2. ФОРМИРОВАНИЕ ВОЛОКНИСТОЙ ОСНОВЫ
Под формированием волокнистой основы нетканого материала чаще всего понимают холстоформирование из волокон как ре¬зультат их обработки на чесальном оборудовании и последую¬щего формирования из них с помощью специального оборудо¬вания (преобразователей прочеса) холста. В более широком понимании термин «волокнистая основа» может включать под¬готовленные для скрепления основы: из систем нитей (техно¬логия Малимо); из различных сочетаний волокнистого холста с каркасными текстильными и пленочными материалами (тех¬нология Малиполь); волокнистого холста, армированного ни¬тями, проложенными в различных направлениях в плоскости холста, а также из многих комбинаций текстильных и нетек¬стильных материалов.
Чесание волокон. Сущность процесса чесания заключается в воздействии на волокнистую массу игольчатой или пильча¬той гарнитуры рабочих органов чесальных машин с целью разъ¬единения клочков и пучков волокон на отдельные волокна, очищения их от мелких цепких сорных примесей и пороков, пе¬ремешивания волокон между собой, а также их частичного рас¬прямления и параллелизации; формирования из волокон тон¬кой ватки — прочеса.
Целью процесса чесания является подготовка волокнистой массы к формированию из нее волокнистого холста — основы нетканого материала. Чесание в значительной степени влияет па последующие операции нетканого производства и качество готового нетканого полотна.
Холстоформирование. Задачей холстоформирования является получение волокнистой основы нетканого материала с опреде¬ленной поверхностной и линейной плотностью, определенным расположением волокон в плоскости холста и обладающей не¬обходимой равномерностью.
Формируемый из ватки (прочеса) волокнистый холст дол¬жен быть равномерным по толщине: утолщения холста могут стать причиной поломки рабочих органов (игл, замыкателей и др.) провязывающей или иглопробивной машины, утолщенные места ухудшают внешний вид нетканого полотна и его качество.
Определение метода формирования волокнистого холста в производстве нетканых материалов так же важно, как выбор типа волокна и способа скрепления волокон в холсте.
Существуют различные способы формирования волокнистых холстов. По характеру расположения волокон в структуре вы¬рабатываемого холста все холстообразующие устройства под¬разделяются на устройства, формирующие холст с ориентиро¬ванным (продольным, поперечным, продольно-поперечным, ди¬агональным) и неориентированным расположением волокон.
среда, 13 января 2010 г.
1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Процесс производства нетканых материалов по механической технологии можно представить следующей общей схемой:
1. Подготовка волокон, нитей и каркасной основы.
2. Формирование волокнистой основы (холстоформирова-ние).
3. Механическое скрепление волокнистой основы.
Сущность подготовки волокон. На промышленное текстиль¬ное нетканое предприятие сырье (волокно) поступает в кипах в сильно спрессованном состоянии. Вместе с сырьем в кипах содержатся сорные примеси и другие посторонние включения. Кроме того, в одной кипе содержатся волокна, неодинаковые по свойствам (длине, прочности, линейной плотности). Очень часто для придания конечному нетканому продукту требуемых свойств производят переработку смесей, различных по проис¬хождению волокон: натуральных с искусственными или с синте¬тическими, различных по виду синтетических или искусствен¬ных. Такая переработка смесей осуществляется в определенных процентных соотношениях, заданных технологическими режи¬мами. Вследствие этого необходима подготовка волокон для получения из них материалов и изделий требуемого качества.
Процесс подготовки к переработке волокон любого вида включает следующие операции: распаковку кип, разрыхление волокон (желательно разъединение их до отдельных волокон), полную очистку волокон от сорных примесей и посторонних включений (металлических, деревянных остатков тары), тща¬тельное дозирование компонентов при составлении смеси воло¬кон; тщательное перемешивание волокон в пределах одного компонента для придания ему однородности по свойствам. За рубежом к однородности волокон в смеси предъявляют более широкие требования, кроме перечисленных выше, например к форме поперечного сечения волокон (круглое, профильное), содержанию влаги, замасливателя, способности окрашиваться, цвету.
При подготовке волокон к дальнейшей переработке тща¬тельно следят за неповреждаемостью поверхности волокна (чтобы не было преждевременного чрезмерного его вытягива¬ния, образования узелков, жгутиков), а также нерациональными потерями качественного волокна с отходами, загрязнением во¬локна при его обработке на оборудовании. Все операции рых¬ления, трепания, очистки и смешивания волокон осуществляют на специальном оборудовании.
Целью процесса разрыхления является подготовка волокон к очистке, смешиванию и чесанию. Сущность процесса разрых¬ления заключается в превращении сильно спрессованного во¬локна в рыхлую волокнистую массу за счет разъединения его на мелкие пучки. Для разрыхления применяют следующие методы: расщипывание волокнистой массы иглами, колками или зубьями и встряхивание ее под ударными воздействиями рабочих орга¬нов оборудования.
Целью процесса трепания является дальнейшее разрыхле¬ние клочков волокон на более мелкие и интенсивная очистка их от сорных примесей и пороков. Сущность процесса трепания заключается в нанесении по волокну большого количества уда¬ров с помощью планок быстро вращающегося трепала или но¬жей вращающегося барабана и в формировании волокон в виде трепаного холста равномерной структуры с определенной дли¬ной и массой.
Целью процесса смешивания является получение большой партии хорошо перемешанных компонентов для обеспечения вы¬работки нетканых материалов стабильного качества в течение длительного срока/Сущность процесса смешивания заключается в перемешивании волокон каждого компонента смеси между собой при одновременном равномерном распределении их во всей смеси.
В зависимости от возможностей подготовительного оборудо¬вания и требований технологических процессов его комплек¬туют в непрерывные поточные линии — агрегаты, но оно может использоваться и самостоятельно. Поскольку натуральное сырье различно по происхождению, а следовательно, и по свой¬ствам, для его подготовки требуется соответственно различное по своим возможностям оборудование. Подготовка к дальней¬шей переработке химических волокон также требует создания
ю
11
специальных видов оборудования или усовершенствования обо¬рудования, предназначенного для переработки натуральных волокон.
Подготовка отходов и вторичного текстильного сырья. В тек¬стильной промышленности, где доля затрат на сырье в струк* туре себестоимости продукции является весьма высокой, ос¬новным источником снижения себестоимости служит рациональ¬ное использование сырья. Ресурсосбережение текстильного сырья зависит не только от правильного выбора его для изде¬лий того или иного вида, но и от возможности применения от¬ходов производства и вторичного сырья, от их доли в произ¬водстве нетканых материалов.
Одним из путей рационального использования сырья при вы¬работке нетканых материалов является научно обоснованное нормирование расхода сырья, соблюдение утвержденных норм расходования сырья на вырабатываемую продукцию и сокраще¬ние потерь на всех стадиях технологического процесса. На предприятиях руководствуются отраслевыми нормами расхода сырья на нетканые материалы, которые разрабатываются в за¬висимости от способа их производства и вида перерабатывае¬мого сырья.
Волокнистые отходы производства образуются по многим причинам. Основными из них являются: нарушение технологи¬ческого процесса, влияние на продукт случайных факторов ме¬ханического воздействия в процессе его обработки, прерыв¬ность процесса, обрывы полуфабрикатов и нитей в процессе их переработки, загрязнение и пр.
На количество отходов, выделяемых при переработке сырья, значительное влияние оказывают выбранная технологическая цепочка оборудования, производительность машин, влажность перерабатываемого волокна, соблюдение норм технологического режима. Образование отходов зависит также от степени меха¬низации и автоматизации производственных процессов. Созда¬ние автоматизированных поточных линий позволяет снизить ко¬личество производственных отходов.
В зависимости от природы перерабатываемых волокон от¬ходы делятся на хлопковые, шерстяные, лубяные, химические и др. В последние годы проблема переработки вторичного тек¬стильного сырья и отходов производства текстиля приобретает все большее значение в связи с появлением новой группы этого сырья, содержащего химические волокна. Переработка таких отходов требует новой технологии, позволяющей сохранить их высокие технологические свойства. Для улучшения качества вторичного сырья и отходов производства необходимо исполь¬зовать рациональные способы их подготовки и переработки.
В зависимости от систем, применяемых для производства изделий, отходы делятся по видам производства (гребенные, кардные, суконные и др.). В зависимости от машины и места образования различают гребенные отходы — очесы с гребнече¬сальных машин; шляпочные отходы — очесы со шляпок кардо-чесальных машин и т. п.
Поскольку сырье является одним из основных факторов, от которых зависит качество нетканых материалов, то, естественно, подготовка отходов к смешиванию должна быть проведена с максимальным сохранением полезных технологических свойств волокнистого материала.
Главной задачей подготовки отходов к смешиванию явля¬ется разрыхление волокнистой массы, с целью ее максималь¬ной очистки от сорных растительных и минеральных при¬месей.
Оборудование, необходимое для обработки разнообразных отходов, должно быть подобрано с таким расчетом, чтобы было обеспечено качественное разрыхление волокон любой тонины без повреждения их длины и без образования узелков. От. тща¬тельности выполнения этих операций во многом зависят даль¬нейший ход технологического процесса и качество готовой про¬дукции.
Отходы, используемые в производстве нетканых материалов, разнообразны по своим свойствам, состоянию и назначению. Поэтому и планы подготовки отходов к смешиванию волокна разнообразны. Для отходов каждого вида в силу специфики их свойств необходимы особые, свойственные лишь им методы подготовки.
Работами Всесоюзного проектно-конструкторского и техно¬логического института вторичных ресурсов (ВИВР) установ¬лено, что повторное использование химических и смешанных волокон, полученных разволокнением бытовых изношенных из¬делий, в производстве нетканых материалов позволит значи¬тельно расширить сырьевую базу и повысить эффективность производства.
Кроме того, использование отходов потребления из указан¬ных волокон частично способствует решению проблем охраны природы.
Следует иметь в виду, что полная разработка вторичного сырья на отдельные элементарные волокна всегда приводит к сокращению их длины, а следовательно, и к снижению каче¬ства. Принципиальная технологическая схема переработки от¬ходов текстильного производства независимо от волокнистого состава включает следующие этапы: резка, рубка, разработка лоскута и разрыхление. По этой схеме последовательно при¬меняют следующее оборудование: ротационные рубочные ма¬шины; одно-, двух-, трех- и четырехбарабанные волчки различ¬ных модификаций для разработки лоскута; многобарабанные волчки различных моделей, на которых перерабатываются отходы хлопчатобумажной пряжи; одно-, двух-, трех и четырех-барабанные концервальные агрегаты различных типов.
Разработка на агрегатах отходов производится следующими этапами: подготовка сырья (сортировка, рубка, замасливание), предварительная и основная разработка.
Обработка различными замасливателями и эмульсиями уменьшает повреждение волокон, способствует снижению их влажности, уменьшению сопротивления волокнистого мате¬риала при воздействии на него рабочих органов машин; устра¬няет затруднения, вызываемые электростатической заряжен-ностью волокон. Для определенного вида волокна рекоменду¬ются различные замасливатели, однако все они впоследствии должны легко смываться и не вызывать окисления рабочих органов машин. Состав и количество замасливателя зависят от природы используемых волокон.
Подготовка пряжи, нитей и каркаса. Пряжа и нити в вя-зально-прошивных нетканых материалах являются основным элементом, формирующим нитепрошивной материал, связующим элементом, обеспечивающим скрепление волокнистого холста или систем нитей в холстопрошивных и нитепрошивных полот¬нах, а также элементом, создающим ворсовой покров на по¬верхности каркасного материала в каркасопрошивных по¬лотнах.
В производстве вязально-прошивных нетканых материалов используют пряжу из хлопка, химических волокон, а также капроновые, лавсановые и другие химические нити. В полотнах специального назначения используют стеклянные или металли¬ческие нити.
Пряжу и нити выбирают в зависимости от назначения и спо¬соба изготовления материала. На фабрики нетканых материа¬лов пряжа может поступать в початках, мотках или бобинах. Комплексные нити поступают в конусных или цилиндрических бобинах.
Подготовка пряжи и нитей заключается в их перемотке и сновании с целью приготовления паковок, необходимых для производства нетканых материалов.
При выборе каркасной основы для каркасопрошивного ма¬териала необходимо исходить из того, какую прочность должен иметь готовый материал, если она в основном зависит от проч¬ности каркаса (ткани, трикотажного или нетканого полотна, пленки и др.). Если в качестве каркаса применяется отбеленная или окрашенная ткань, ее предварительно подвергают обра¬ботке для придания мягкости. Аппретированную ткань исполь¬зовать нельзя, не рекомендуется использовать также каландри¬рованную ткань, так как нити в ткани после такой обработки расплющиваются и легко подвергаются повреждению в про¬цессе прошивания ее на машине Малиполь.
Процесс производства нетканых материалов по механической технологии можно представить следующей общей схемой:
1. Подготовка волокон, нитей и каркасной основы.
2. Формирование волокнистой основы (холстоформирова-ние).
3. Механическое скрепление волокнистой основы.
Сущность подготовки волокон. На промышленное текстиль¬ное нетканое предприятие сырье (волокно) поступает в кипах в сильно спрессованном состоянии. Вместе с сырьем в кипах содержатся сорные примеси и другие посторонние включения. Кроме того, в одной кипе содержатся волокна, неодинаковые по свойствам (длине, прочности, линейной плотности). Очень часто для придания конечному нетканому продукту требуемых свойств производят переработку смесей, различных по проис¬хождению волокон: натуральных с искусственными или с синте¬тическими, различных по виду синтетических или искусствен¬ных. Такая переработка смесей осуществляется в определенных процентных соотношениях, заданных технологическими режи¬мами. Вследствие этого необходима подготовка волокон для получения из них материалов и изделий требуемого качества.
Процесс подготовки к переработке волокон любого вида включает следующие операции: распаковку кип, разрыхление волокон (желательно разъединение их до отдельных волокон), полную очистку волокон от сорных примесей и посторонних включений (металлических, деревянных остатков тары), тща¬тельное дозирование компонентов при составлении смеси воло¬кон; тщательное перемешивание волокон в пределах одного компонента для придания ему однородности по свойствам. За рубежом к однородности волокон в смеси предъявляют более широкие требования, кроме перечисленных выше, например к форме поперечного сечения волокон (круглое, профильное), содержанию влаги, замасливателя, способности окрашиваться, цвету.
При подготовке волокон к дальнейшей переработке тща¬тельно следят за неповреждаемостью поверхности волокна (чтобы не было преждевременного чрезмерного его вытягива¬ния, образования узелков, жгутиков), а также нерациональными потерями качественного волокна с отходами, загрязнением во¬локна при его обработке на оборудовании. Все операции рых¬ления, трепания, очистки и смешивания волокон осуществляют на специальном оборудовании.
Целью процесса разрыхления является подготовка волокон к очистке, смешиванию и чесанию. Сущность процесса разрых¬ления заключается в превращении сильно спрессованного во¬локна в рыхлую волокнистую массу за счет разъединения его на мелкие пучки. Для разрыхления применяют следующие методы: расщипывание волокнистой массы иглами, колками или зубьями и встряхивание ее под ударными воздействиями рабочих орга¬нов оборудования.
Целью процесса трепания является дальнейшее разрыхле¬ние клочков волокон на более мелкие и интенсивная очистка их от сорных примесей и пороков. Сущность процесса трепания заключается в нанесении по волокну большого количества уда¬ров с помощью планок быстро вращающегося трепала или но¬жей вращающегося барабана и в формировании волокон в виде трепаного холста равномерной структуры с определенной дли¬ной и массой.
Целью процесса смешивания является получение большой партии хорошо перемешанных компонентов для обеспечения вы¬работки нетканых материалов стабильного качества в течение длительного срока/Сущность процесса смешивания заключается в перемешивании волокон каждого компонента смеси между собой при одновременном равномерном распределении их во всей смеси.
В зависимости от возможностей подготовительного оборудо¬вания и требований технологических процессов его комплек¬туют в непрерывные поточные линии — агрегаты, но оно может использоваться и самостоятельно. Поскольку натуральное сырье различно по происхождению, а следовательно, и по свой¬ствам, для его подготовки требуется соответственно различное по своим возможностям оборудование. Подготовка к дальней¬шей переработке химических волокон также требует создания
ю
11
специальных видов оборудования или усовершенствования обо¬рудования, предназначенного для переработки натуральных волокон.
Подготовка отходов и вторичного текстильного сырья. В тек¬стильной промышленности, где доля затрат на сырье в струк* туре себестоимости продукции является весьма высокой, ос¬новным источником снижения себестоимости служит рациональ¬ное использование сырья. Ресурсосбережение текстильного сырья зависит не только от правильного выбора его для изде¬лий того или иного вида, но и от возможности применения от¬ходов производства и вторичного сырья, от их доли в произ¬водстве нетканых материалов.
Одним из путей рационального использования сырья при вы¬работке нетканых материалов является научно обоснованное нормирование расхода сырья, соблюдение утвержденных норм расходования сырья на вырабатываемую продукцию и сокраще¬ние потерь на всех стадиях технологического процесса. На предприятиях руководствуются отраслевыми нормами расхода сырья на нетканые материалы, которые разрабатываются в за¬висимости от способа их производства и вида перерабатывае¬мого сырья.
Волокнистые отходы производства образуются по многим причинам. Основными из них являются: нарушение технологи¬ческого процесса, влияние на продукт случайных факторов ме¬ханического воздействия в процессе его обработки, прерыв¬ность процесса, обрывы полуфабрикатов и нитей в процессе их переработки, загрязнение и пр.
На количество отходов, выделяемых при переработке сырья, значительное влияние оказывают выбранная технологическая цепочка оборудования, производительность машин, влажность перерабатываемого волокна, соблюдение норм технологического режима. Образование отходов зависит также от степени меха¬низации и автоматизации производственных процессов. Созда¬ние автоматизированных поточных линий позволяет снизить ко¬личество производственных отходов.
В зависимости от природы перерабатываемых волокон от¬ходы делятся на хлопковые, шерстяные, лубяные, химические и др. В последние годы проблема переработки вторичного тек¬стильного сырья и отходов производства текстиля приобретает все большее значение в связи с появлением новой группы этого сырья, содержащего химические волокна. Переработка таких отходов требует новой технологии, позволяющей сохранить их высокие технологические свойства. Для улучшения качества вторичного сырья и отходов производства необходимо исполь¬зовать рациональные способы их подготовки и переработки.
В зависимости от систем, применяемых для производства изделий, отходы делятся по видам производства (гребенные, кардные, суконные и др.). В зависимости от машины и места образования различают гребенные отходы — очесы с гребнече¬сальных машин; шляпочные отходы — очесы со шляпок кардо-чесальных машин и т. п.
Поскольку сырье является одним из основных факторов, от которых зависит качество нетканых материалов, то, естественно, подготовка отходов к смешиванию должна быть проведена с максимальным сохранением полезных технологических свойств волокнистого материала.
Главной задачей подготовки отходов к смешиванию явля¬ется разрыхление волокнистой массы, с целью ее максималь¬ной очистки от сорных растительных и минеральных при¬месей.
Оборудование, необходимое для обработки разнообразных отходов, должно быть подобрано с таким расчетом, чтобы было обеспечено качественное разрыхление волокон любой тонины без повреждения их длины и без образования узелков. От. тща¬тельности выполнения этих операций во многом зависят даль¬нейший ход технологического процесса и качество готовой про¬дукции.
Отходы, используемые в производстве нетканых материалов, разнообразны по своим свойствам, состоянию и назначению. Поэтому и планы подготовки отходов к смешиванию волокна разнообразны. Для отходов каждого вида в силу специфики их свойств необходимы особые, свойственные лишь им методы подготовки.
Работами Всесоюзного проектно-конструкторского и техно¬логического института вторичных ресурсов (ВИВР) установ¬лено, что повторное использование химических и смешанных волокон, полученных разволокнением бытовых изношенных из¬делий, в производстве нетканых материалов позволит значи¬тельно расширить сырьевую базу и повысить эффективность производства.
Кроме того, использование отходов потребления из указан¬ных волокон частично способствует решению проблем охраны природы.
Следует иметь в виду, что полная разработка вторичного сырья на отдельные элементарные волокна всегда приводит к сокращению их длины, а следовательно, и к снижению каче¬ства. Принципиальная технологическая схема переработки от¬ходов текстильного производства независимо от волокнистого состава включает следующие этапы: резка, рубка, разработка лоскута и разрыхление. По этой схеме последовательно при¬меняют следующее оборудование: ротационные рубочные ма¬шины; одно-, двух-, трех- и четырехбарабанные волчки различ¬ных модификаций для разработки лоскута; многобарабанные волчки различных моделей, на которых перерабатываются отходы хлопчатобумажной пряжи; одно-, двух-, трех и четырех-барабанные концервальные агрегаты различных типов.
Разработка на агрегатах отходов производится следующими этапами: подготовка сырья (сортировка, рубка, замасливание), предварительная и основная разработка.
Обработка различными замасливателями и эмульсиями уменьшает повреждение волокон, способствует снижению их влажности, уменьшению сопротивления волокнистого мате¬риала при воздействии на него рабочих органов машин; устра¬няет затруднения, вызываемые электростатической заряжен-ностью волокон. Для определенного вида волокна рекоменду¬ются различные замасливатели, однако все они впоследствии должны легко смываться и не вызывать окисления рабочих органов машин. Состав и количество замасливателя зависят от природы используемых волокон.
Подготовка пряжи, нитей и каркаса. Пряжа и нити в вя-зально-прошивных нетканых материалах являются основным элементом, формирующим нитепрошивной материал, связующим элементом, обеспечивающим скрепление волокнистого холста или систем нитей в холстопрошивных и нитепрошивных полот¬нах, а также элементом, создающим ворсовой покров на по¬верхности каркасного материала в каркасопрошивных по¬лотнах.
В производстве вязально-прошивных нетканых материалов используют пряжу из хлопка, химических волокон, а также капроновые, лавсановые и другие химические нити. В полотнах специального назначения используют стеклянные или металли¬ческие нити.
Пряжу и нити выбирают в зависимости от назначения и спо¬соба изготовления материала. На фабрики нетканых материа¬лов пряжа может поступать в початках, мотках или бобинах. Комплексные нити поступают в конусных или цилиндрических бобинах.
Подготовка пряжи и нитей заключается в их перемотке и сновании с целью приготовления паковок, необходимых для производства нетканых материалов.
При выборе каркасной основы для каркасопрошивного ма¬териала необходимо исходить из того, какую прочность должен иметь готовый материал, если она в основном зависит от проч¬ности каркаса (ткани, трикотажного или нетканого полотна, пленки и др.). Если в качестве каркаса применяется отбеленная или окрашенная ткань, ее предварительно подвергают обра¬ботке для придания мягкости. Аппретированную ткань исполь¬зовать нельзя, не рекомендуется использовать также каландри¬рованную ткань, так как нити в ткани после такой обработки расплющиваются и легко подвергаются повреждению в про¬цессе прошивания ее на машине Малиполь.
4. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ
4. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ
Перспективы развития легкой промышленности определены Комплексной программой развития производства товаров на¬родного потребления и сферы услуг на 1986—2000 годы. Про¬грамма предусматривает увеличение производства, расширение ассортимента и повышение качества товаров народного потреб¬ления на базе научно-технического прогресса. Производство не¬тканых материалов как одно из направлений научно-техниче¬ского прогресса в текстильной промышленности получит опере¬жающее развитие наряду с производством смесовых тканей, трикотажных полотен.
Комплексной программой развития производства товаров народного потребления и сферы услуг на 1986—2000 годы перед промышленностью нетканых материалов поставлена задача обеспечить дальнейшее развитие производства и расширение ас¬сортимента бытовых нетканых текстильных материалов, в том числе полотен для одежды и обивки мебели.
Расширение объема, производства нетканых материалов обосновано разработанными нормами их рационального потреб¬ления. Установлено, что в СССР рациональная норма потребле¬ния нетканых материалов на душу населения составляет 14,7 м2 в год, из них на бытовые изделия приходится 7,1 м2 и на технические 7,6 м2.
Структура и свойства нетканых материалов позволяют ши¬роко применять их в одежде и обуви в качестве прикладных, прокладочных и утепляющих материалов, а также для верха обуви и одежды. Промышленностью разрабатываются и осва¬иваются новые виды прикладных и прокладочных материалов, предназначенных для применения в высококачественной одежде, наращивается производство объемного синтетического утепли¬теля.
Появление в ассортименте обуви таких групп, как прогу¬лочная и спортивная обувь, требует разработки и освоения производства новых нетканых материалов, разнообразных как по структуре, так и по художественно-колористическому офор¬млению, отвечающих требованиям моды.
Ассортимент нетканых материалов для одежды (платьев, блузок, костюмов, домашних халатов, пляжных ансамблей и др.) обновляется за счет выпуска особо модных полотен с улучшенной отделкой и художественно-колористическим оформлением.. Дальнейшее развитие получит и производство декоративных полотен, а также полотен медицинского назна¬чения.
Для успешного решения жилищной проблемы предусматри¬вается увеличение объемов производства нетканых основ для линолеума, кровельных, гидроизоляционных и других мате¬риалов.
Намечается рост объемов производства нетканых полотен для мелиоративного и дорожного строительства, для фильтра¬ции молока и других пищевых продуктов. Решение вопросов защиты окружающей среды потребует разработки новых видов фильтровальных материалов для фильтрации жидкостей и га¬зов в химической, металлургической и других отраслях народ¬ного хозяйства. Технология производства, особенности струк¬туры нетканых материалов позволяют получить фильтроваль¬ные материалы, обладающие ^уникальными свойствами. На перспективу предусматривается разработка, освоение и нара¬щивание промышленного производства таких материалов. \
Наращивание объемов производства нетканых материалов бытового назначения будет происходить в основном за счет установки оборудования типа Мали, Лирополь, а также дру¬гих типов машин и агрегатов механической технологии.
Наряду с этим продолжается рост объемов производства не¬тканых материалов по прогрессивной физико-химической техно¬логии (прокладочные полотна для швейной и обувной промыш¬ленности, основы искусственной кожи, различные фильтро¬вальные материалы). Доля полотен, выпускаемых по этой технологии, в общем объеме производства составит около 55 %.
В области рационального использования сырья предполага-1 ется увеличить выпуск нетканых материалов с использованием отходов производства, причем будут вовлекаться в сырьевую базу ранее не используемые жесткие текстильные отходы. Про¬должается работа по освоению производства нетканых полотен, предназначенных для замены тканей из натуральных волокон, которые в настоящее время применяются для технических нужд.
Реализация намеченных мер позволит увеличить объем про¬изводства нетканых материалов, поднять его технический уро¬вень, существенно расширить ассортимент выпускаемой про¬дукции.
Перспективы развития легкой промышленности определены Комплексной программой развития производства товаров на¬родного потребления и сферы услуг на 1986—2000 годы. Про¬грамма предусматривает увеличение производства, расширение ассортимента и повышение качества товаров народного потреб¬ления на базе научно-технического прогресса. Производство не¬тканых материалов как одно из направлений научно-техниче¬ского прогресса в текстильной промышленности получит опере¬жающее развитие наряду с производством смесовых тканей, трикотажных полотен.
Комплексной программой развития производства товаров народного потребления и сферы услуг на 1986—2000 годы перед промышленностью нетканых материалов поставлена задача обеспечить дальнейшее развитие производства и расширение ас¬сортимента бытовых нетканых текстильных материалов, в том числе полотен для одежды и обивки мебели.
Расширение объема, производства нетканых материалов обосновано разработанными нормами их рационального потреб¬ления. Установлено, что в СССР рациональная норма потребле¬ния нетканых материалов на душу населения составляет 14,7 м2 в год, из них на бытовые изделия приходится 7,1 м2 и на технические 7,6 м2.
Структура и свойства нетканых материалов позволяют ши¬роко применять их в одежде и обуви в качестве прикладных, прокладочных и утепляющих материалов, а также для верха обуви и одежды. Промышленностью разрабатываются и осва¬иваются новые виды прикладных и прокладочных материалов, предназначенных для применения в высококачественной одежде, наращивается производство объемного синтетического утепли¬теля.
Появление в ассортименте обуви таких групп, как прогу¬лочная и спортивная обувь, требует разработки и освоения производства новых нетканых материалов, разнообразных как по структуре, так и по художественно-колористическому офор¬млению, отвечающих требованиям моды.
Ассортимент нетканых материалов для одежды (платьев, блузок, костюмов, домашних халатов, пляжных ансамблей и др.) обновляется за счет выпуска особо модных полотен с улучшенной отделкой и художественно-колористическим оформлением.. Дальнейшее развитие получит и производство декоративных полотен, а также полотен медицинского назна¬чения.
Для успешного решения жилищной проблемы предусматри¬вается увеличение объемов производства нетканых основ для линолеума, кровельных, гидроизоляционных и других мате¬риалов.
Намечается рост объемов производства нетканых полотен для мелиоративного и дорожного строительства, для фильтра¬ции молока и других пищевых продуктов. Решение вопросов защиты окружающей среды потребует разработки новых видов фильтровальных материалов для фильтрации жидкостей и га¬зов в химической, металлургической и других отраслях народ¬ного хозяйства. Технология производства, особенности струк¬туры нетканых материалов позволяют получить фильтроваль¬ные материалы, обладающие ^уникальными свойствами. На перспективу предусматривается разработка, освоение и нара¬щивание промышленного производства таких материалов. \
Наращивание объемов производства нетканых материалов бытового назначения будет происходить в основном за счет установки оборудования типа Мали, Лирополь, а также дру¬гих типов машин и агрегатов механической технологии.
Наряду с этим продолжается рост объемов производства не¬тканых материалов по прогрессивной физико-химической техно¬логии (прокладочные полотна для швейной и обувной промыш¬ленности, основы искусственной кожи, различные фильтро¬вальные материалы). Доля полотен, выпускаемых по этой технологии, в общем объеме производства составит около 55 %.
В области рационального использования сырья предполага-1 ется увеличить выпуск нетканых материалов с использованием отходов производства, причем будут вовлекаться в сырьевую базу ранее не используемые жесткие текстильные отходы. Про¬должается работа по освоению производства нетканых полотен, предназначенных для замены тканей из натуральных волокон, которые в настоящее время применяются для технических нужд.
Реализация намеченных мер позволит увеличить объем про¬изводства нетканых материалов, поднять его технический уро¬вень, существенно расширить ассортимент выпускаемой про¬дукции.
3. ПРЕИМУЩЕСТВА НЕТКАНОЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
3. ПРЕИМУЩЕСТВА НЕТКАНОЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Производство нетканых материалов имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с другимр способами производства текстильных материалов. Основными из них являются:
существенное повышение производительности оборудования (табл. 1);
сокращение производственного цикла; повышение производительности труда;
эффективная замена тканей неткаными материалами при резком сокращении трудозатрат, снижении себестоимости и вы¬свобождении натурального сырья;
уменьшение затрат на капитальное строительство и потреб¬ности в производственных площадях;
возможность переработки волокон всех видов (натуральных и химических), в том числе таких, переработка которых по классическим системам затруднена или невозможна;
рациональное использование волокнистых отходов прядиль¬ного, ткацкого и отделочного производств текстильной про¬мышленности, а также всех видов вторичного текстильного сырья.
Производство нетканых материалов имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с другимр способами производства текстильных материалов. Основными из них являются:
существенное повышение производительности оборудования (табл. 1);
сокращение производственного цикла; повышение производительности труда;
эффективная замена тканей неткаными материалами при резком сокращении трудозатрат, снижении себестоимости и вы¬свобождении натурального сырья;
уменьшение затрат на капитальное строительство и потреб¬ности в производственных площадях;
возможность переработки волокон всех видов (натуральных и химических), в том числе таких, переработка которых по классическим системам затруднена или невозможна;
рациональное использование волокнистых отходов прядиль¬ного, ткацкого и отделочного производств текстильной про¬мышленности, а также всех видов вторичного текстильного сырья.
2. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ СТРАНАХ
2. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ СТРАНАХ
Работы по созданию в СССР нетканых материалов были начаты в 1931 г. разработкой клеевой технологии, когда М. Н. Дмитриев и М.4 В. Бондаренко предложили «сухой» способ производства бумаги из обычного текстильного сырья с применением кардочесальной машины.
В результате технологических достижений непрерывно совершенствова¬лось текстильное оборудование, и изменялись способы получения нетканых текстильных материалов. В начале 50-х годов в ГДР был разработан новый способ производства нетканых материалов, названный вязадьно-прошивным. В основу этого способа был положен принцип прошивания системы основ¬ных и уточных нитей параллельными строчками стежков различных перепле¬тений. В отличие от обычного способа ткачества, где полотно образуется пу¬тем переплетения нитей двух систем, при новом способе выработки текстиль¬ного полотна происходит свободное наложение нитей двух взаимно пересе¬кающихся систем (основы и утка) и скрепление их нитями третьей системы, называемыми прошивными. Получается нетканый материал, который по свой¬ствам близок к ткани. Выработка такого материала производится на машине Малимо.
В новой нетканой технологии были намечены три направления, и Инсти¬тутом текстильного машиностроения (г. Карл-Маркс-Штадт) были созданы машины соответственно трех типов: Малимо-500 (рабочая ширина 500— 700 мм), Малиполь-700 (до 750 мм) для создания ворсовых петель на кар¬касном материале и Маливатт-2500 (до 2500 мм) для закрепления волокон холста прошивными нитями.
Происхождение общей части в названиях машин (Мали) объясняют следующим образом: первый слог (ма) — начальные буквы фамилии изобре¬тателя (Мауэрсбергер), второй слог (ли) происходит от первых букв назва¬ния места жительства создателя этой технологии (Лимбах-Оберфрон). Окон¬чание (мо) в названии машины Малимо происходит от слова «мольтон», т. е. начесное полотно, которое вырабатывается на этой машине. Окончание (ватт) в названии машины Маливатт указывает на то, что на машине прошивается ватка. Окончание (поль) в названии машины Малиполь говорит о том, что на машине вырабатывается ворсовый материал.
Холстопрошивная машина Маливатт 1401 была выпущена в ГДР в 1957 г. В 1960 г. были созданы нитепрошивная машина Малимо-500 и каркасопро-шивная машина Малиполь-750. К концу 1970 г. было изготовлено 700 машин Малимо, Малиполь, Маливатт. Из общего выпуска машин 60% было экспор¬тировано в 30 стран мира.
В СССР исследовательские и проектные работы по созданию оборудова¬ния и разработке технологических режимов для производства нетканых мате¬риалов по механической технологии вязально-прошивным способом были на¬чаты в 1954 г. во ВНИИЛтекмаше.
В. ЧССР (НИИ трикотажной промышленности) в это же время разра¬батывается аналогичная технология под названием Арахне. В самом конце 50-х годов начинается серийное производство вязально-прошивных машин ВП (СССР) и Арахне (ЧССР) для производства холстопрошивных нетканых материалов. В СССР в 50-х годах создаются агрегаты для производства не¬тканых материалов по вязально-прошивной технологии (АЧВ-Ш, АЧВ-1, АЧВВ, АЧВШ-250), позволившие агрегировать процессы чесания волокон, формирования из них волокнистого холста и скрепления волокон в холсте провязыванием.
В ЧССР для массового выпуска вязально-прошивных материалов в конце 60-х годов освоено серийное производство машин Арахне. Р-1 и Арахне Р-2, работающих со скоростью прошива до 1000 стежков в минуту. Большие успехи в области освоения вязально-прошивной технологии в ЧССР достиг¬нуты по следующим основным направлениям:
совершенствование вязально-прошивных машин с целью повышения их скорости (до 1000 мин-1), ширины (до 2500 мм) и класса (числа игл на сак¬сонский дюйм) до 88;
создание новых модификаций машин Арахне (Арахне-Аралуп, Арахне-Арабева, Арахне-Арутекс, Арахне-Аракнит и др.);
разработка новых видов переплетений нетканых вязально-прошивных материалов;
создание автоматических поточных линий;
широкое использование в ассортименте нетканых вязально-прошивных материалов химических нитей и волокон.
Промышленно освоено 130 видов нетканых материалов, вырабатываемых на машинах Арахне.
На базе чесальных и холстоформирующих машин (СССР) и вязально-прошивной машины Арахне (ЧССР) созданы агрегаты Аралине.
В ПНР за последние годы достигнуты большие успехи в производстве нетканых материалов, изготовляемых по механической технологии: холсто¬прошивных, нитепрошивных и иглопробивных.
Народное предприятие «Текстима» (ГДР) и Вельский завод текстильного машиностроения «Бефама» (ПНР) в рамках социалистической интеграции скооперировались для производства поточных линий для выработки нетканых материалов прошивным способом.
Следует отметить также успехи НРБ, ВНР, СРР и других стран, рабо¬тающих в рамках социалистического содружества, в области производства нетканых материалов по механической технологии,
Из капиталистических стран, активно занимающихся разработкой нетка¬ной технологии, следует прежде всего отметить США, где в настоящее время применяют почти все известные способы нетканого производства. Удельный вес нетканых материалов, изготовляемых только механическими способами, в США составляет 5 % общего объема текстильных изделий. Выпускаемые нетканые материалы используют для женских платьев, купальных халатов и других изделий. Иглопробивным способом в США вырабатывают различного рода прокладки (тепло-, звукоизоляционные и др.), фильтры, основы для ковров.
В Японии, Англии и ФРГ выпускают нетканые материалы, изготовляе¬мые всеми способами, известными в механической технологии.
Первые образцы нетканых материалов, выработанных иглопробивным способом, были получены в Советском Союзе еще в 1935 г., но только за последние годы этот способ получил распространение в нашей, стране, когда было создано более совершенное оборудование и стали применять химиче¬ские волокна для их производства.
В 1980 г. потребление нетканых материалов во всем мире составило 34,9 млн т (2—3 % общего объема выработанных текстильных материалов). В высокоразвитых странах эта доля составляет 4—6 % (например, в ГДР 5,9%).
Нетканые материалы пока еще незначительно используются для изго¬товления одежды, так как здесь предъявляются повышенные требования как к прочности, устойчивости к истиранию, так и к драпируемости, эластичности, восстановлению размеров после деформации и т. д.
Интенсивно расширяется производство нетканых материалов одноразо¬вого и кратковременного пользования. Темп роста их выпуска на 10—13% выше, чем долгосрочных материалов. Так, в Западной Европе в 1974 г. из 235 тыс. т; волокон, использованных в нетканом производстве, 39 тыс. т пошло на изделия одноразового пользования, а в 1984 г. эта доля составила уже 111 тыс. т.
Работы по созданию в СССР нетканых материалов были начаты в 1931 г. разработкой клеевой технологии, когда М. Н. Дмитриев и М.4 В. Бондаренко предложили «сухой» способ производства бумаги из обычного текстильного сырья с применением кардочесальной машины.
В результате технологических достижений непрерывно совершенствова¬лось текстильное оборудование, и изменялись способы получения нетканых текстильных материалов. В начале 50-х годов в ГДР был разработан новый способ производства нетканых материалов, названный вязадьно-прошивным. В основу этого способа был положен принцип прошивания системы основ¬ных и уточных нитей параллельными строчками стежков различных перепле¬тений. В отличие от обычного способа ткачества, где полотно образуется пу¬тем переплетения нитей двух систем, при новом способе выработки текстиль¬ного полотна происходит свободное наложение нитей двух взаимно пересе¬кающихся систем (основы и утка) и скрепление их нитями третьей системы, называемыми прошивными. Получается нетканый материал, который по свой¬ствам близок к ткани. Выработка такого материала производится на машине Малимо.
В новой нетканой технологии были намечены три направления, и Инсти¬тутом текстильного машиностроения (г. Карл-Маркс-Штадт) были созданы машины соответственно трех типов: Малимо-500 (рабочая ширина 500— 700 мм), Малиполь-700 (до 750 мм) для создания ворсовых петель на кар¬касном материале и Маливатт-2500 (до 2500 мм) для закрепления волокон холста прошивными нитями.
Происхождение общей части в названиях машин (Мали) объясняют следующим образом: первый слог (ма) — начальные буквы фамилии изобре¬тателя (Мауэрсбергер), второй слог (ли) происходит от первых букв назва¬ния места жительства создателя этой технологии (Лимбах-Оберфрон). Окон¬чание (мо) в названии машины Малимо происходит от слова «мольтон», т. е. начесное полотно, которое вырабатывается на этой машине. Окончание (ватт) в названии машины Маливатт указывает на то, что на машине прошивается ватка. Окончание (поль) в названии машины Малиполь говорит о том, что на машине вырабатывается ворсовый материал.
Холстопрошивная машина Маливатт 1401 была выпущена в ГДР в 1957 г. В 1960 г. были созданы нитепрошивная машина Малимо-500 и каркасопро-шивная машина Малиполь-750. К концу 1970 г. было изготовлено 700 машин Малимо, Малиполь, Маливатт. Из общего выпуска машин 60% было экспор¬тировано в 30 стран мира.
В СССР исследовательские и проектные работы по созданию оборудова¬ния и разработке технологических режимов для производства нетканых мате¬риалов по механической технологии вязально-прошивным способом были на¬чаты в 1954 г. во ВНИИЛтекмаше.
В. ЧССР (НИИ трикотажной промышленности) в это же время разра¬батывается аналогичная технология под названием Арахне. В самом конце 50-х годов начинается серийное производство вязально-прошивных машин ВП (СССР) и Арахне (ЧССР) для производства холстопрошивных нетканых материалов. В СССР в 50-х годах создаются агрегаты для производства не¬тканых материалов по вязально-прошивной технологии (АЧВ-Ш, АЧВ-1, АЧВВ, АЧВШ-250), позволившие агрегировать процессы чесания волокон, формирования из них волокнистого холста и скрепления волокон в холсте провязыванием.
В ЧССР для массового выпуска вязально-прошивных материалов в конце 60-х годов освоено серийное производство машин Арахне. Р-1 и Арахне Р-2, работающих со скоростью прошива до 1000 стежков в минуту. Большие успехи в области освоения вязально-прошивной технологии в ЧССР достиг¬нуты по следующим основным направлениям:
совершенствование вязально-прошивных машин с целью повышения их скорости (до 1000 мин-1), ширины (до 2500 мм) и класса (числа игл на сак¬сонский дюйм) до 88;
создание новых модификаций машин Арахне (Арахне-Аралуп, Арахне-Арабева, Арахне-Арутекс, Арахне-Аракнит и др.);
разработка новых видов переплетений нетканых вязально-прошивных материалов;
создание автоматических поточных линий;
широкое использование в ассортименте нетканых вязально-прошивных материалов химических нитей и волокон.
Промышленно освоено 130 видов нетканых материалов, вырабатываемых на машинах Арахне.
На базе чесальных и холстоформирующих машин (СССР) и вязально-прошивной машины Арахне (ЧССР) созданы агрегаты Аралине.
В ПНР за последние годы достигнуты большие успехи в производстве нетканых материалов, изготовляемых по механической технологии: холсто¬прошивных, нитепрошивных и иглопробивных.
Народное предприятие «Текстима» (ГДР) и Вельский завод текстильного машиностроения «Бефама» (ПНР) в рамках социалистической интеграции скооперировались для производства поточных линий для выработки нетканых материалов прошивным способом.
Следует отметить также успехи НРБ, ВНР, СРР и других стран, рабо¬тающих в рамках социалистического содружества, в области производства нетканых материалов по механической технологии,
Из капиталистических стран, активно занимающихся разработкой нетка¬ной технологии, следует прежде всего отметить США, где в настоящее время применяют почти все известные способы нетканого производства. Удельный вес нетканых материалов, изготовляемых только механическими способами, в США составляет 5 % общего объема текстильных изделий. Выпускаемые нетканые материалы используют для женских платьев, купальных халатов и других изделий. Иглопробивным способом в США вырабатывают различного рода прокладки (тепло-, звукоизоляционные и др.), фильтры, основы для ковров.
В Японии, Англии и ФРГ выпускают нетканые материалы, изготовляе¬мые всеми способами, известными в механической технологии.
Первые образцы нетканых материалов, выработанных иглопробивным способом, были получены в Советском Союзе еще в 1935 г., но только за последние годы этот способ получил распространение в нашей, стране, когда было создано более совершенное оборудование и стали применять химиче¬ские волокна для их производства.
В 1980 г. потребление нетканых материалов во всем мире составило 34,9 млн т (2—3 % общего объема выработанных текстильных материалов). В высокоразвитых странах эта доля составляет 4—6 % (например, в ГДР 5,9%).
Нетканые материалы пока еще незначительно используются для изго¬товления одежды, так как здесь предъявляются повышенные требования как к прочности, устойчивости к истиранию, так и к драпируемости, эластичности, восстановлению размеров после деформации и т. д.
Интенсивно расширяется производство нетканых материалов одноразо¬вого и кратковременного пользования. Темп роста их выпуска на 10—13% выше, чем долгосрочных материалов. Так, в Западной Европе в 1974 г. из 235 тыс. т; волокон, использованных в нетканом производстве, 39 тыс. т пошло на изделия одноразового пользования, а в 1984 г. эта доля составила уже 111 тыс. т.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, И ИХ АССОРТИМЕНТ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, И ИХ АССОРТИМЕНТ
Наряду с совершенствованием многопереходных традиционных текстильных технологий производства ткани и трикотажа в на¬шей стране, как и во многих зарубежных странах, разрабаты¬ваются способы изготовления нетканых текстильных материа¬лов.
Неткаными называются полотна, изготовленные из одного или нескольких видов текстильных материалов (иногда в соче¬тании с нетекстильными материалами: пленками, сетками и др.), элементы структуры которых скреплены различными способами.
Способы производства нетканых материалов принято де¬лить по способам скрепления структурных элементов на меха¬нические, физико-химические и комбинированные. Отсюда и де¬ление производства нетканых материалов по механической, фи¬зико-химической и комбинированной технологиям.
По механической технологии (рис. 1) нетканые по¬лотна изготовляются путем скрепления холста, систем нитей, текстильных полотен и (или) их сочетания с другими (каркас¬ными) материалами за счет сил трения и сцепления структур¬ных элементов.
При вязально-прошивном способе изготовления нетканых полотен происходят провязывание холста, систем нитей, тек¬стильных (или нетекстильных) полотен и (или) их соединение с помощью петель из нитей или волокон.
При иглопробивном способе изготовления нетканых полотен происходит скрепление холста с другими материалами пучками волокон за счет иглопрокалывания (одно- или двустороннего) специальными пробивными иглами, которые и протаскивают сквозь волокнистую основу эти пучки волокон.
Валяльно-войлочный способ получения нетканых материа¬лов основан на многократных механических воздействиях на волокнистый холст, находящийся во влажной среде с повышен¬ной температурой.
Технологические переходы переработки волокнистого сырья в войлок в приготовительно-чесальных отделах и используе-
1*
S
Не тканью полотна
дяоальна -прошибные 1 ИелопродиЗные
i
i
5J
!
I 1
Рис. 1. Классификация основных ви¬дов нетканых полотен, изготовленных по механической технологии
мое оборудование аналогичны технологическим переходам и оборудованию, применяемым при производстве нетканых материалов из шерстяных во¬локон и их смесей с химиче¬скими волокнами. Однако дальнейшая обработка волок¬нистого сырья в производстве валяльно-войлочных материа¬лов позволяет считать послед¬ние продукцией самостоятель¬ной отрасли текстильной про¬мышленности. В связи с этим производство валяльно-вой¬лочных изделий (шерстяного технического войлока и изде¬лий из него, валяной обуви, фетровых уборов) в настоя¬щем учебнике не рассматривается.
Способ скрепления волокнистой основы определяет название готового нетканого полотна.
Вязально-прошивные полотна в зависимости от вида скреп¬ляемой волокнистой основы включают холсто-, ните-, каркасо-, ткане-, пленкопрошивные и другие полотна. При применении специальных игл с зазубринами для скрепления иглопрокалы-ванием волокнистой основы изготовляются иглопробивные не¬тканые полотна.
Наряду с неткаными полотнами, скрепленными по механи¬ческой технологии, широкое распространение в СССР и за ру¬бежом получили нетканые полотна, которые скрепляются фи¬зико-химическими способами.
Широко известна к ом бинированная технология изготовления нетканых полотен, основанная на сочетании ме¬ханических и физико-химических способов скрепления волокни¬стой основы. При комбинированной технологии нетканые по¬лотна получают в результате сочетания иглопрокалывания (или прошивания) и склеивания волокон холста. В качестве волок¬нистой основы используется либо один холст, либо холст в со¬четании с каркасом (системой нитей, тканью или трикотажем разреженной структуры, нетканым полотном).
Производство нетканых полотен с каждым годом получает все большее развитие, и сфера их использования в различных отраслях народного хозяйства постоянно расширяется. Это обусловлено тем, что нетканые полотна, обладающие комплек¬сом разнообразных свойств (объемностью, воздухопроницае¬мостью, хорошей тепло-, звукоизолирующей и фильтрующей способностью, высокой упругостью, гибкостью и др.), не только эффективно заменяют традиционные текстильные материалы, но и находят новые специфические области применения.
В настоящее время в нашей стране нетканые полотна ис¬пользуются как в быту, так и в технике.
Ассортимент нетканых полотен бытового назначения обши¬рен и включает э себя материалы для верха одежды и обуви, прокладочные и утепляющие материалы, полотенечные и деко¬ративные полотна, а также различные полотна медицинского назначения и др.
Полотна технического назначения применяются для филь¬трации жидкостей и газов в различных промышленных отрас¬лях; изготовления линолеума, клеенок и искусственных кож; в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов в строитель¬стве и автомобилестроении. Кроме того, они применяются в сельском хозяйстве, мелиоративном и дорожном строитель¬стве, в полиграфии и респираторной технике, а также в каче¬стве упаковочных, обтирочных и других материалов.
Артикулы всех нетканых полотен имеют в основном шести¬значное обозначение и начинаются с цифры 9. Вторая цифра обозначает волокнистый состав (1 —хлопок, 2 — шерсть и т. д.), третья — способ получения, четвертая — назначение полотна, последние цифры соответствуют порядковому номеру артикула.
Нетканые полотна могут подвергаться различным видам от¬делки (крашение, печать, ворсование, каландрирование, термо¬усадка и др.).
Наряду с совершенствованием многопереходных традиционных текстильных технологий производства ткани и трикотажа в на¬шей стране, как и во многих зарубежных странах, разрабаты¬ваются способы изготовления нетканых текстильных материа¬лов.
Неткаными называются полотна, изготовленные из одного или нескольких видов текстильных материалов (иногда в соче¬тании с нетекстильными материалами: пленками, сетками и др.), элементы структуры которых скреплены различными способами.
Способы производства нетканых материалов принято де¬лить по способам скрепления структурных элементов на меха¬нические, физико-химические и комбинированные. Отсюда и де¬ление производства нетканых материалов по механической, фи¬зико-химической и комбинированной технологиям.
По механической технологии (рис. 1) нетканые по¬лотна изготовляются путем скрепления холста, систем нитей, текстильных полотен и (или) их сочетания с другими (каркас¬ными) материалами за счет сил трения и сцепления структур¬ных элементов.
При вязально-прошивном способе изготовления нетканых полотен происходят провязывание холста, систем нитей, тек¬стильных (или нетекстильных) полотен и (или) их соединение с помощью петель из нитей или волокон.
При иглопробивном способе изготовления нетканых полотен происходит скрепление холста с другими материалами пучками волокон за счет иглопрокалывания (одно- или двустороннего) специальными пробивными иглами, которые и протаскивают сквозь волокнистую основу эти пучки волокон.
Валяльно-войлочный способ получения нетканых материа¬лов основан на многократных механических воздействиях на волокнистый холст, находящийся во влажной среде с повышен¬ной температурой.
Технологические переходы переработки волокнистого сырья в войлок в приготовительно-чесальных отделах и используе-
1*
S
Не тканью полотна
дяоальна -прошибные 1 ИелопродиЗные
i
i
5J
!
I 1
Рис. 1. Классификация основных ви¬дов нетканых полотен, изготовленных по механической технологии
мое оборудование аналогичны технологическим переходам и оборудованию, применяемым при производстве нетканых материалов из шерстяных во¬локон и их смесей с химиче¬скими волокнами. Однако дальнейшая обработка волок¬нистого сырья в производстве валяльно-войлочных материа¬лов позволяет считать послед¬ние продукцией самостоятель¬ной отрасли текстильной про¬мышленности. В связи с этим производство валяльно-вой¬лочных изделий (шерстяного технического войлока и изде¬лий из него, валяной обуви, фетровых уборов) в настоя¬щем учебнике не рассматривается.
Способ скрепления волокнистой основы определяет название готового нетканого полотна.
Вязально-прошивные полотна в зависимости от вида скреп¬ляемой волокнистой основы включают холсто-, ните-, каркасо-, ткане-, пленкопрошивные и другие полотна. При применении специальных игл с зазубринами для скрепления иглопрокалы-ванием волокнистой основы изготовляются иглопробивные не¬тканые полотна.
Наряду с неткаными полотнами, скрепленными по механи¬ческой технологии, широкое распространение в СССР и за ру¬бежом получили нетканые полотна, которые скрепляются фи¬зико-химическими способами.
Широко известна к ом бинированная технология изготовления нетканых полотен, основанная на сочетании ме¬ханических и физико-химических способов скрепления волокни¬стой основы. При комбинированной технологии нетканые по¬лотна получают в результате сочетания иглопрокалывания (или прошивания) и склеивания волокон холста. В качестве волок¬нистой основы используется либо один холст, либо холст в со¬четании с каркасом (системой нитей, тканью или трикотажем разреженной структуры, нетканым полотном).
Производство нетканых полотен с каждым годом получает все большее развитие, и сфера их использования в различных отраслях народного хозяйства постоянно расширяется. Это обусловлено тем, что нетканые полотна, обладающие комплек¬сом разнообразных свойств (объемностью, воздухопроницае¬мостью, хорошей тепло-, звукоизолирующей и фильтрующей способностью, высокой упругостью, гибкостью и др.), не только эффективно заменяют традиционные текстильные материалы, но и находят новые специфические области применения.
В настоящее время в нашей стране нетканые полотна ис¬пользуются как в быту, так и в технике.
Ассортимент нетканых полотен бытового назначения обши¬рен и включает э себя материалы для верха одежды и обуви, прокладочные и утепляющие материалы, полотенечные и деко¬ративные полотна, а также различные полотна медицинского назначения и др.
Полотна технического назначения применяются для филь¬трации жидкостей и газов в различных промышленных отрас¬лях; изготовления линолеума, клеенок и искусственных кож; в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов в строитель¬стве и автомобилестроении. Кроме того, они применяются в сельском хозяйстве, мелиоративном и дорожном строитель¬стве, в полиграфии и респираторной технике, а также в каче¬стве упаковочных, обтирочных и других материалов.
Артикулы всех нетканых полотен имеют в основном шести¬значное обозначение и начинаются с цифры 9. Вторая цифра обозначает волокнистый состав (1 —хлопок, 2 — шерсть и т. д.), третья — способ получения, четвертая — назначение полотна, последние цифры соответствуют порядковому номеру артикула.
Нетканые полотна могут подвергаться различным видам от¬делки (крашение, печать, ворсование, каландрирование, термо¬усадка и др.).
понедельник, 28 декабря 2009 г.
17.1. Сварка
17.1. Сварка
Из разнообразных определений что такое сварка пластмасс, на наш взгляд наибо¬лее понятным и соответствующим технологии процесса является следующее. Свар¬ка — способ монолитного скрепления деталей посредством соединения их расплав¬ленных участков. При сварке происходит взаимодиффузия молекулярных цепей или их участков в поверхностные слои оплавленных деталей. Таким образом, процесс сварки состоит из двух основных операций: энергетического воздействия на соеди¬няемые изделия в целях резкого повышения подвижности молекулярных цепей и последующего сдавливания соединяемых деталей для формирования монолитною сварного шва.
Энергетическое воздействие может быть тепловым, ультразвуковым, высокочас¬тотным и электромагнитным. Силовое давление или так называемое давление свар¬ки определяется реологическими особенностями соединяемых полимеров, то есть прежде всего вязкостью расплавов, и не должно приводить к выдавливанию распла¬вов из зоны сварного шва. Оно колеблется в сравнительно узких пределах и состав¬ляет 0.05-0,1 МПа.
Из определения следует, что сваркой получают изделия в основном из термопла¬стов. В зоне сварки термопласт находится преимущественно в состоянии расплава.
Поэтому технологические особенности сварки существенно зависят от термоста-бнлыюсти полимеров. Чем меньше термостабнлыюсть, тем сложнее процесс свар¬ки. Лучше всего свариваются ПЭНД, ПЭВП, ПП, СЭВА. ПС, УПС, АБС-пластик,
труднее — ПВХ. ПА. ПК. ПЭТФ. Весьма непросты процессы сварки термостойких пластиков ПСФ.ПИ.ПИА.
В настоящее время наибольшее распространение получила сварка с использова¬нием тепловой анергии и давления. При прямом нагреве соединенные детали непо¬средственно контактируют со сьемным нагревателем. Разновидности сварки прямым нагревом приведены на рис. 17.1. Отметим, что в связи со значительным расширени¬ем производства и применения труб из полимерных материалов стал весьма шн|юко применяться и метод, показанный на рис. 17.1. б. Его недостатки: образование грата внутри трубы, что ухудшает условия транспортировки рабочею тела, деструкнион-вые процессы в полимере на границе с нагревателем; СЛОЖНОСТЬ точною контроля температуры и давления i парки (давления осадки). Перечисленные изъяны могут привести к снижению прочности стыкового шва по сравнению с основным материа¬лом, Ориентировочные значения режимов стыковой сварки пластмассовых труб при¬ведены в табл. 17.1 и 17.2.
Недостатки сварки с односто¬ронним или двухсторонним нагре¬вом состоят в том, что зона сварно¬го шва отделена от на1ревателя са¬мой пленкой, и вследствие низкой теплопроводности полимера тем¬пература в ней ниже, чем па рабо¬чей поверхности контакта С нагре¬вателем. Для устранен!от зтого недо¬статка применяют сварку с термокли¬ном (рис. 17.3). Свариваемые пленки укладываются внахлест и между ними piicполагается неподвижный нагретый наконечник клина, кон¬тактирующий со свариваемыми по¬верхностями. Сварной шов образу¬ется за счет прижатия роликов, пере¬мещающих пленку. 11ри толщине ме¬нее 150 мкм пленки прогреваются по всей толщине и не прилипают к поверхности
прижимных РОЛИКОВ.
Сварка горячим газом используется для соединения толстостепных изделий:. Сва¬рочный пластмассовый пруток нагревается горячим воздухом, подаваемым из сва¬рочной горелки, до оплавления поверхности полимера. Обычно пруток выбирают из того же материала, что и спариваемые изделия. Часто используют прутки с добавками пластификатора, Для сварки горячим газом выпускают прутки диаметром 2-6 мм, а также спаренные прутки в виде ленты сечением 2-3 мм.
Сварочная горелка (рис. 17.4)со-стоит из корпуса /. трубки подачи газа 2, нагревателя 3 и наконечни¬ка 4. Температура исходящего газа на 50-100 градусов превышает темпе¬ратуру плавления термопласта. Дав¬ление газа-теплоносителя устанав¬ливается в диапазоне 0,03-0,1 МПа, При сварке прутком диамет¬ром 3 мм давление и температура газа (давление на пруток — ЗМПа: расстояние от горелки до сварного шва — 6 мм) составляет:
При сиаркс положение сва¬рочного прутка и наконечника нагревателя по отношению к поверхности шва значительно
влияет па качество соедине¬ния. Лучшие показатели полу¬чают при угле наклона а - 90°. Увеличение или уменьшение угла наклона изменяет баланс
сил. действующих на пруток, и температуру его разогрева по отношению к нагреванию сое¬диненных изделий. Под пря¬мым углом располагают пруток
при сварке винипласта, ИМ МЛ и ПЭНП (рис. 17.5,«). При свар¬ке ПЭНП, пдастифинированно-ГО11 ИХ и 11о.тии;и)бугнленаугол а = 45°. Несложное приспособ¬ление, показанное на рис. 17.5.6", позволяет не только точно со¬блюдать значение угла наклона прутка, но и прикатывать обра¬зовавшийся шов, способствуя его упрочнению.
Экстру'.тонная сварка за¬ключается в непрерывном за¬полнении нагретой разделки расплавом полимера (рис. 17.6). а также для соединения пле¬вок и листов малой (до 3 мм) толщины (рис. 17.7).
Основными технологически¬ми параметрами экструзион-
НОЙ сварки являются: темпе¬ратура присадочного расплава, скорость формирования свар¬ного шва и давление на рас¬плав. Оптимальная скорость составляет 0,1-0,5 м/мнн; дав¬ление на расплав 0.05-0,6 МПа. Чем выше температура приса¬дочного расплава, тем меньше его вязкекть и, соответственно, меньше давление па расплав
Рис. 17.5. Схема сварки прутком
Из разнообразных определений что такое сварка пластмасс, на наш взгляд наибо¬лее понятным и соответствующим технологии процесса является следующее. Свар¬ка — способ монолитного скрепления деталей посредством соединения их расплав¬ленных участков. При сварке происходит взаимодиффузия молекулярных цепей или их участков в поверхностные слои оплавленных деталей. Таким образом, процесс сварки состоит из двух основных операций: энергетического воздействия на соеди¬няемые изделия в целях резкого повышения подвижности молекулярных цепей и последующего сдавливания соединяемых деталей для формирования монолитною сварного шва.
Энергетическое воздействие может быть тепловым, ультразвуковым, высокочас¬тотным и электромагнитным. Силовое давление или так называемое давление свар¬ки определяется реологическими особенностями соединяемых полимеров, то есть прежде всего вязкостью расплавов, и не должно приводить к выдавливанию распла¬вов из зоны сварного шва. Оно колеблется в сравнительно узких пределах и состав¬ляет 0.05-0,1 МПа.
Из определения следует, что сваркой получают изделия в основном из термопла¬стов. В зоне сварки термопласт находится преимущественно в состоянии расплава.
Поэтому технологические особенности сварки существенно зависят от термоста-бнлыюсти полимеров. Чем меньше термостабнлыюсть, тем сложнее процесс свар¬ки. Лучше всего свариваются ПЭНД, ПЭВП, ПП, СЭВА. ПС, УПС, АБС-пластик,
труднее — ПВХ. ПА. ПК. ПЭТФ. Весьма непросты процессы сварки термостойких пластиков ПСФ.ПИ.ПИА.
В настоящее время наибольшее распространение получила сварка с использова¬нием тепловой анергии и давления. При прямом нагреве соединенные детали непо¬средственно контактируют со сьемным нагревателем. Разновидности сварки прямым нагревом приведены на рис. 17.1. Отметим, что в связи со значительным расширени¬ем производства и применения труб из полимерных материалов стал весьма шн|юко применяться и метод, показанный на рис. 17.1. б. Его недостатки: образование грата внутри трубы, что ухудшает условия транспортировки рабочею тела, деструкнион-вые процессы в полимере на границе с нагревателем; СЛОЖНОСТЬ точною контроля температуры и давления i парки (давления осадки). Перечисленные изъяны могут привести к снижению прочности стыкового шва по сравнению с основным материа¬лом, Ориентировочные значения режимов стыковой сварки пластмассовых труб при¬ведены в табл. 17.1 и 17.2.
Недостатки сварки с односто¬ронним или двухсторонним нагре¬вом состоят в том, что зона сварно¬го шва отделена от на1ревателя са¬мой пленкой, и вследствие низкой теплопроводности полимера тем¬пература в ней ниже, чем па рабо¬чей поверхности контакта С нагре¬вателем. Для устранен!от зтого недо¬статка применяют сварку с термокли¬ном (рис. 17.3). Свариваемые пленки укладываются внахлест и между ними piicполагается неподвижный нагретый наконечник клина, кон¬тактирующий со свариваемыми по¬верхностями. Сварной шов образу¬ется за счет прижатия роликов, пере¬мещающих пленку. 11ри толщине ме¬нее 150 мкм пленки прогреваются по всей толщине и не прилипают к поверхности
прижимных РОЛИКОВ.
Сварка горячим газом используется для соединения толстостепных изделий:. Сва¬рочный пластмассовый пруток нагревается горячим воздухом, подаваемым из сва¬рочной горелки, до оплавления поверхности полимера. Обычно пруток выбирают из того же материала, что и спариваемые изделия. Часто используют прутки с добавками пластификатора, Для сварки горячим газом выпускают прутки диаметром 2-6 мм, а также спаренные прутки в виде ленты сечением 2-3 мм.
Сварочная горелка (рис. 17.4)со-стоит из корпуса /. трубки подачи газа 2, нагревателя 3 и наконечни¬ка 4. Температура исходящего газа на 50-100 градусов превышает темпе¬ратуру плавления термопласта. Дав¬ление газа-теплоносителя устанав¬ливается в диапазоне 0,03-0,1 МПа, При сварке прутком диамет¬ром 3 мм давление и температура газа (давление на пруток — ЗМПа: расстояние от горелки до сварного шва — 6 мм) составляет:
При сиаркс положение сва¬рочного прутка и наконечника нагревателя по отношению к поверхности шва значительно
влияет па качество соедине¬ния. Лучшие показатели полу¬чают при угле наклона а - 90°. Увеличение или уменьшение угла наклона изменяет баланс
сил. действующих на пруток, и температуру его разогрева по отношению к нагреванию сое¬диненных изделий. Под пря¬мым углом располагают пруток
при сварке винипласта, ИМ МЛ и ПЭНП (рис. 17.5,«). При свар¬ке ПЭНП, пдастифинированно-ГО11 ИХ и 11о.тии;и)бугнленаугол а = 45°. Несложное приспособ¬ление, показанное на рис. 17.5.6", позволяет не только точно со¬блюдать значение угла наклона прутка, но и прикатывать обра¬зовавшийся шов, способствуя его упрочнению.
Экстру'.тонная сварка за¬ключается в непрерывном за¬полнении нагретой разделки расплавом полимера (рис. 17.6). а также для соединения пле¬вок и листов малой (до 3 мм) толщины (рис. 17.7).
Основными технологически¬ми параметрами экструзион-
НОЙ сварки являются: темпе¬ратура присадочного расплава, скорость формирования свар¬ного шва и давление на рас¬плав. Оптимальная скорость составляет 0,1-0,5 м/мнн; дав¬ление на расплав 0.05-0,6 МПа. Чем выше температура приса¬дочного расплава, тем меньше его вязкекть и, соответственно, меньше давление па расплав
Рис. 17.5. Схема сварки прутком
Подписаться на:
Сообщения (Atom)