CC BY
18
технология материалов и изделии текстильнои и легкой промышленности
исследование ворсистости хлопко-нитроновой пряжи
Ражапов Одил Олимович
докторант, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г.Ташкент E-mail: odil_2005@rambler. ru
Матисмаилов Сайпила Лолашбаевич
канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г.Ташкент
Махкамова Шоира Фахритдиновна
старший преподователь, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г.Ташкент
Арипова Шахло Рауфовна
старший преподователь, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г.Ташкент
studying of the hairiness of cotton-nitron yarn
Odil Razhapov
doctoral student, Tashkent Institute of Textile and Light Industry,
Uzbekistan, Tashkent
Saypila Matismailov
candidate of technical sciences, assistant professor, Tashkent Institute of Textile and Light Industry,
Uzbekistan, Tashkent
Shoira Makhkamova
senior teacher, Tashkent Institute of Textile and Light Industry,
Uzbekistan, Tashkent
Shakhlo Aripova
senior teacher, Tashkent Institute of Textile and Light Industry,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся результаты исследования влияния сырьевого состава и частоты вращения дискретизи-рующего барабанчика на ворсистость хлопко-нитроновой пряжи пневмомеханического способа прядения.
ABSTRACT
The article presents the study of the hairiness of the raw material composition and rotation frequency of the opening roller on the hairiness of cotton-nitron yarn of the rotor spinning.
Ключевые слова: ворсистость, дискретизирующий барабанчик, нитрон, волокно, задачи оптимизации. Keywords: hairiness, the opening roller, nitron, fiber, optimization tasks.
Библиографическое описание: Исследование ворсистости хлопко-нитроновой пряжи // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Ражапов О.О. [и др.]. 2018. № 12(57). URL: http://7universum.com/ru/ tech/ar-chive/item/6708
Ворсистость является одной из характеристик геометрических свойств пряжи, это мало выступающие из тела пряжи кончики отдельных волокон. Они не участвуют в создании прочности пряжи, делают её пушистой, не стойкой к трению. Выступающие на поверхности пряжи волокна могут сцепляться с волокнами соседних нитей и вызывать обрывность на ткацком и трикотажном оборудовании [1].
В данной работе исследовано влияние сырьевого состава и частоты вращения дискретизирующего барабанчика на ворсистость хлопко-нитроновой пряжи, полученной пневмомеханическим способом прядения, и определены условия снижения ворсистости [2].
Пряжа линейной плотности 20 текс вырабатывалась на пневмопрядильной машине ББ-330.
Варьировалось два фактора: доля содержания нитрона в смеси (Xi) на уровнях 0%, 10%, 15% и частота вращения дискретизирующих барабанчиков (X2) на уровнях 6000, 6500, 7000 мин-1 (в кодированном виде значения обоих факторов равны -1, 0, +1).
Для решения задачи оптимизации проведён полный факторный эксперимент ПФЭ 32 [3].
Параметрами оптимизации являлись: у1 - ворсистость пряжи, см; у2 - удельная разрывная нагрузка пряжи, гс/текс; у3 - коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %.
План и результаты экспериментов приведены в таблице 1.
Оценка ворсистости пряжи осуществлялась двумя методами: методом микроскопии с использованием высоко увеличивающего микроскопа «Nikon» и путём тестирования пряжи на приборе PREMIER.
Таблица 1.
План и результаты экспериментов
№ ФАКТОР ФАКТОР Параметры оптимизации
опыта Xi X2 Xi-содер-жание нитрона, % .Х2-частота вращения дискрети-зи-рующего барабанчика, мин-1 ji- ворсистость пряжи, см j2- удельная разрывная нагрузка, гс/текс j3 - коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %
1 1 -1 15 6000 4,06 10,2 10,1
2 1 0 15 6500 4,34 10,2 10,0
3 1 1 15 7000 4,78 10,0 10,3
4 0 -1 10 6000 3,73 10,4 9,3
5 0 0 10 6500 3,84 10,5 9,2
6 0 1 10 7000 3,98 10,3 9,5
7 -1 -1 0 6000 3,22 11,0 8,9
8 -1 0 0 6500 3,34 11,2 8,6
9 -1 1 0 7000 3,48 10,9 9,0
Результаты микроскопии пряжи приведены на рис. 1.
J^B ^ ■Ш ^ ■Ш
ПАН-10%, /7Дб=6000 мин1 ПАН-10%, /7дб=6500 мин1 ПАН-10%, /7д6=7000 мин1
ПАН-15%, пдб=6000 мин-1 ПАН-15%, Ядб=6500 мин-1 ПАН-15%, пдб=7000 мин-1
Рисунок 1. Электронно-микроскопические снимки исследуемых образцов
Изучая микрофотографии представленные на рис.1. можно сделать следующие выводы:
• ворсистость пряжи любого сырьевого состава (см. по горизонтали) возрастает с увеличением частоты вращения дискретизирующего барабанчика, распрямлённость волокон снижается;
• ворсистость пряжи возрастает с увеличением доли в сырьевом составе нитроного волокна (см. по
Индекс
вертикали), что объясняется структурой волокна нитрон и его повышенной электризацией в процессе переработки;
• наиболее высокую ворсистость имеет хлопко-нитроновая пряжа с содержанием 15% ПАН, выработанная при частоте вращения дискретизирующего барабанчика - 7000 об/мин.
Таблица 2.
№ Наименование пока- Варианты
зателей 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Характеристика варианта: сырьё 15% 15% 15% 10% 10% 10% 100% 100% 100%
х/б х/б х/б
Пдис.б, мин-1 6000 6500 7000 6000 6500 7000 6000 6500 7000
2 Индекс ворсистости, см 4,06 4,34 4,78 3,73 3,84 3,98 3,22 3,34 3,48
Число ворсинок на 100 298,4 286,3 316,2 346,6 268,6 299,2 290,4 297,8 346,2
м пряжи,
в том числе по груп-
пам длин:
длина ворсинки 3 мм 249,5 249,3 262,1 286,6 230,2 255,0 241,8 249,6 289,2
3 4 мм 42,6 33 48,7 53,4 35,2 40,6 44,2 43,4 50,4
5 мм 4,5 3 4,4 5,6 2,8 3,2 4,2 4,4 6,2
6 мм 1,4 1,0 1,0 1,0 0,4 0,4 0,2 0,4 0,4
7 мм - - - - - - - - -
8 мм - - - - - - - - -
9 мм - - - - - - - - -
10 мм - - - - - - - - -
Оценка ворсистости пряжи при её тестировании на приборе PREMIER проводилась по двум показателям: индексу ворсистости и числу ворсинок на 100 метрах пряжи. Кроме этого замеры выполнение на приборе PREMIER позволяют с помощью оптико-электрической сканирующей системы не только регистрировать количество ворсинок, но и распределять их по 8 группам длин. Результаты оценки ворсистости по вариантам приведены в таблице 2 и на рис.2.
Из таблицы 2 и рис.2. видно, что индекс ворсистости пряжи у хлопковой пряжи 3,22-3,48, с вложе-
нием 10% нитрона в смеску - 3,73-3,98, а с вложением 15% нитрона - 4,06-4,78, т.е. ворсистость пряжи увеличивается при увеличении доли нитрона в смеси. Если рассматривать влияние частоты вращения дис-кретизирующего барабанчика на ворсистость пряжи, то видим, что при каждом сырьевом составе ворсистость пряжи повышается с увеличением частоты вращения т.к. ворсистость пряжи на 40-78% зависит от конфигурации волокон внутри тела пряжи, которая для пряжи пневмомеханического способа прядения определяется в основном процессом в прядильной камере.
Рисунок 2. Зависимость индекса ворсистости пряжи от сырьевого состава и частоты вращения
дискретизирующего барабанчика
Из рис.2. так же видно, что если ворсистость хлопковой пряжи при увеличении частоты вращения дискретизирующего барабанчика возрастает незначительно (на 8%), то с увеличением содержания нитрона в смеске до 15% ворсистость возрастает более
резко на 17,7%, так как при чрезмерно высокой частоте вращения химическое волокно вследствие своей хрупкости укорачивается, а также электризуется, это хорошо видно и на спектрограммах ворсистости 3Б (рис.3.).
а - хлопковая пряжа
б - с вложением 10% нитрона
в - с вложением 15% нитрона Рисунок 3. Спектрограммы 3В-ворсистости пряжи при частоте Пдб - 7000 мин'1
Пики в интервале 5-20 см указывают в качестве основной причины ворсистости пряжи процессы, происходящие в прядильной камере.
Зависимость между количеством ворсинок на 100 м пряжи от сырьевого состава или частоты вращения дискретизирующего барабанчика отсутствует.
Распределение количества ворсинок по группам длин приводится в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что полученная пневмомеханическим способом прядения пряжа, как хлопчатобумажная, так и хлопко-нитроновая всех вариантов, на 83-87% состоит из ворсинок длиной 3 мм, на 11,5-15,5% - длиной 4 мм, на 1-2% - длиной 5 мм, на 0,1-0,36% - длиной 6 мм. Ворсинки длиной от 7 до 10 мм в пряже, полученной пневмомеханическим способом, практически не встречаются. Количество ворсинок любой группы длин не зависит ни от сырьевого состава, ни от частоты вращения дискретизирующего барабанчика.
Для каждого параметра оптимизации, приведённых в таблице 1, рассчитаны коэффициенты регрессионных зависимостей.
Для у1 (индекс ворсистости пряжи) уравнение регрессии принимает вид:
у = 3,86 + 0,52 • х + 0,205 • х + 0,115 • хх (1)
Из уравнения 1 видно, что ворсистость хлопко-нитроновой пряжи возрастает с увеличением доли
декабрь, 2018 г.
волокна нитрон в смеси и с увеличением частоты вращения дискретизирующего барабанчика, причём влияние на ворсистость пряжи сырьевого состава в 2,5 раза выше.
Регрессионные зависимости для у2 и у3 имеет вид:
у = 10,52-0,45• х -0,07 • х -0,025• хх (2) у = 9,43 + 0,65 • х + 0,08 • х + 0,025 • хх (3)
С помощью полученных регрессионных зависимостей была сформулирована и решена задача оптимизации: минимизировать ворсистость пряжи при ограничениях снизу на удельную разрывную нагрузку и сверху на коэффициент вариации по разрывной нагрузке.
Выводы:
1. Ворсистость пряжи увеличивается при увеличении долевого содержания нитрона в смеси.
2. Ворсистость пряжи возрастает с увеличением частоты вращения дискретизирующих барабанчиков.
3. Зависимость между количеством ворсинок на 100 м пряжи от сырьевого состава или частоты вращения дискретизирующего барабанчика отсутствует
4. Оптимальным является вариант с содержанием 10% нитрона в смеске и частоты вращения дис-кретизирующего барабанчика 6500 об/мин.
Список литературы:
1. Труевцев Н.Н. Свойства пряжи пневмомеханического способа прядения. Ленинград, 1977 г.
2. Фролов В.Д. и др. Технология и оборудование текстильного производства. Ч.1. Производство пряжи и нитей. Иваново. ИГТА. 2006 г.
3. Семенов В.А. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. Стандарт третьего поколения. Питер. 2013 г.
