производства текстурированных нитей с механизмом ложного

кручения фрикционного типа. По этой схеме работают машины

ФТ-250-И (СССР) и др.

Входные паковки 1 а 2 расположены на выносных шпуляр-

никах в два яруса на обеих сторонках машины. В нижней части

шпулярника на подставке находятся запасные паковки. Пере-

рабатываемые нити соединяются с помощью тростильного

крючка 3. Обогнув нитеналравители, трощеная нить проходит

магнитный дисковый натяжитель 4 и попадает в термокамеру

блочного типа 5. В термокамере крутка, сообщаемая механиз-

мом ложного кручения, фиксируется, т. е. снимаются внутрен-

ние напряжения, возникающие в нити при кручении. Выйдя из

термофиксационной камеры, нить проходит крутильную втулку

9 с резиновыми кольцами и затем направляется к выпускному

устройству 8.

Крутильный механизм представляет собой фрикционную

пару: резиновое (или полиуретановое) кольцо — перерабаты-

ваемая нить. На участке от магнитного нитенатяжителя до кру-

тильного механизма нить получает заданное число кручений,

а после крутильного механизма нить раскручивается. Выпускное

устройство S сообщает нити поступательное движение через все

указанные выще механизмы. После выпускного устройства 8 го-

товая текстурированная нить наматывается в выходную па-

ковку 6 с помощью фрикционного цилиндра 7.

Частоту вращения нити определяют по формуле

Па

ПатОк/йн,

где «ВТ—частота вращения втулки, мин~'; Dk — внутренний диаметр кольца,

мм; йн — диаметр перерабатываемой нити, мм.

Качество текстурированных нитей с этих мащин ниже, так

как при кручении нить проскальзывает и возникает вдоль нити

неровнота по крутке.

Производительность машин, кг/ч,

где N — число выпусков на машине; Кп.

— коэффициент полезного времени

машины (0,9—0,95).

2. ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДРУГИХ СПОСОБОВ

ТЕКСТУРИРОВАНИЯ

И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗБИТИЯ

ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТУРИРОВАННЫХ НИТЕЙ

Извитые текстурированные нити изготовляются способом прес-

сования. Комплексная нить дисками подается в камеру, запол-

няет ее и под давлением следующей порции проталкивается

в термокамеру, в которой извитки под воздействием тепла ста-

билизируются. Извитость нити тем больше, чем больше соот-

ношение скоростей подачи и выпуска нити через камеру. Го-

фрированные извитые нити обладают большой извитостью,

мягкостью, но несколько меньшей растяжимостью, чем тексту-

рированные нити, полученные способом кручения.

Извитые нити также можно получать путем распускания

трикотажного полотна из~ термопластичных комплексных нитей,

9 Заказ № 174 257

подвергнутого тепловому воздействию для снятия внутренних

напряжений. Одним из преимуществ трикотажного способа яв-

ляется широкая возможность регулирования извитости за счет

изменения длины нити в петле, использования машин различ-

ных классов, разнообразных исходных нитей и т. д.

Видоизменить структуру комплексных нитей можно путем

аэродинамического воздействия воздушного потока на нить при

прохождении ее в специальном канале. Струя воздуха разъеди-

няет и изгибает в петли элементарные нити, перепутывая их

между собой. Петли и извитки взаимно заклиниваются и нить

приобретает повышенную объемность и своеобразную петлистую

с-труктуру. Эти нити обладают минимальной растяжимостью по

сравнению с растяжимостью других текстурированных нитей.

Перспективным способом текстурирования является биком-

понентное формование из расплавов двух полимеров, обладаю-

щих различными свойствами (например, различной усадкой).

Полимеры, не смешиваясь, продавливаются через фильеры, об-

разуя единую нить. Сформированная ^ить вытягивается в на-

гретом состоянии, а затем подвергается релаксации в термо-

камере. За счет разной усадки компонентов нить приобретает

повышенную объемность и извитость. Возможно получение по

этому способу поликомпонентных нитей. Этот способ характе-

ризуется минимальными затратами на производство.

Основные направления развития производства текстуриро-

ванных нитей следующие: одновременное осуществление техно-

логических процессов (например, вытягивание и текстурирова-

ние); повышение скоростных параметров; увеличение массы

нити на паковках; комплексная механизация и автоматизация.

Совмещение вытягивания и текстурирования осуществлено

на машине ТК-600. После сматывания комплексная нить по-

ступает в зону вытягивания, вытянутая нить подается в первую

термокамеру, затем подвергается ложному кручению, подается

во вторую термокамеру и наматывается в паковку. Использова-

ние второй термокамеры позволяет расширить ассортимент ни-

тей (например, выпускать малорастяжимые нити). На машине

ТК-600 перерабатываются полиамидные, полиэфирные и поли-

пропиленовые нити со скоростью выпуска от 60 до 150 м/мин.

На всех современных машинах имеются автоматические уст-

ройства для заправки нитей, системы локальной автоматики

для управления температурой в термокамерах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. в чем заключаются сущность и цель текстурирования?

2. Как классифицируются способы текстурирования?

3. Как оцениваются эффективность и интенсивность текстурирования?

4. Каковы направления развития производства текстурированных нитей?

Раздел II. Ткацкое производство

Дальнейшее развитие ткачества направлено на обновление и

расширение ассортимента, достижение более рациональной

структуры тканей, снижение трудоемкости их производства и

материалоемкости. Наряду с этим текстильные предприятия

должны в полной- мере удовлетворять потребности промышлен-

ности в тканях технического назначения.

Подготовка нитей к ткачеству должна осуществляться на

машинах с безузловым соединением пряжи, что позволит резко

повысить производительность ткацких станков и качество выпу-

скаемых тканей. В ткацком производстве должны быть внед-

рены автоматические проборные станки с производительностью

до 7000 нитей в час!

Наряду с бесчелночными станками предполагается внедре-

ние многозевных ткацких станков. Их применение позволит по-

высить производительность оборудования.

Понятие о ткани

Тканью называется текстильное изделие, образуемое на ткац-

ком станке переплетением двух взаимно перпендикулярных си-

стем нитей: основных, идущих вдоль ткани, и уточных, идущих

поперек нее.

Сущность ткачества заключается во взаимном переплетении

основных и уточных нитей с заданной последовательностью их

расположения, при этом направление нитей чаще всего взаимно

перпендикулярное.

Цель ткачества — формирование ткани определенной струк-

туры, которая обеспечивает заданные механические и другие

свойства ткани и ее внешний вид.

Ткачество — циклический процесс, включающий пять опера-

ций: зевообразование, прокладывание и прибивание утка, про-

дольное смещение основы и ткани.

Ткань образуется на ткацком станке, технологическая схема

которого приведена на рис. П.1. Нити основы, сматываясь с на-

воя /, огибают скало 2, проходят через отверстия ламелей 3

9* 259

6 -7 8 9 10 и

Рис. II.1. Технологическая схема ткацкого станка СТБ

И направляются к ремизкам 5 я 6. Каждая нить основы прохо-

дит через соответствующий ей глазок 4 галева одной из реми-

зок, а затем между двумя зубьями берда 7. Часть основных ни-

тей, которые проходят через-глазки одной ремизки, периодиче-

ски поднимается или остается на месте, а другая часть их,

проходящая через глазки другой ремизки, в это время опуска-

ется. В образовавшееся между нитями основы пространство,

называемое зевом, прокладывается уточная нить, например,

с помощью нитепрокладчика 8, который движется по направ-

ляющему каналу, состоящему из отдельных пластин 9. С по-

мощью берда 7, закрепленного в брусе батана /5, уточная нить

прибивается к опущке ткани 10. Батан качается вперед и назад.

Наработанная ткань огибает опору для ткани 11, направляющий

угольник-грудницу 12, вальян 13, направляющий валйк и нама-

тывается на товарный валик 14.

Все эти операции повторяются при формировании каждого

элемента ткани. Новый элемент ткани нарабатывается за каж-

дый удар батана.

По мере наработки ткани и отвода ее из зоны формирования

ткацкий навой поворачивается и тем самым обеспечивается про-

дольное смещение основных нитей.

Число ремизок на станке может быть различным. В зависи-

мости от числа ремизок и порядка их подъема и опускания на

ткацком станке можно вырабатывать ткани различных перепле-

тений.

Для образования ткани необходимо, чтобы нити основы

имели на станке некоторое натяжение. Оно создается специаль-

ными механизмами станка и непрерывно изменяется при каж-

дом цикле образования ткани. Кроме того, нити основы в про-