Анализ методов прогнозирования прядильной способности волокон

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты исследования и анализа методов оценки прядильной способности средневолокнистого хлопкового волокна в зависимости от их свойств и условий прядения.

ABSTRCAT

The article presents the results of research and analysis of methods for assessing the spinning capacity of medium-staple cotton fiber, depending on their properties and spinning conditions.

Ключевые слова: волокна, пряжа, линейная плотность, прядильная способность, способ прядения.

Keywords: fibers, yarns, linear density, spinning capacity, spinning method.

Расширение представления свойств волокон и качества пряжи, новые теоретические решения технологии прядения создало проблему более глубокого изучения взаимосвязи между свойствами волокон и свойствами пряжи. Изучение этой проблемы, во-первых, определяет направление производства волокон, а во-вторых, требует совершенствования технологии эффективного использования существующих волокон.

На основе ранее разработанных теорий прядения проводились новые исследования, и их решения находят практическое применение.

 Однако вопрос о том, должны ли всегда применяться такие решения как правило или довести их до уровня практического использования в прядильном производстве еще полностью не решен.

Прядильную способность волокон определяет равномерность волокон по длине. На степень использования прочности волокон в пряже также влияет доля коротких волокон. Учитывая эти зависимости, К.И. Корицкий предложил следующую формулу для определения обобщенного показателя геометрические свойства волокон [1].

                                                               (1)

где  - штапельная масса длина волокон, мм; - процент коротких волокон,%;   -коэффициент зрелости волокон; -линейная плотность волокна, текс.

Данная формула приемлема при кольцевом способе прядения. Учитывая специфику расположения волокон в пряже при формировании пневмомеханическим способом прядения, К.И. Корицкий предложил для расчета обобщенного показателя геометрические свойства волокон следующую формулу

                                                     (2)

где  - штапельная масса длина волокон, мм;  -коэффициент зрелости волокон; -линейная плотность волокна, текс.

Как видно из анализа приведённых формул, для оценки соответствия пригодности волокон выработке пряжи требуемой линейной плотности и качества особое значение имеют свойства волокон и способ прядение.

С целью оценки обобщенного показателя геометрических свойств хлопковых волокон различного типа и всех промышленных сортов проводили вычисления этого показателя для кольцевого и пневмомеханического способа прядения. При этом основные свойства волокон приняты согласно классификации, установленные по стандарту [2].

Графические изображения, построенные по результатам расчетов (рис. 1.) показали, что закономерность изменения обобщенного показателя геометрических свойств волокон в основном зависит от свойств волокон, а не от способа прядения. При этом цифровые значения показателей различаются.

Рисунок 1. Обобщенные показатели геометрических свойств волокон различного типа и сорта (кольцевой способ прядения)

Результаты показывают, что для волокна самого высокого качества (волокна первого сорта 1а типа) в кольцевом способе прядение составляет 21,6, а для самого низкокачественного волокна (пятого сорта волокон 7-го типа)- 6,66. Те же значения соответственно составляют 14,71 и 5,69 для пневмомеханического способа прядения (Рис.2). Следует отметить, что снижение технологических свойств волокна приводит к уменьшению влияния особенностей способа прядения.

Рисунок 2. Обобщенные показатели геометрических свойств волокон различного типа и сорта (пневмомеханический способ прядения)

Для общей характеристики волокнистого сырья, учитывающей ряд технологических свойств, используется показатель, называемый прядильной способностью волокна. Прядильную способность волокна определяется максимальной длиной (км) пряжи, соответствующей стандарту, полученной из 1 кг сырья [3].

 Для расчета этого показателя необходимо определить минимально возможную линейную плотность пряжи, вырабатываемую из данного сорта хлопка волокна по формуле, предложенной А.Н.Соловьевым

                                             (3)

                                                                (4)

где - относительная разрывная нагрузка волокна, сН/текс;  -линейная плотность волокна, текс;  -коэффициент, учитывающий состояние оборудования; - относительная неровнота пряжи, %;  -коэффициент, выбираемый в зависимости от разницы между фактическим и критическим коэффициентами крутки; - коэффициенты, учитывающие тип волокна и систему прядения; .- штапельная длина волокон, мм.

По этой формуле выполнены расчеты для области изменения свойств волокон на уровне первого сорта 4 типа. На основе результатов расчетов построены диаграммы изменения минимально возможной линейной плотности пряжи (рис.3.), в зависимости от каждого показателя свойств.

Установлено, что закономерность зависимости имеет криволинейный характер.

Анализ показывает, что изменения линейной плотности волокна (T) от 0,13 до 0,18 текс приводит к увеличению линейной плотность пряжи до 32,86 %. При изменении относительной разрывной нагрузки волокон (R) от 22,0 до 29,5 сН/текс минимальная линейная плотность пряжи снижается до 28,42 %. Увеличение длины волокон (L) в диапазоне 25,0÷35,0 миллиметра позволяет снизить минимальную линейную плотность пряжи до 72 %.

Такие расчеты были произведены для всех типов хлопка волокна с учетом способов прядения. Эти расчеты подтвердили вышеуказанную закономерность изменения. При этом из волокон отдельных селекционных сортов хлопка, относящих к четвертому типу, можно вырабатывать пряжу с минимальной линейной плотности до 15, 4 текс.

Рисунок 3. Влияние изменения свойств волокна на вероятную минимальную линейную плотность пряжи

Сравнивая приведенных способов оценки пригодности волокон получению пряжи задаваемыми показателями, можно сделать следующие выводы:

• закономерность изменения обобщенного показателя геометрических свойств волокон в основном зависит от свойств волокон, а не от способа прядения;
• обобщенный показатель геометрических свойств волокон позволяет сравнительно оценит технологические возможности, но для установления уточненного ассортимента пряжи требуется экспериментальные исследования;
• методом расчета минимально возможной линейной плотности пряжи можно оценит не только технологические условия, а также экономичность использования сырья.

Список литературы:

1. Корицкий К.И. Технико-экономическая оценка и проектирование текстильных материалов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.
2. O`z DSt 604:2016. Волокно хлопковое. Технические условия.
3. Борзунов И.Г. и др. Прядение хлопка и химических волокон (проектирование смесей, приготовление холстов, чесальной и гребенной ленты): Учебник для втузов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -376 с.