CC BY
13
сопротивление почти незагисит от времени воздействия теплового потока. Трёхслойные пакеты обладают меньшим теплопым сопротивлением приблизительно на 15-20 % в сравнении с однослойными пакетами. В данном случае время воздействия теплового потока приводит к увеличению теплового сопротивления используемый в paooie метод симплекс-планирования позволил выявить динамику изменения суммарного теплового сопротивления от вида (состава) пакетов материалоь и продолжительности воздействия теплового потока Теплозащитные свойства (ТЗС) зависят от количества слоёв в пакете и величины воздушных прослоек.
Список использованных источников
1. Оолов И.В Орлова С.И технологические требования к процессам для ВТО - Изв. вузов, техн. лёгк. пром 1985 № 4.
2. Шайдооов М А., Ковчур С.Г. Исследование гигиенических свойств пакетов материалор используемых при изготовлении детской одежды. Материалы международной научно-технической конференции, часть 2. Витебск 2003.
3. Махаринский Е.И , Ящерицын П.И. Планирование эксперимента в машиностроении. Справ, пособие - Мн , 1985.
4. Тихомиров В.в Планирование и анализ эксперимента - М. лёгкая индустрия, 1974.
5. Адкер ЮП., Горений В.Г. Планирование проношенных экспериментов. -М 1978
SUMMARY
In clause the bri. f materials of research of processes humidity-warm of processing and warm-pnysical of the characteristics or material for the too clothes coating assoitment are stated. The researches were spent on the experimental installation, designed by the autnors. The basic circuit of installation is given. The installation allows to simulate influence of the auected air thermal flow on samples of materials. Using a mathematical method of simpiex - planning a number of dependences between neat-shielding propeuies ana structures of packages of materials established The optimum parameters of technological process of damp - thermal processing are estaclished
УДК 687.03: (677.022.6:677.494.742.3)
ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫЕ ШВЕЙНЫЕ НИТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЯГКОЙ ТАРЫ
в.А. Родионов
Область применения полипропиленовых (ПП) полокон и нитей в различных отраслях промышленности простирается от производства нижней и верхней одежды до технических тканей и ооивки автомобилей. Постепенно ПП ткани вытесняют продукцию из полиэфирных (ПЭ) и полиамидных (ПА) нитей благодаря специфическим свойствам ПП нитей. Особенно быстрыми темпами ПП нити вытесняют натуралоное сырье и другие синтетические нити в производстве мягкой тары: небольших упаковочных мешков (до 50 кг), а также крупных мешков дль транспортировки сыпучих грузов (оЬщей массой 0,5-2 т). До недавнего времени стропы, шнуры стягивающие горловину мешков швейные нитки изготавливали из других синтетических материапов в основном ПА что усложняло процесс утилизации мягкой тары. В связи с ужесточением экологических требований большинство производителей мешкотары переходят на 100% использование только ПП комплексных и пленочных интей и швейных ниток, что значительно облегчает вторичную переработку отслуживших свой срок мешкои, значительно улучшая условия труда обслуживающего персонах.а Поэтому вопрос разоьботки оптимизации технологии получения ПП швейных ниток из различных исходных
1 Вес гнин УОВГГУ
L
сюлокон пленочных рифленых и фибрилированных и комплексных нитеи отечественного и зарубежного производства в настоящее время является актуальным, т.к. позволит производить 100% утилизацию использований мешкотары и значительно улучшить условия обслуживающего персонала, исключая загоязнения окружающей соеды
При оазработке технологии производств швейных ниток из полипропиленовых волокоь была использована ПП пряжа линейной плотности 25 текс Первоначально были наработаны двухкруточные швейные иитки линейной плотности 100 и 1Ь0 текс. Используя математические методы планирования эксперимента были получены уравнении регрессии позволившие выбоать оптимальные технологические параметры выработки швейных ниток структуры 25тексх2*2 и 25тексх2*3. которые оьеспечиваюг их высокие физико-механические показатели. Наработка образцов нитей проводилась на отечественном тоостилоно-коутильном оборудовании 1КМ-21 ТКМ 12 и на бобинажно-перемоточной машине ЬП-260 В с эдновоеменным нанесением замасливателя. В результате переработки опытных ооразнов на автоматической линии при пошиве ПП мешков стандартного размера были выявлены следующие недостатки: не слишком плотная структура нитки, смещение витков крутки и стренг при прохождении нитки через ушко иглы. Поэтому была предложена новая однокруточная структура швейной нитки линейной плотности 2Ьтекс в пять сложений В качестве исходного сырья использовалась ПГ1 пряжа 2Ьтекс, наработанная на АО «Московская шеостопрядильная фабрика». Данная структура позволипа получить компактную структуру швейной нитки с равномерными свойствами по ее длине. Опытная апрооаиия при пошиве мягкой тары дала положительные результаты
В результате проведенных теоретических исследований была получена эмпиоическая сЬормула для определения укоутки крученой ПП пряжи которая дает результаты очень близкие к экспериментальным
1.24Л К? т, З Т^ к0 0.00?текг )/т5
У|= ю5
где ггн - число сложений; Т - линейная плотность пряжи, текс; К0 - величина кругки пряжи, кр/м; 1С, ■ величина крутки при кручении кр/м
Однако следует отметить что производство швейных ниток из Г1П волокон треОует больших материальных и трудовых затоат, т.к. технология является многопереходной а прочностные показатели уступают аналогичным показателям ПА I !Э швейных ниток.
Следующим этагзм была разработка технологии получения ПП пленочных швейных ниток с использованием нового вида пленочных рифленых (тисненых) нитей фис. 1а). Даиная структура рифленой нити была получена на современном формовочном оборудовании фирма «Сима» Италия установленном на ЗАО «Прогресс» в городе Москве.
Весгник УО ВГТУ
19
А-А В-Б С-С
а в в
Рисунок 1 - ПП пленочные нити-а - гладкая б - рифленая: 8 - фибрилировэнная
Предварительно были проведены физико-механические исследования ПП пленочных нитей различной структуры полученных на оборудовании зарубежных фирм. Результаты исследований образцов гладких фибриллирогаанных и рифленых нитей приведено! в таблице 1.
Таблица 1
Вид ьити Страна изготов. оооруд Ассортимент, те кс Р, Н Е, % т. гекс р. сН/ те кс вкр, уел ьр Оизг мге-см Н. мм В мм Примечание
^Гладкая Геомания 75 45 18 8 76 60 214 48 0 032 2 3
Гладкая Бопгаоия 80 41 19 2 83 50 258 35 0 040 2.5
Гладкая Германия 90 33 11.5 89 37 164 - 0.024 4.3
Гладкая Германия 100 51 21.8 96 53 286 42 0 038 2 5
Гладкая Германия 110 27 25,3 107 2.5 233 - 0 026 46 7-10% ПЭ
Гладкая Китай 110 62 ?0 4 116 57 589 45 0 064 2 3
Фиррилл. Италия 110 56 16 1 105 ЬЗ 185 - 0,050 2,5 1%мел 0 3% краситель
Рифленая Италия 110 58 22 7 120 53 256 74 0 080 2 2 1%мел
Рифленая Италия 100 46 9.5 99 47 105 58 0 058 2.7 1%мел
Рифленая Италия 70 31 1 0.4 59 45 68 52 0 060 2 1 1%мел
Рифленая Италия 60 32 12 3 61 52 55 28 0 050 2,1 5% мел
Рифленая Италия 50 26 11,7 50 52 56 19 0 047 2 0 3%мел 3%сиет
Рифленая Италия 55 27 12,7 56 48 48 16 0 ОьО 2 0 3%мел 3%свет
Анализ физико-механических свойств ПП рифленых нитей полученных на итальянской линии для формования показывает, что увеличение толщины (по рифлям) в 1 4 раза при одновременном снижении толщины в 1,2 раза приьодит к увеличению разрывной нагрузки в 1,3 раза, удельной разрывной нагрузки в 1,2 раза, жесткости при кручении в 2.4 и жесткости на изгиб в 1 3. При увеличении величины вытяжки до 10-11 (ооразцы 11, 12, 13) происходит уменьшение ширины
20 вес/нин У О в Г ГУ
ленточки в 1,15 раза и толщины в 1,35 раза по сравнению с образцами 8, 9, 10, что дает возможность получать ПП рифленые нити линейной плотности Ьбтекс с хооошими показателями по жесткости при кручении и изгибы (жесткость при изгибе образца 13 в 4 раза ниже, чем у образца 8) Данная тенденция сохраняется и у показателя жесткости при кручении в 5.3. При этом удельная разрывная нагрузка увеличилась до 52 сН/текс и стала на уровне гладких пленочных ни геи Таким образом, уменьшение толщины рифленых ПП пленочных нитей приводит к снижению ее жесткости при изгибе, а при увеличении степени вытягивания происходит снижение поперечных размеров и как следствие значительному снижению показателей жесткости. Кроме того. увеличение степени вытягивания позволяет получить ПП рифленые нити небольшой линейной плотности Таким образов применение рифленых пленочных нитей позволяет получить удельную оазрывную нагрузки близкую к гладким нитям, а жесткость при кручении и изгибе как у фибриллированных.
На основании выше изложенного можно сделать вывод что для производства ПП пленочных швейных ниток целесообразно использовать ПП рифленые и пленочные нити с высокой степенью ориентационного вытягивания 10 11 пинейной плотности 50-80 текс.
При использовании пленочных нитей при производстве круглоткачых ПП мешков и швейных читок очень octdo встает вопрос о влиянии светопогоды (ультрафиолетового облучения) при их эксплуатации. По этому показателю ПП пленочные нити в чистом вице уступают изделиям из ПА и ПЭ нитей что мсжет ограничить область их применения. Однако использование светостабилизаторов способно обеспечить высокий уровень светостойкости Изучение механики старения под влиянием различных факторов (тепло, свет механические нагрузки вла^а и др.) является одной из важнейших задач эффективной защиты полимерных материалов С этой целью были проведены испытания в Москве (56 градусов северьой широты) в естественных условиях в течение шести месяцев. Было испытано три образца образец 1 - 3% светостабилизатора "тинувин-770 (622)" ^фирма "Ziba" Швейиария\ 5% концентрации мела; образец 2 - 1 % светостабилизатора "бе,-ион OA" (Россия) 1% концентрации мела (бензон OA - это торговое название 4-Алкокси-2-гидроксибензофенон (C^H^O^R), где R= С7Н15- СРН19) [1]: образец 3 - без светостабилизатора 5% концентрации мела По результатам испытаний была построена диаграмма (рис. 2).
6С
исходи 1 месяц 2 месяц 3 месяц 6 месяц
Е танувчн О Ьензон ОА П без свьт
Рисунок 2 - Диаграмма зависимости удельной разрывной нагрузки ПП пленочных нитей от срока воздействия светопогоды
Анализ полученных результатов показывает что с увеличением времени действия светопогоды происходит снижение удельной разрывной нагрузки однако
Впсгник У О ВГТУ
21
наименьшее снижение удельной разрывной нагрузки наолюдается у пленочной нити со светостаоилизатором «Тинувин».
Огтимизация технологического процесса получения ПП пленочных швейных ниток осуществлялась с использованием математических методов планирования эксперимента При первом кручении была использована уточненная формула Ьелицина М.Н. по оасчету оптимальной разрывной нагрузки в зависимости от величины крутки
Р=рпг]оКпа
В формулу подставляется новый универсальный коэффициент зависимости разрывной нагрузки о г линеинои плотности и величины крутки который имеет вид.
Ккг=1+(0,00127Т2-0 35Т+2В 14) 10"' К+(-0,000203 Т2+0 031 Т-3.31) 10* К7
Использование нового коэффициента для ПП пленочных нитей линеинои плотности 55-250текс позволяет получить результаты очень близкие к фактическим. В результате планирования эксперимента удапось оптимизировать технологические процессы кручения при выработке ПП пленочных швейных ниток линейнои плотности 70текс*|х2.
Опытная переработка при пошиве стандартных мешков на автоматической линии дала хорошие результаты При пошиве 9600 мешков на швейной машине Л-1 №536 по вине швейной нитки было забраковано 192 мешка (не связанные концы-косички пропуск с1ежк.ов, обрыв швейной нитки), что составляет 2% при норме 3% Прочность донного шва на разрыв составила 49о Н при норме 330 +/- 30 Н.
В связи со строительством нового современного производства по выпуску комплексных нитей в г. Краснодар (фирма «АС-ПРЕСС») встал вопрос о разработке рациональной технологии получения ПН швейных ниток из комплексных в сравнении с импортным сырьем словацкого производства. При разраЬотке данной технологии использовали комплексные ПП нити линейной плотности 34 67 92 5текс как отечественного так и импортного производства. При определении оптимальных параме^оов технологического процесса исполозовали математические методы планирования эксперимента по плану БОКС-3 Кроме того, была проведена многокритериальная оптимизация с использованием универсальной программы «Мг^Сай 2001»
Для расчета абсолютной разрывной нагрузи крученых ПП комплексных нитеи линейной плотности от 34 текс до 92 5 текс был получен универсальный коэффициент зависимости разрыьной нагрузки от величины крутки и линейной плотности который имеет вид:
К , =1 +(4,4-3,9-10 " ■ I НО 1 -К4• (-4,6 + 0.08-Т-4.4-К) 4 Т')-10
При производстве ПП швейных ниток большое значение имеет их неравновесность и усадка В св*зи с этим были проведены исследования по влиянию температуры фиксации и ее продопжительности при обработки готовых ПП швейных ниток. Исследования проводили на исходной комплексной Г1П нити стренги и готовой нитки. Диапазон исследований по температуре фиксации бып выоран от 60 до 160°С, а продолжительность от 15 до 180 мин или от 15 мин до 3-х часов На оис 3 приведены графики зависимост и неравновесност и от температуры фиксации а на рис. 4 графики зависимости усадки от продолжительности процесса гермооЬработки для указанных ооразцов. Анализ полученных результатов показывает что стренга является неравновесной и при увеличении температуры фиксации ее неравновесность снижается. Исходная полипропиленовая комплексная нить и готовая швейная нитка имеют высокую степень равновесности в диапазоне температур от 60 до 100°С. Поэтому цепесообразно за оптимальную принять температуру фиксации равную 8СС которая позволяет сохранить высокие показатели по разрывной нагрузке
22
Вес гни к УОВПУ
10,5 9,0 7,5
\
\
исходная -»- стренга
■готовая
\
С*
® 6,0 и
>ч
5 4'5
3,0 1,5
ч
\
N
0,0
20
-к-
60
80
100 град
—£— 120
140
16С
Рисунок 3 - Графики зависимости неравновесности от температуры фиксации
2,1 2 1,9 1,8 1,7 : 1,6 4 1,5 1,4 1.3 1,2 1,1
15
30
45
60 75 Т, мин
90
120 180
Рисунок 4 - Графики зависимости усадки от продолжительности термообработки
при температуре 80 °С
Одним из важных показателей швейных ниток является величина их усадки в результате термообработки. Для этого были проведены исследования по влиянию времени термообработки на величину усадки опытных образцов. Анализ результатов показывает, что при увеличении времени термообработки до 45 минут усадка полипропиленовых образцов увеличивается до 1,6 — 1,7 %. В интервале времени от 45 до 75 минут усадка не изменяется, а при дальнейшем увеличении времени обработки до 3-х часов происходит увеличение усадки. Таким образом оптимальным является время термообработки в диапазоне от 45 до 75 минут. С целью экономии тепловых ресурсов целесообразно проводить термообработку в течении 50 минут при температуре 80°С
Таким образом проведенные исследования позволили разработать оптимальную структуру полипропиленовых швейных ниток из различных видов полипропиленовых нитей и волокон и определить технологические параметры их производства. Впервые были проведены исследования по влиянию параметров термообработки на неравновесность и усадку.
Вестник У О ВГТУ
23
Список использованных источников 1. Расчет абсолютной разрывной нагрузки полипропиленовых пленочных нитей / С. А. Рыжов [и др. ] // Химические волокна - 2002. - №5. - С. 45-47.
SUMMARY
Optimal structure of polypropylene sewing threads from different kinds of polypropylene ¡lament yarns and fibers is developed. Technological parameters of treads production are optimized For the first time research of heat treatment parameters influence to shrinkage and torque of threads carried out.
УДК 677.022.94
РАЗРАБОТКА НЕСТАЦИОНАРНОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВЫТЯГИВАНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ВОЛОКНИСТОГО ПРОДУКТА
Д.Б, Рыклин
Процесс вытягивания можно назвать самым оаспространенным процессом во всем прядильном производстве, так как он встречается на большинстве технологических переходов Известно что эффективность процесса вытягивания во многом определяет эффективность процесса прядения в целом. Характер процесса вытягивания определяет неровноту полуфабрикатов и пряжи и стабильность технологических процессов.
В литературе [1] отмечается ряд проблем возникающих при разраоотке моделей проиесса вытягивания. Взаимодействия между волокнами и рабочими органами вытяжных приборов настолько сложны, что в них иногда нельзя рассчитать или определить эксперименталоно даже отдельные стороны. Отмечается что даже при очень серьезных допущениях получение решения задачи требует применение ЭВМ ввиду огромного объема вычислений. Из-за указанных трудностей исследователи ограничиваются более частными моделями, вводя упрощающие предположения и описывая не процесс в целом: а его некоторые стороны. Обычно полагают продукт состоящим из распрямленных и параллельных оси продукта волокон задаются видом эпюр полей сил трения которые не изменяются пои достаточно малых изменениях продукта. Большинство работ посвящено исследсьанию установившегося оежима вытягивания то есть анализу модели вытягивания ровного по линейной плотности и структуре продукта Стационарное вытягивание волокнистого материала характеризуется тем, что скорости волокон в вытяжном поле полностью определяются их положениями и не зависят от времени Важность учета честационарности вытягивания определяется тем что в реальных условиях именно с нестационарностью связано в основном повышение иеровноты продукта. Нестационарные модели позволяют степень влияния на неровноту продукта после вытягивания ряда факторов неровнота входящего продукта по линейной плотности и структуре биение рабочих органов машин и другие. В разрабатываемой модели нестационарность процесса учитывается за счет изменения эпюры напряжения поля сил трения из-за биения рабочих органов вытяжного прибора, а также из-за неровноты вытягиваемого волокнистого продукта по линейной плотности.
По мнению М.В. Эммануэля закон оаспределения напряжений голя сил трения (qj в разных точках зажима пары валик-цилиндр в зависимости от максимального напряжения (qnax^ может быть описан формулой [2]
q -
' ' je ^
— х
\с у J
I - COS
(1)
24 Вес, ник У О В Г ТУ
L
