CC BY
6
SUMMARY
The work is devoted to investigating physical-mechanical properties of furniture upholstery obtained Dy using in weft yarn produced from short linen fibres of linear density 163 tex. The developed assortment is new, it wiaens the sphere of applying linen yarn of dry spinning method with great linear density. The conducted research showed that tapestry furniture uphoistery meets the GOST demands in their physical-mechanical properties and exceeds the analogues in artistic-colouristic apoearance.
VДK 677.4.021.16/.022
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫХ НИТЕЙ
И.А. Малютина, А,Г Коган, Д б. Рыклин
Полипропиленовые волокна и нити обладают рядом специфических свойств не присущих другим синтетическим волокнам' их сравнительно легко переработать; они обладают низкой объемной плотностью (0 92 г/см'); хорошей стойкостью к истиранию' высокой изоляционной способностью; гидрофобиостьЮ' инертностью к воздействию микроорганизмов и др [1]
В условиях кафедры ПНХВ УО «ВГТУ» разработан -"-ехнологический процесс получения комбинированных полипропиленовых нитей линейной плотности 40-100 текс новой структуры на модернизированной машине ПБК с использованием полипропиленовых волокон и нитей В качестве исходно, о сырья использовалась полипропиленовая камвольная ровница линейной плотности 310-360 текс и полипропиленовые комплексные нити линейной плотности 34 текс.
Одной из особенностей комбинированных нитей аэродинамического способа формирования является их структура, которая представляет собой чередование по всей длине нити пневмоперепутаиных мест (так называемых «ложных узлов»), в которой происходит взаимная фиксация волокон покрытия и элементарных нитей сердечника, и участков образованных разъединенными волокнами покрытия. Обычно содержание комплексной химической нити в комбинированных нитях не превышает зо % при этом волокно равномерно покрывает химическую нить, улучшая внешний вид изделий. При содержании комплексных химических нитей в комбинированной нити более 40 % процесс формирования нити в аэродинамическом устройстве несколько изменяется
Специфическая структура комбинированных полипропиленовых нитей определяет особенности процессов их деформации и последующего разрыва.[2] При исследовании процесса деформации были приняты следующие допущения: содержание комплексных химических нитей в комбинированной нити более чем 40%; удлинение волокон покрытия (е2) больше удлинения сердечника (£1); линейная ппотность покрытия на участке комбинированной нити является случайной величиной подчиняющейся нормальному закону распределения.
Рассмотрим растяжение комбинированной нити как одновременное растяжение двух различных компонентов: сердечника и покрытия. Тогда формулу абсолютной разрывной нагрузки комбинированной нити аэродинамического способа формирования можно представить в виде:
Р=Р^+Р,7, П]
где Рс- абсолютная разрывная нагрузка сердечника сН Рп- величина нагрузки, действующая на покрытие при удлинении вопокон на сН. [3]
Разрывная прочность первсо компонента - комплексной нити равна Рг, а второго компонента - волокон покрытия - Р2. Пусть кривая растяжения каждого компонента представляет собой прямую и (Р1+Рп)>р2 (рис. 1).
Тогда сила, действующая на покрытие при удлинении волокон на равна
42
Вестник У О ВГТУ
р,
Рт—П,
[2]
где Щ- абсолютная разрывная нагоузка покрь!Тия, сН; е,- разрывное удлинение комплексной химической нити %; £>- разрывное удлинение волокон покрытия, %; q понижающий коэффициент учитывающий особенности структуры комбинированных нитей.
Установлено, что в процессе формирования комбинированных нитей элементарные нити комплексной нити перепутываются между собой, образуя внутренние петли обеспечивающие разрывные характеристики сердечника, при этом происходит одновременное перепутывание элементарных нитей с концами волокон покрытия. В связи с изменением структуры комплексной нити происходит снижение разрывной нагрузки сердечника следовательно
Рг =РГБ, [3]
где Р,- абсолютная разрывная нагрузка комплексной нити. сН Э - коэффициент учитывающий снижение разрывной нагрузки комплексной нити в процессе пневмотекстурирования
Установлено, что при формировании комбинированных нитей
1 +
У *
^комб 100
к*
N
5
100
[4]
10(Г-Л^ДД
где - разрывное удлинение комбиниоованной нити %; N - нагон пои процессе формирования комбинированной нити, %" Л - доля длины элементарней нити, участвующей, в образовании внутренних пе~ель, (Л=0,7). [2]
Тогда формулу абсолютной разоь1Вной нагрузки комбинированной нити аэродинамического способа формирования можно представить в виде:
Р=Р-
г
| ки.ми 100
100
(!-—) + РЛ>1
[00
[5]
Фактическая разро.вная нагрузка комбинированной нити меньше расчетной из-за структурной неровноты нити. НероЕнота комбинированной нити по разрывной нагрузке вызвана случайным характером процесса образования «ложных узлов». то есть количество фактически сформированных «ложных узлов» на участке комбинированной нити будет меньше максимально-возможного количества Следовательно
П
м
А/.
[6]
где М - среднее количество «ложных узлов» на 1 м комбинированной нити, шт/м' М~,ах - максимальное количество «ложных узлов» на 1 м комбинированной нити шт/м.
Ранее было установлено, что образование «ложного узла» более веооятно в случае, когда в зону действия радиально(х струй попадает пучность стоячей волны. Это объясняется тем что в центре перепутывающей камеры действие радиальной струи ослабевает из-за взаимодействия с другими струями воздуха, (рис. 2) [2]
Пусть частота вращения участка продукта в пневмоперепутывающей камере в единицу воемени при известной величине ложной крутки К и скорости подачи продукта Уп в аэродинамическое устройство определяется по Формуле:
При этом за 1 минуту в аэродинамическом устройстве максимально формиоуется пк узлов где к - количество радиапьных каналов в камере. За это время из устройства отводится участок нити длиной \/0, где У0 - скорость оттяжки. [2] Тогда,
м = ' -Ь.
шах ,/
К>
Однако в связи с особенностями процесса формирования полипропиленовых комбинированных нитей был проведен эксперимент в результате которого установлено что в этом случае оптимальным является центральное положение волокнистого материала в зоне действия радиальных струй воздуха (рис. 3).
А так как в центре перепутывающей камеры действие радиальнои струи ослабевает из-за взаимодействия с другими струями, то получаем что за один оборот продукта максимально возможно образование одного «ложнсго узла».
Таким обоазом,
л, Ег" м...... =
Тогда,
И
М-У„ М- У0
Уг.
= 0-
N
п
>7
[7]
К-Уп ' 100
Следовательно величину абсолютной разрывной нагрузки комбинированной нити можно определить по формуле
Р = О
100
(1+
100
е
(1 + -
100
с
Р-у -----
4',
м
к
[8]
где Р1 - абсолютная разрывная нагрузка комплексной нити, сН Р2 абсолютная разрывная нагрузка покрытия сН:
где Ра - абсолютная разрывная нэгрузка волокна покрытия, сН; Кип -коэффициент использования прочности волокон в прогости покрытия п - среднее количество волокон покрытия в поперечном сечении комбинированной нити шт:
Т
Тв
где Тп - средняя линейная плотность покрытия, текс; Тв - линейная плотность волокна покрытия, текс.
После преобразований получена формула для опоеделения относительной разрывной нагрузки комбинированной полипропиленовой нити
г,-*- ^ 100
Рг
7
(1+
01
Т.,
Л-е, 08
SL.iL. к
(1+ -1-) 100
ТКпш, £1 К
ип
[9]
где р0-относительная разрывная нагрузка комбинированной нити, сН/текс Р01-относительная разрывная нагоузка комплексной нити сН/текс; Тк0-ыпл - линейная плотность комплексной нити, текс; Тком6 - средняя линейная плотность
комбинированной нити текс; Ров - относительная разрывная нагрузка волокон покрытия, сН/текс.
Расчетные и фактические значения относительной разрывной нагрузки комбинированных полипропиленовых нитей приведены в таблице.
Таблица - Физико-механические показатели комбинированных полипропиленовых нитей
Результаты расчета относительной разрывной чагоузки комбинированных полипропиленовых нитей по разработанной методике хорошо согласуются с экспериментальными данными (погрешность в пределах 5%). Следовательно
■предложенная формула может быть рекомендована для определения разрывной нагрузки комбинированных полипропиленовых нитей.
Рисунок 1 - Кривые растяжения компонентов комбинированной нити
Наименование показателя Значение
Линеиная плотность комбинированной полипропиленовой нити, текс 72 66 60
Линейная плотность покрытия текс 38 32 26
Величина ложной крутки в пневмовьюрковой камеое кр/м 100
Величина нагона, % 6 19 6,19 5,83
Относительное разрывное удлинение комбинированной полилоопипеновой нити % 19,03 18,71 19,4
Количество «ложных узлов» шт/м 100.8 101 4 99,8
Относительная разрывная нагрузка комбинированной полипропиленовой нити сН/текс 38 4 39 2 41,9
Расчетное значение относительной разрывной нагрузки комбиниоованной полипропиленовой нити сН/текс 39.2 40,85 42,3
Отклонение расчетного значения относительной разрывной напэузки комбинированной полипропиленовой нити от фактического, % 2 0 4.0 0 9
Рисунок 2 - Схема аэродинамического устройства для производства комбинированных нитей' 1- пневмовьюрковая камера; 2- пневмоперепутываюицая камера; 3- игла; 4- два тангенциально расположенных канала; 5- четыре радиально
расположенных канала; 6- заслонка.
радиальных струй воздуха в аэродинамическом устройстве при формировании комбинированных полипропиленовых нитей
Список использованных источников
1. Перепелкин, К.Е. Полипропиленовые волокна и нити; их применение в текстиле / К.Е. Перепелкин // Директор. - 2001, №10 - С.28-29.
2. Рыклин, ДБ. Производство многокомпонентных пряж и комбинированных нитей. / Д.Б Рыклин, А.Г. Коган / Витебск' УС «ВП"У»; 2002.-215 с.
3. Коган, А.Г. Производство комбинированных нитей аэродинамическим способом. / А.Г. Ко1<ан, Е.Ф Березин, Е.А. Калмыкова, Е.М Когаи / М.: Легпромбытиздат; 1988.-176 с
SUMMARY
The features of structure of the combined PP yarns are considerea in artcle. The influence ot a percentage investment of pP threads on process of formation comDined PP yarns ana definition of their breaking load is investigated, The breaking load of combined PP yarns is defined theoretically in view of their structure features.
