В данной научно-исследовательской работе было исследование влияние технологических процессов по переходам прядильного производства на возникновение различного рода поврежденности хлопковых волокон. Для этого, были определены механические повреждённости по переходам прядильного производства следующих вариантов смесовых составов: 4-I-30 %, 5-I-70 %, 4-II-60 %, 5-I-40 % и 4-I-60 %, 4-II-40 %. На основание полученных результатов испытаний была построена гистограмма зависимости смесового состава на механическую поврежденность волокон.
На основе анализа результатов испытаний был рекомендован оптимальный вариант смесового состава для выработки качественной пряжи.
Ключевые слова: хлопковое волокно, механическая поврежденность; прочность, относительная разрывная нагрузка
In this research work was the study of the influence of technological processes on the transitions of spinning production on the occurrence of various types of damage to cotton fibers. For this, mechanical damages were determined for the spinning production transitions of the following mixtures: 4-I-30 %, 5-I-70 %, 4-II-60 %, 5-I-40 % and 4-I-60 %, 4-II-40 %. Based on the obtained test results, a histogram of the dependence of the mixture composition on the mechanical damage of the fibers was constructed.
Based on the analysis of the test results, the optimal version of the blend composition for the development of high-quality yarn was recommended.
Key words: cotton fiber, mechanical damage; strength, relative breaking load
При проведении экономических реформ перед текстильной промышленностью стоят задачи наиболее полного удовлетворения потребителей, как в объёме, так и в ассортименте изделий. В этом случае должна быть решена проблема коренного улучшения качества продукции и доведения её до аналогов, соответствующих лучшим мировым образцам.
Благодаря своей превосходной практичности и гигиеническим свойствам, хлопковое волокно сохраняет свои позиции в сфере текстильных изделий, непосредственно относящихся к человеку. Технологическая ценность хлопкового волокна обусловлена комплексом свойств, которые необходимо сохранить при сборе, хранение, воздействие технологических процессов первичной заготовки хлопка-сырца и последующих этапах переработки хлопкового волокна. Одним из факторов, оказывающих влияние на сохранение первоначальных свойств, является его устойчивость к механическим воздействиям.
Сбор урожая хлопчатника осуществляется ручным способом или механическим при помощи машин. В особенности, при машинном сборе под влиянием шпинделей машин волокно повреждается.
Начиная с процессов роста, и развития хлопка до выработки из сырья готовой продукции хлопковые волокна подвергаются различного рода повреждениям. Например, во время сбора хлопка-сырца, под влияние процессов очистки и технологии прядильного производства волокна подвергаются механической повреждённости, во время роста и развития хлопка-сырца под влиянием влажности, давления, хранения при различных плотностях бунта волокно подвергается биологической повреждённости. Увеличение механической повреждённости волокон, во-первых, приводит к уменьшению прочности и длины волокон, увеличивается содержание сорных примесей, узелков, коротких волокон, во–вторых, отрицательно действует на качественные показатели вырабатываемых из них пряжу. Увеличение биологической повреждённости хлопковых волокон влияет на строение волокон, что приводит к уменьшению прочности.
Таким образом, повреждённость хлопка приводит:
‒ к значительному снижению прочности самих волокон и изделий, вырабатываемых из них;
‒ нарушение технологического процесса переработки;
‒ повышению обрывности;
‒ увеличению отходов.
Помимо этого, без влияния технологического процесса, можно было бы избежать возникновения механической поврежденности волокон. Чем больше волокно подвергается механической повреждённости, по окончанию технологического процесса волокно теряет свои первоначальные качественные показатели. Поэтому, каждый технологический процесс должен протекать в оптимальном режиме.
Во время первичной обработки хлопка и прядильного процесса волокна подвергаются видимым и невидимым механическим повреждениям. Если механическая повреждённость хлопкового волокна видима, то при сокращённом технологическом процессе, качество волокна портиться, если же механическая повреждённость волокна невидима, то при последующих технологических процессах, таких как прядение, перемотка, снования, шлихтование или ткачество эта механическая повреждённость проявляется и негативно влияет на качественные показатели вырабатываемой продукции.
При микроскопическом рентгенографическом анализе повреждённости хлопкового волокна, было определено, что при механической повреждённости на хлопковом волокне образуются тоненькие штрихи, а также грубые трещины.
Образование на поверхности волокна грубых трещин, является причиной уменьшения прочности хлопкового волокна. Например, при неравномерном распределения напряжённости, на поверхности волокна образуются трещины, волокно повреждается и в этом месте обрывается. Волокно в местах скрученности, становятся ломкими. Каждой стадии повреждения хлопкового волокна соответствует определённқй вид деструкции волокна. Начальная степень повреждения появляется в испеўренности, когда вследствие нарушения стенки волокна его поверхность содержит треўингқ различной длины и ширины. По этой причине, были проведено микрофотографирование волокна во время разрыва.
Разновидности повреждённости волокон были изучены со стороны учёных Великобританской хлопкоочистительной ассоциации. При этом, было исследование строение волокон и проведены наблюдения возникновения повреждения под воздействием микроорганизмов и температуры. Помимо этого, были изучены механические повреждённости, возникшие искусственным путём.
Было определено, что причиной обрывности волокна в процессе первичной обработки хлопка является образование механической повреждённости на поверхности волокна.
В некоторых исследовательских работах были определены физико-механические свойства запрессованного хлопкового волокна и пряжи, полученной из неё, а также изучено структурное строение волокон. Влияние технологического процесса способствует возникновению различного рода повреждённости волокон. То есть, под воздействием технологических процессов на поверхности волокон образуются трещины, что приводит к нарушению оболочки стенок волокон и возникает повреждённость.
В этом направление были проведены научно-исследовательские работы. Для этого, были определены механические повреждённости по переходам прядильного производства следующих вариантов смесовых составов: 4-I-30 %, 5-I-70 %, 4-II-60 %, 5-I-40 % и 4-I-60 %, 4-II-40 %. Результаты по научно-исследовательской работе приведены в таблице 1.
На основание полученных результатов испытаний, была построена гистограмма зависимости смесового состава на механическую повреждённость волокон, приведённая на рис.1.
Таблица 1
Влияние смесового состава на механическую повреждённость волокон по переходам прядильного процесса
|
п/н |
Смесовой состав,% |
Переходы прядильного процесса |
|||
|
волокно |
лента |
ровница |
пряжа |
||
|
1. |
4-I-30 %, 5-I-70 % |
16 |
38 |
43 |
54 |
|
2. |
4-II-60 %, 5-I-40 % |
18 |
34 |
39 |
51 |
|
3. |
4-I-60 %, 4-II-40 % |
14 |
29 |
36 |
47 |
Если сопоставить результаты по показателям механической повреждённости у смесового состава 4-I-30 %, 5-I-70 % относительно 4-II-60 %, 5-I-40 % после процесса трепания механическая повреждённость повышается на 11,1 %, показатели механической повреждённости уменьшаются после процесса чесания — на 10,5 %, после ровничного процесса — на 9,3 %, после прядильного процесса — на 5,6 %, при смесовом составе 4-I-60 %, 4-II-40 % показатели механической повреждённости уменьшаются после процесса трепания — на 12,5 %, после процесса чесания — на 23,7 %, после ровничного процесса — на 16,3 %, после прядильного процесса — на 13,0 % уменьшается. Из анализа полученных результатов испытаний видно, что по переходам прядильного процесса у волокон из смесового состав 4-I-30 %, 5-I-70 % механическая повреждённость выше, чем у волокон из других смесовых составов.
Рис. 1. Изменение механической повреждённости волокон по переходам прядильного процесса
Было определено, что по переходам прядильного процесса, показатель механической повреждённости возрастает после процессов чесание и прядения. Помимо этого, в результате увеличение волокон с механической поврежденностью, качественные показатели вырабатываемых из них нитей ухудшаются.
Подводя итоги, можно сказать, что по результатам испытаний у смесового состава 4-I-30 %, 5-I-70 % показатели по механической повреждённости относительно других смесовых составов увеличились:
после процесса трепания — с 11,1 % до 12,5 %, после процесса чесания механическая повреждённость с 10,5 % до 23,7 %, после ровничного процесса с 9,3 % до 16,3 %, после прядильного процесса — с 5,6 % до 13,0 %.
Литература:
- Павлов Ю. В. и др. Теория процессов технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон. Иваново, 2000 г.
- Севостьянов А. Г. и др. Механическая технология текстильных материалов. М.: Легпромбытиздат, 1989.
- Миловидов Н. Н., Фаминский П. П., Шишкунова Е. Н. Проектирования хлопкопрядильных фабрик. М., Издательство «Легкая индустрия», 1981.
- Барзунов И. Г., Бадалов К. И., Гончаров В. Г., Дуганова Т. А., Шилова Н. Н. Прядения хлопка и химических волокон. М., Издательство «Легкая индустрия», 1986.
