CC BY
3
УДК 677.11.
Абдуллоева Х.Р. старший преподаватель Назарова Т.А. студент
Политехнический институт Таджикский технический университет имени академика М. Осими в г.Худжанде Республика Таджикистан, г.Худжанд
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПОЛУЧЕНИЯ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОТХОДОВ ТЕКСТИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Аннотация. В данной статье изучены и проанализированы отходы текстильной и легкой промышленности, процессы подготовки волокон к переработке, оборудование для резки и разрыхления отходов, очистители различных фирм и технологический процесс получение нетканых текстильных материалов.
Ключевые слова: хлопчатобумажная пряжа, волокно, хлопковые отходы, нетканые материалы, текстильное вторичное сырьё, нетканый текстильный материал, технологические отходы, технологический процесс.
Abdulloeva H.R. senior lecturer Nazarova T.A. student
Polytechnical Institute
Tajik Technical University named after academician M. Osimi in Khujand
Republic of Tajikistan, Khujand
INVESTIGATION OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF OBTAINING NONWOVENS FROM TEXTILE WASTE
Abstract. This article examines and analyzes waste from the textile and light industry, the processes of preparing fibers for processing, equipment for cutting and loosening waste, cleaners from various companies and the technological process of obtaining non-woven textile materials.
Keywords: cotton yarn, fiber, cotton waste, nonwovens, textile secondary raw materials, nonwoven textile material, technological waste, technological process.
Одной из важной проблемой республики в условиях рыночной экономики является, рациональное использование натурального сырья и производства качественной продукций различных ассортиментов.
В «Национальной стратегии развития Республики Таджикистан на период до 2030 г.» отмечается, что «...рациональное использование человеческого и природного капитала, а также усиление институционального потенциала развития в направлении повышения эффективности, диверсификации и конкурентоспособности национальной экономики, будут определять индустриальность будущего развития и обеспечат переход от аграрно-индустриальной к индустриально-аграрной экономике» [1].
С целью развития отрасли текстильной промышленности следует отметить, что в Таджикистане за предыдущие годы выработались устойчивые тенденциозности увеличение производства хлопчатобумажной пряжи, производство которого намечено, к 2030 году довести до 34383 тонн.
В связи с этим в республике большое, значение приобретает бережное расходование сырья. В значительной мере это относится к текстильной промышленности. Для производства изделий легкой промышленности большими резервами являются текстильные технологические отходы и вторичные материальные ресурсы (BMP), которые составляют около 25% всего перерабатываемого в мире текстильного сырья [2]. Их применение при производстве нетканых материалов позволяет уменьшить (или исключить полностью) потребность в дорогостоящем базовом исходном сырье и значительно снизить себестоимость выпускаемой продукции.
В исследованиях фирмы David Rigby Associates (Великобритания) прогнозируется увеличение мирового потребление нетканых материалов производственно-технического назначения ежегодно на 5% и доля нетканых материалов, по данным фирмы, в общем объеме материалов технического назначения возрастет до 26%.
Текстильные отходы образуются на всех технологических этапах производства, включающих не только переработку волокон, но и их подготовку, разрыхление, кардочесание, получение ровницы и ленты в процессе прядения и холстообразования. Также их источником являются ткацкое и трикотажное производства, изготовление любого вида текстильных полотен, отделка и, не в последнюю очередь, изготовление готовых изделий.
Технологическая пригодность волокон, полученных из отходов, зависит от природы и вида волокнистых отходов, физико-механических свойств волокон и применения правильного технологического процесса их предварительной и последующей переработки.
При производстве пряжи использование хлопковых отходов затруднено из-за их недостаточных физико-механических свойств, загрязненности, наличия значительного количества сорных растительных
примесей и других посторонних включений, что не препятствует их применению для производства нетканых материалов.
Экономическая эффективность в значительной степени является результатом соотношения трех факторов: стоимости изделий, изготовленных из отходов, уровня установленных на них цен и ценами на изделия ими заменяемые. Подорожание и сокращение сырьевых ресурсов, с одной стороны, и связанные с устранением отходов расходы, с другой стороны, ставят перед текстильной промышленностью задачу - при своих технологических и коммерческих расчетах принимать во внимание и вопрос использования текстильных отходов.
В настоящее время специалисты считают, что перерабатывать некоторые виды отходов хлопковых волокон в пряжу для тканей нерационально, поэтому эти отходы используются преимущественно для производства нетканых материалов, картона, бумаги и наполнителей. При производстве нетканых текстильных материалов текстильное вторичное сырье может использоваться в виде волокна или пряжи, изготовленных из текстильных вторичных отходов (или с их вложением). Качество получаемых волокон и возможность их дальнейшего использования находятся в прямой зависимости от технологического процесса разработки вторичного сырья [3].
К основным технологическим параметрам вторичного сырья относятся: длина, толщина, прочность, загрязнение волокон, влажность, количество неразработанных концов и отходов.
Для изготовления нетканых текстильных материалов используют механические (иглопробивной и вязально-прошивной) и физико-химические способы, в том числе закрепление с помощью связующих веществ в виде порошка, пленки или волокна. Иногда комбинируют два или несколько способов. В этом случае один способ является основным, он определяет вид и качество готового изделия, а другие способы предназначены для улучшения технологический проходимости холста или придают изделию новые свойства.
Свойства нетканых материалов зависят от их структуры [3]. Переработка текстильных технологических отходов и BMP состоит из двух основных этапов: подготовка и переработка. Предварительная подготовка и разрыхление текстильных технологических отходов и BMP в основном зависят от их вида, состава, места образования в технологическом процессе, степени загрязнения.
Качество полученной в результате переработки волокнистой массы в значительной степени зависит от используемой технологии и оборудования. Подготовка и разволокнение текстильных технологических отходов и BMP зависит от их вида, степени загрязнения и места образования. Согласно требованиям стандартов, в них не должно быть сорных примесей, следов
замасливания и веществ, затвердевающих при увлажнении, они должны быть однородными [4].
При получении пряжи и нетканых материалов из отходов хлопкового волокна необходимо уделить большое внимание предварительной очистке волокон, так как очистительная способность оборудования для подготовки компонентов к смешиванию, смешивания, расщипывания, кардочесания, формирования готового продукта недостаточна.
Для очистки волокон от пыли и сора многие текстильные машины оборудуются специальными аэродинамическими устройствами, которые обычно представлены в виде конденсоров или волокноотделителей и волокноочистителей.
На этапе подготовки волокон большое внимание необходимо уделить оборудованию для резки и разрыхления отходов. Для машин прядильного производства фирма "Platt Saco Lowell" рекомендует очиститель "Vetra Gleaner". Его особенностью является наличие в пылеотсасывающем коробе пяти колковых барабанов, что, по мнению фирмы, обеспечивает практически полную очистку волокон и препятствует попаданию в отходы волокон.
Очиститель "Air Stream Gleaner" той же фирмы имеет секцию игольчатого трепала и пневматический очиститель для удаления пыли. Волокно после интенсивного разрыхления подается в пневматический очиститель, в котором оно движется по трубе, делающей резкий поворот, где расположена щель, через которую в силу инерции из трубы вылетают сорные примеси, поступающие в угарную камеру.
В очистителе Microduster ЕМР фирмы ''Trutzschler" (Германия) во время технологического процесса происходит активное удаление пыли и сора благодаря наличию специальных сороотделительных ножей, установленных непосредственно в рабочей зоне. Весьма эффективным считается устройство той же фирмы, в котором неоднократное изменение направления перемещения волокнистого материала сочетается с обдуванием потоком воздуха через секции колосников.
Конический сороотделитель при высокой эффективности отличается тем, что волокнистый материал в нем не взаимодействует с движущимися частями. Расход воздуха через входное отверстие диаметром 300 мм составляет 1 м3/с, а через выходное отверстие диаметром 200 мм выходит 0,35 м3/с, то есть 2/3 воздуха расходуется на очистку волокна.
Очиститель фирмы "Ultra Kliner" (Великобритания) имеет секцию из колковых барабанов, расположенных под углом 45° к горизонтали, под которыми установлены колосниковые решетки. Выделяющийся в процессе очистки сор и пыль, удаляют специальной пневмосистемой в специальный короб. В пространстве между коробом и колковым барабаном размещается специальная решетка, пропускающая через отверстия пыль к центральной системе сбора.
Фирма "Herget" (Германия) для получения нетканых материалов из
отходов разработала и создала специальную разрыхлительную и очистительную линию, в которой достигается высокая степень разрыхления и очистки хлопковых волокон. Наклонный очиститель, работающий по принципу очистки волокон в свободном состоянии, имеет шесть пар колковых валиков, расположенных под углом 45° к горизонтали и окруженных колосниковыми решетками. Очиститель оснащен мощным вытяжным устройством для удаления пыли из рабочей зоны. Известные очистители моделей RZ и Kotonia оснащены устройством пылеудаления через пергофрированную металлическую решетку за счет отсоса, создаваемого вентилятором. Машина "Rando SMS" представляет собой наклонный очиститель с сетчатыми барабанами и пухоочистителем, которые соединены с устройством для удаления мелкого сора [3].
В машине "Multiflok MF" очистка волокон осуществляется путем подачи разрыхленного волокна выпускным соплом на вращающиеся диски "Gidroflok". Отделение сора и очистка волокон на очистителе "Wentiflok VP" производится посредством перфорированного барабана. Оснащенного пильчатой гарнитурой и имеющего частоту вращения 2000 мин-1. Волокнистый материал подается к перфорированному барабану пильчатыми цилиндрами, причем за счет разницы скоростей пильчатых цилиндров происходит лучшее разрыхление и организация волокон вдоль оси продукта.
Известна установка фирмы "Parks CRAMER" (CLLIA) для очистки волокнистых отходов от сора, которая включает в себя волокноотделитель, ротационный сетчатый фильтр и электростатический осадитель.
Для первичной переработки и разволокнения вторичного текстильного сырья и технологических отходов необходимо использовать универсальные машины, на которых можно перерабатывать все виды сырья. Благодаря этому повышается качество переработки. В настоящее время это достигается механизацией сортировки, использованием комбинированных обеспыливающих машин, смешиванием, разрыхлением, химической чисткой сильнозагрязненного и замасленного материала в сочетании со стиркой, использованием современных щипальных и высокопроизводительных резальных машин.
В переработке для качественного разрыхления и очистки волокон существенную роль играют чесальные и прядильные машины. Оборудование подбирается в соответствии с особенностями сырья, чтобы обеспечить максимальное качество готового продукта при производительности, гарантирующей эффективное производство.
Разрыхленные и очищенные на разрыхлительно - трепальном агрегате отходы могут перерабатываться на любой чесальной машине, если это допускает длина и линейная плотность перерабатываемого волокна. Но предпочтительно использовать чесальные машины, обеспечивающие
хорошую очистку волокна. Вместе с отделением пыли, пуха, сорных примесей машина должна быть оборудована пневматической системой для удаления пыли и устройства для удаления вторичных отходов. Так как усиливается тенденция бесхолстового питания чесальных машин, что делает необходимым использование авторегуляторов непосредственно при бункерном питании или при последующих переходах, многие фирмы конструируют чесальные машины с улучшенной очисткой волокна от пыли, пуха и сорных примесей.
Основными направлениями использования вторичного сырья являются:
1) применение как заменителей первичного сырья в производстве текстильных изделий, пряжи высоких линейных плотностей, валяльно-войлочных изделий, нетканых материалов и т.д.
2) применение как заменителей традиционных материалов в производстве других изделий, например, теплоизоляционных и звукоизоляционных материалов, уплотнителей, прокладок, полутвердых и
твердых плит и других изделий.
Установлено также, что технологический процесс кардочесания смесей, содержащих волокнистые отходы, имеет определенные особенности. Волокна в отходах (очесы, выпады лоскут, сдир, крутые концы пряжи и др.) отличаются между собой физико-механическими свойствами. Необходимо оптимизировать режимы работы оборудования и воздействия рабочих органов на обрабатываемый волокнистый материал.
Аналитическое исследование процесса взаимодействия гарнитуры кардочесального аппарата ЧМД-5 с волокнистой массой позволило оптимизировать процесс его питания и обеспечить получение ватки прочеса требуемого качества. Для части отходов, не поддающихся разволокнению, применяются новые виды технологии предварительной переработки, а именно: размельчение, переработка в гранулы, повторное экструдирование.
При оценке экономической эффективности, необходимо учитывать цель использования отходов: замена первичного волокна или материала в традиционных изделиях (при обеспечении идентичности потребительских свойств); производство новых видов изделий (придание новых потребительских свойств).
Себестоимость производства опытных изделий, изготовленных из вторичного сырья, от 20% до 50% ниже по сравнению с изделиями, произведенными из первичного сырья. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что применение производственных отходов в разных отраслях, стремление к полному их использованию, даже при минимальной эффективности, является мероприятием необходимым и целесообразным с точки зрения народного хозяйства.
Одной из основных причин быстрого развития технологии и машин для производства нетканых текстильных материалов с вложением
хлопковых отходов является возможность использования низкокачественного и текстильного вторичного сырья для производства изделий с хорошими потребительскими качествами и, как следствие этого, сравнительно низкая себестоимость продукции.
Проведенные исследование позволяет сделать следующие выводы:
1. Рациональное использование текстильного сырья - уменьшение количества отходов в производстве, а также целесообразное их вторичное использование являются теми путями, которые позволяют более полно обеспечить растущее потребление промышленности в текстильном сырье, а население и народное хозяйство в текстильной продукции.
2. Использование вторичного текстильного сырья осуществляется по следующим направлениям:
- применение как заменителей первичного сырья в производстве текстильных изделий;
- применение как заменителей традиционных материалов в производстве других изделий;
3. Решение задачи комплексного использования волокнистых отходов текстильной промышленности при получении товаров народного потребления с максимальным использованием уже установленного на предприятиях оборудования.
Использованные источники:
1. Национальная стратегия развития Республики Таджикистан на период до 2030 г.// Утверждено Постановлением Маджлиси намояндагон Маджлиси Оли Республики Таджикистан от 1 декабря 2016 года, № 636. - Душанбе: «Контраст», 2016. - С. 7.
2. Вторичные материальные ресурсы в легкой промышленности (Образование и использование): Справочник. - М.: Экономика, 1983. -664 с.
3. Петканова, Н.Н. Переработка текстильных отходов и вторичного сырья/Н.Н. Петканова, Д.Т. Урумова, В.П. Чернев. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - 240 с.
4. Технология производства нетканых материалов/Е.Н. Бершев, А.И. Куриленко, В.В. Курицина, Г.П. Смирнов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -352 с.
5. Смирнов, Г.П. Механическая технология нетканых материалов: Учебное пособие/ Г.П.Смирнов, М.С. Гензер. Л.: Энергия, 1977. -218 с.
