Влияние соотношения смеси волокон хлопок/полиэстер, содержащейся в прядильной нити, изготовленной на кольцепрядильной машине, на значения качества нити

В научной статье излагается влияние соотношения смеси волокон хлопок/полиэстер, содержащейся в прядильной нити, на значения качества нити, которая широко используется в текстильной промышленности. Для этой цели, в качестве сырьевого материала, были использованы волокна полиэстера и хлопковые волокна, выращиваемые в Дашогузском регионе. Хлопковые/полиэстерные нити Ne 20/1 в четырех различных соотношениях были изготовлены на кольцевых прядильных машинах. Качество изготовленных нитей было проверено посредством устройств TESTING FM-30, FIBROTEST PBF37887 и на других оборудованиях компании TEXTECHNO. В результате, сравнения между волокнами проводились посредством принятия во внимание таких характеристик качества волокна, как CV % (коэффициент вариации), количество утончений/утолщений, количество непсов (узелков) в прочесе. Для того чтобы понять, как влияет соотношение смеси на качество нити посредством статистического подхода, результаты тестирования были подвергнуты однофакторному дисперсионному анализу (TEXTECHNO). Для этой цели и для интерпретации экспериментальных данных использовался статистический пакет программного обеспечения SOFTWAREV1.1.0.0. Все результаты тестирования были оценены на уровне значений ɑ <0,05 и ɑ <0,01.

Ключевые слова: качество нити, смешанная нить, неравномерность, полиэстер волокно

In the scientific article influence of a ratio of a mix of fibers cotton/polyester, containing in the spinning thread, on values of quality of a thread which is widely used in the textile industry. For this purpose, as a raw material, fibers of polyester and the cotton fibers cultivated in Dashoguz region have been used. Cotton/polyester threads Ne 20/1 in four various ratios have been made by ring spinners. Quality of the made threads has been checked up by means of devices TESTING FM-30, FIBROTEST PBF37887 and by others equipment companies TEXTECHNO. As a result, comparisons between fibers were spent by means of acceptance to attention of such characteristics of quality of a fiber, as CV % (variation factor), quantity of thinning/thickenings, quantity neps (nodules) in web. To understand, how the mix ratio influences quality of a thread by means of the statistical approach, results of testing have been subjected an one-factorial dispersion analysis (TEXTECHNO). For this purpose and for interpretation of experimental data the statistical package of software SOFTWARE V1.1.0.0 was used. All results of testing have been estimated at level of values ɑ <0,05 and ɑ <0,01.

Keywords:quality of a thread, the mixed thread, nonuniformity, polyester fiber

ВВЕДЕНИЕ

В текстильной промышленности, посредством использования различного сырьевого материала, изготавливаются нити с различными структурами и особенностями. Из различных структур и особенностей же изготавливаются разнообразные текстильные структуры. Особенно, после 1980 годов, в результате изготовления искусственных волокон и увеличения разновидностей волокон, расширился диапазон текстильного сырья. Особенно, ожидается прирост полиэстерных искусственных волокон, количество которых в 2050 году превысит цифру в 150 миллионов тонн. Констатируется, что производство нитей во всем мире будет состоять на 80 % из производства искусственных волокон [9].

В текстильной промышленности существует много разнообразных волокон, используемых в качестве сырья, а также много разнообразных прядильных систем. В процессе технологического развития было разработано и введено в употребление множество систем, являющихся аналогом кольцепрядильным машинам. В качестве сырьевого материала, необходимого для производства нитей посредством кольцепрядильных машин, используется, в большей степени, хлопок. Кроме хлопка, так же используются волокна из хлопковых отходов, искусственные волокна, полиэстер, акрил, полиамид, полипропилен, смесь хлопок/синтетическое волокно или синтетическое волокно/синтетическое волокно [3]. В последние годы был зарегистрирован прирост в использовании таких смесей как полиэстер/хлопок

В текстильной промышленности достаточно широко используется хлопок. Основные свойства хлопкового волокна: длина, тонкость, прочность и способность растягиваться. Кроме этого, хлопок обладает такими важными свойствами как зрелость и волнистость. Хлопковые волокна обеспечивают комфорт, легко окрашиваются и легко стираются. Данные качества позволяют употреблять хлопковые волокна в широком диапазоне, для создания верхней и нижней одежды. Хлопковые волокна используются не только для создания одежды, но и для изготовления другой различной продукции, такой как простыни, обивочная ткань, скатерти, ткани для занавесей, полотенца.

Смесь полиэстерного волокна и хлопка используется текстильной индустрией в различных областях для производства готовой одежды. Полиэстерное волокно, без добавления к нему другого волокна, также пользуется большим спросом на промышленных рынках. В данном материале сочетаются такие свойства, как прочность, устойчивость к истиранию и упругость. Особенно, эластичность полиэстерного волокна является отличным показателем, сопутствующим восстановлению формы материи.

Полиэстерное волокно обладает такими свойствами, как низкая впитываемость влаги и высокая температура плавления. Благодаря таким качествам, как эластичность и быстрое высыхание, полиэстерное волокно является пригодным для употребления в качестве уплотнительного материала [4]. Данные особенности, которыми обладает полиэстерное волокно, совершенствуются при смешивании его с хлопком. По этой причине смесь полиэстер/хлопок является широко употребляемым волокном.

Нити, изготовленные из смеси полиэстер/хлопок, используются для различных целей, например, при изготовлении как женской, так и мужской одежды (рубашки, блузки, юбки, платья, одежда на каждый день, легкие летние жакеты), а также для изготовления постельного и столового белья. Для данной цели, используются нити, номера которых варьируются между 15 tex и 50 tex (Nm 27 и Nm 15, Ne 16 и Ne 40) [5].

Качество нити (хорошее качество при производстве), в последующих стадиях влияет на производительность процессов плетения и производства тканого полотна, а также на качество готового изделия, изготовленное посредством данного метода. Другими словами, качество нити влияет на размер пользы, которую потребитель получит от используемого им готового изделия и продолжительность использования изделия.

Наблюдается варьирование (изменение) линейной плотности всех нитей, изготовленных из штапельного волокна. Концепция неравномерности (в самом широком смысле) содержит изменение свойств любой нити и брак нити. Самым главным изменением, наблюдаемым при производстве нити, является изменение отношения массы единицы к ее длине, так как остальные изменения являются его результатом. Иначе говоря, неравномерность распределения длины нити служит причиной для возникновения всех других неравномерностей. Данное неравномерное распределение влияет на количество волокон поперечного сечения, следовательно, влечет за собой изменение линейной плотности [6].

Во время научного исследования влияния соотношения смеси волокон полиэстер/хлопок на качество нити, полученной на кольцепрядильной машине, Д.Синиак (D.Cyniak) и другие (2006), изготовили всего 36 образцов из нитей под номером 20 tex и 30 tex, посредством использования гребнечесальных лент и лент кардного прочеса. В результате, при увеличении коэффициента содержания полиэстера, были замечены увеличения значений плотности и относительного удлинения при разрыве (независимо от номера нити и разграничения гребнечесальной ленты и ленты кардного прочеса). Что касается значения CV: самое лучшее значение неравномерности наблюдается в 100 % хлопке, значение CV в смеси полиэстер/хлопок неравномерно изменяется. Наблюдалась также неравномерность в значениях количества утончений/утолщений, количества непсов [7,8].

П. Байкал и другие (2005) провели два различных исследования относительно влияния соотношения смеси волокон полиэстер/хлопок на качество нити, полученной на кольцепрядильной прядильной машине. Из каждой из 5 различных смесей хлопок/полиэстер было изготовлено 5 нитей с различными номерами. В результате было установлено, что во время увеличения коэффициента полиэстера, значение CV % уменьшается, однако при использовании 100 % полиэстера значение CV % во всех нитях увеличивается. Изменения в количестве наблюдаемых утонченных мест происходит в таком же порядке, как и изменения CV %. В значениях утолщений и количестве непсов видны неравномерные изменения [1,2].

МАТЕРИАЛ И МЕТОД

В данной научной работе было исследовано влияние соотношения смеси волокон хлопок/полиэстер содержащейся в прядильной нити, на значения качества нити, которая широко используется в текстильной промышленности. Для этой цели, для изготовления образцов нити были использованы хлопковые волокна, выращиваемые в Дашогузском регионе, полиэстер. Значения качества образцов волокна, отобранных в соответствии со стандартом TST 12751 (Текстильные товары. Отбор образцов волокна, нити и ткани для анализа), были измерены посредством устройства TEXTECHNO TESTING FM-30 A. В Таблице 1 указаны свойства волокон, используемых в научном исследовании.

Таблица 1

Свойства волокон, используемых в научном исследовании

Четыре различных образца нити Ne 20, представляющей собой смеси хлопок/полиэстер были изготовлены на фабрике «Dokma toplum», расположенной в Рухабаде и четыре различных образца, Соотношение, используемое при смешивании, приведено в Таблице 2.

Значения неравномерности (% CVm), участков утолщения (+50 %/км) и участков утончения (- 50 %/км) нити, изготовленной в указанном соотношении смеси, были измерены посредством прибора COVOTEST N38434 TEXTECHNO. Образцы были изготовлены в виде катушек на одном и том же веретене кольцепрядильной машине. Значения каждой катушки измерялись по пять раз, в таблицу заносились средние показатели.

Таблица 2

Соотношение смеси, используемое во время проведения научного исследования

Результаты и сопоставительный анализ

Влияние соотношения смеси хлопок/полиэстер на параметры качества нити

Влияние на значение неравномерности

Значения неравномерности нити, изготовленной из смеси хлопок/полиэстер, показаны на рисунке 1. При изучении значений неравномерности нити (показанных на рисунке 1), изготовленной из смеси хлопок/полиэстер, было отмечено, что самое низкое значение %CVm наблюдается в 100 % полиэстерной нити. При изучении смешанных нитей было отмечено, что при увеличении коэффициента хлопка, значение %CVm увеличивается. Иначе говоря, однородность таких свойств в полиэстерной нити, как тонкость и длина приводит к тому, что, в нитях с большим коэффициентом полиэстера, индекс неравномерности улучшается. Следовательно, такой фактор, как неравномерность нити может быть исправлен.

Рис. 1. Значения неравномерности нити, изготовленной из смеси полиэстер/хлопок

Влияние на значения утончений, утолщений, непсов

Рассмотрев показатели количества утонченных мест, указанных на рисунке 2, может быть отмечено, что утончения в 100 % полиэстерной нити располагаются на уровне — %50/км.

Утонченные места в указанной области хлопковой нити образуются вследствие того, что, количество волокна в данном срезе меньше требуемого количества. Наибольшее количество мест утончений встречаются в смеси полиэстер/хлопок, в соотношении 50/50 %, затем, по порядку, в смеси полиэстер/хлопок 35/65 % и смеси полиэстер/хлопок 30/70 %. В результате отмечено, что наименьшее количество утонченных мест встречается в смеси полиэстер/хлопок 30/70 %, так как используемое полиэстерное волокно намного тоньше используемого хлопкового волокна и меньшее количество волокна в срезе полиэстерной нити меньше влияет, по сравнению со срезом в хлопковой нити, на толщину среза. Количество утонченных мест в смеси полиэстер/хлопок 50/50 % немного превышает количество утонченных мест в смеси полиэстер/хлопок 35/65 %. Это происходит из-за того, что в срезе полиэстер/хлопок 30/70 % наблюдается более однородное распределение волокна, так как хлопковое волокно не набегает на полиэстерное волокно.

Рис. 2. Значения утонченных мест нити, изготовленной из смеси полиэстер/хлопок

Значения количества утолщений, представленные на рисунке 3, имеют структуру, схожую со значением количества утончений. Минимальное количество утолщений наблюдается в 100 % полиэстере. В смесях, где соотношение хлопка больше соотношения полиэстера, наблюдается большое количество утолщений.

Это происходит из-за того, что количество волокна в срезе утолщения нити превышает требуемое количество. Так как хлопковое волокно более плотное по сравнению с полиэстерным волокном, следовательно, и количество утолщений в нити, в которой используется больше хлопка, будет выше.

Рис. 3. Значения утолщений нити, изготовленной из смеси полиэстер/хлопок

На рисунке 4 приведены значения чистоты прочеса (наличия узелков), встречающихся в смеси полиэстер/хлопок. Количество узелков в прочесе 100 % полиэстера совпадает с количеством узелков в прочесе нити, изготовленной из смеси полиэстер/хлопок 30/70 % и является минимальным значением. При увеличении коэффициента хлопка, количество узелков в прочесе нити тоже увеличивается.

Рис. 4. Значения узелков в прочесе нити, изготовленной из смеси полиэстер/хлопок

Из-за своей структуры и влияния, оказываемого выполняемыми действиями, хлопковое волокно — является волокном, создающим основу для образования узелков. Также как и наличие мертвой нити в структуре, такие процессы, как волокноотделение, щипание и смешивание в отделе для обеспыливания способствуют увеличению количества узелков в хлопке. Следовательно, при увеличении коэффициента хлопка в смеси, невозможно избежать увеличения количества узелков в нити.

Таблица 5

Результаты однофакторного дисперсионного анализа значений качества нити, изготовленной из смеси хлопок/полиэстер

Примечание: уровень значимости ** ɑ=0,01

В результате проведенного однофакторного дисперсионного анализа значения качества нити, изготовленной из смеси хлопок/ полиэстер (указанной в таблице 5), было установлено, что соотношение смеси оказывает влияние (уровень значения: ɑ=0,01) на значения неравномерности, утончения, утолщения и количества узелков в прочесе.

Результат

Вследствие проведенного научного исследования, было установлено, что, лучшие значения полиэстерного волокна превалируют в нити, изготовленной из 100 % полиэстера. При увеличении коэффициента хлопка в смеси, значения неравномерности, утончения, уплотнения и количества узелков ухудшаются. В результате однофакторного дисперсионного анализа, проведенного с целью статистического исследования влияния соотношения смеси полиэстер/хлопок на значение качества нити, было установлено, что соотношение смеси оказывает значительный эффект, уровень значимости которого Р< 0,01 на значения Cvm %, утолщение и утончение нити и количество узелков.

Литература:

1.      Байкал П., Бабаарслан О., Эрол Р. «Определение неравномерности в отобранных образцах нити, изготовленной из смеси хлопок/полиэстер, посредством пневмомеханической прядильной машины», журнал " Текстильная промышленность и техника», стр 194–202, Май 2005.

2.      Байкал П., Бабаарслан О., Эрол Р. «Определение брака в отобранных образцах нити, изготовленной из смеси хлопок/полиэстер, посредством пневмомеханической прядильной машины», журнал " Текстильная промышленность и техника», стр 262–268, Июль 2005.

3.      Кадоглу Х. «Нити, изготовленные на пневмомеханической прядильной машине и некоторые качественные факторы», журнал «Текстильная промышленность и готовая одежда», стр 31–40, Номер 1, 1993.

4.      Кадоглу Х., Карынджа Э».Снование полиэстерного волокна посредством пневмомеханической прядильной машины», журнал «Текстильная промышленность и готовая одежда», стр 15–20, Номер 1, 1999.

5.      Карааслан У. «Полиэстерное волокно и его свойства, журнал «Текстильный марафон», стр 37–40, Сентябрь — Октябрь, 2005.

6.      Кыртай Э. «Периодический анализ неравномерности нити», журнал «Текстильная промышленность и оборудование», стр 81–89, Том 1, Номер 2, Май 1987.

7.      Оздоган Э. «Развитие и будущее акриловых волокон», журнал «Текстильная промышленность и готовая одежда», стр 166–171, Номер 3, 2005.

8.      Синиак Д., Чекальский Ж., Джаковски Т., Попин Л. «Анализ качества смеси волокон хлопок/полиэстер, посредством использования пневмомеханической прядильной машины», Волокна и текстильные изделия в Восточной Европе, стр 33–37, Июль-Сентябрь 2006.

9.      Тапакчиоглу И. «Текстильная промышленность Турции и мировая текстильная промышленность», издание SaSa-DupontSA10. «Дни Полиэстера», издание SaSa-DupontSA, 13–14 Декабря 2002, Мерсин.