Исследование влияния показателей свойств хлопкового волокна на качества пряжи

Study of the influence of indicators of properties of cotton fiber on the quality of yarn

Юсупалиева У.Н. Матисмаилов С.Л. Арипова Ш.Р.

25.02.2021 184

2(83)

15. Технология материалов и изделий текстильной и легкой промышленности

Цитировать:

Юсупалиева У.Н., Матисмаилов С.Л., Арипова Ш.Р. Исследование влияния показателей свойств хлопкового волокна на качества пряжи // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11234 (дата обращения: 24.04.2024).

Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена исследованию влияния показателей свойств хлопкового волокна на физико-механические показатели свойств пряжи. Анализ полученных результатов исследований показывают, что в результате повышения прочности и уменьшения неровноты, улучшилась стабильность процесса прядения, и уменьшилось количество обрывов на прядильных машинах.

ABSTRACT

The article is devoted to the study of the influence of indicators of properties of cotton fiber on the physical and mechanical indicators of properties of yarn. The analysis of the obtained research results shows that as a result of increasing strength and reducing unevenness, the stability of the spinning process has improved, and the number of breaks on spinning machines has decreased.

Ключевые слова: хлопок, волокно, прочность, неравномерность, прядение, линейная плотность, качество.

Keywords: cotton, fiber, strength, unevenness, spinning, linear density, quality.

Несмотря на то, что показатели развития текстильной промышленности значительно растут, по-прежнему остается много нерешенных вопросов и проблем по дальнейшему развитию производства, внедрению инновационных технологий, эффективному использованию из местного сырья. В частности, недостаточно проведены научные исследования по экспресс-определению свойств выращиваемого в стране хлопкового волокна, прогнозированию качества пряжи и последующих продуктов, а также использованию компьютерных технологий для комплексного определения взаимосвязи между волокнами и пряжей и отдельными показателями качества.

В связи с этим одной из важных задач является исследование влияния показателей свойств хлопкового волокна для выработки качественной пряжи с потребительскими свойствами.

Исследования проводились на технологических оборудованиях немецких компаний «TRUETZSCHLER» и «CHEX SAURER», установленном в прядильной лаборатории Ташкентского института текстильной и легкой промышленности.

Эксперименты проводились с использованием пассивного метода для определения взаимосвязи между показателями свойств хлопкового волокна и хлопковой пряжи с линейной плотностью 29 текс полученной на пневмомеханическом прядении.

Пассивные исследования играют важную роль в изучении процессов, выполняемых в текстильной технологии, главным образом в построении взаимосвязи между характеристиками сырья и показателями свойств пряжи [1].

В качестве входящих факторов были приняты следующие показатели свойств сырья:

- показательмикронейра (Mic), mg/dyum;

- удельная разрывная нагрузка волокна, (Str) sN/teks;

- средняя длина верхней половины (Len), mm;

- индекс продольной плоскости (UNF),%

Эти факторы были выбраны на основе априорных данных, имеющихся в ряде теоретических исследований, и была использована следующая модель

(1)

Модель (1) полезна при решении проблемы интерпретации пассивных исследований и дает достаточную информацию об уровнях линейного () нелинейного () влияния факторов [1].

При построении уравнений регрессии кодированные значения факторов кодировались в диапазоне от (-1) до (+1) для каждой независимой переменной. Когда минимальное значение независимой переменной задано как «-1», а максимальное значение в диапазоне «+1», получаются соответствующие кодированные значения факторов естественного уровня.

(2)

- текущий натуральный показатель фактора;

- натуральные показатели между началом и концом интервалов.

Исходящие параметры, т.е. как параметры оптимизации:

- удельная разрывная нагрузка пряжи, sN/teks;

- квадратическаянеравнот пряжи по разрывной нагрузке,%.

- количество обрывов на 1000 камер в час.

Для каждого оптимального параметра было получено уравнение регрессии.

На основе стандартного плана эксперимента (методом малых квадратов) определялись коэффициенты уравнений регрессии.

Во всех вариантах по схеме прядения учебной лаборатории кафедры полуфабрикатов и прядения из качественных хлопковых волокон 5 типа I сорта (селекционные сорта 1-вариант Бухара 102, 2-вариант Бухара 108, 3-вариант Ан-Байовут, 4-вариант-Наманган 77, 5-вариант Султан и 6-вариант Бухара 6) получена пряжа с линейной плотностью 29 текс (Ne 20).

Показатели качества сырья определена на приборе HVI 1000 [3], показатели качества пряжи - на современном измерительном приборе PREMIER (Индия) в порядке, указанном в стандарте (Технический нормативный документ).

Таблица 1.

Качественные показатели хлопкового волокна 5-типа I-сорта разных селекционных сортов

Области	Селекцион-ные сорта	Mic Микро-нейр	Len средняя длина верхней половины		Strenght Удельная разрывная нагрузка волокна, гс/текс	RD Коэффи-циент отражения, %	+b Степень желтизны, %	T Треш код	UL Индекс однород-ности	UHML *Верхняя средняя длина дюйм100**	Elong Удлине-ние при разрыве, %	SFI Индекс коротких волокон, %
Области	Селекцион-ные сорта	Mic Микро-нейр	дюйм	мм		RD Коэффи-циент отражения, %	+b Степень желтизны, %	T Треш код	UL Индекс однород-ности	UHML *Верхняя средняя длина дюйм100**	Elong Удлине-ние при разрыве, %	SFI Индекс коротких волокон, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Джиззах	Бухара 102	4,6	1,21	30,73	27,0	76,3	9,1	4	81,3	113,8	6,6	6,8
Андижан	Бухара 108	4,9	1,13	28,80	25,3	74,8	9,0	5	77,9	114,4	8,1	6,1
Сирдарья	Ан-Баявут	4,7	1,17	29,86	26,3	72,3	9,3	4	79,5	111,0	7,4	9,6
Наманган	Наманган 77	4,8	1,17	29,72	25,8	76,9	8,8	5	80,3	112,9	8,9	4,8
Самарканд	Султан	4,5	1,16	29,46	27,6	78,0	9,1	5	83,4	111,7	8,5	7,5
Кашкадарья	Бухара 6	4,4	1,19	30,22	27,3	78,9	9,6	2	82,8	113,8	7,9	5,1

Полученные результаты эксперимента сравнивались с технико-нормативным документом и нормативами «USTER-STATISTICS 2018».

Эксперименты проводились в шести вариантах сортировки, и при исследовании каждого сорта определялись показатели качества волокна при сортировке на испытательном приборе «HVI», а также определялись качество пряжи, полученной в каждом варианте.

Показатели качества хлопкового волокна разных селекционных сортов 5 -го типа I сорта, выращиваемого в разных регионах, по вариантам приведены в таблице-1.

Из ленты по последовательности каждого варианта, на пневмомеханической прядильной машине BD-330 были получены пряжи с линейной плотностью 29 текс.

Качество текстиля, трикотажа и других изделий легкой промышленности неразрывно связано с качеством пряжи. Поэтому большое внимание следует уделять не только количеству, но и качеству продукта, чтобы он соответствовал мировым стандартам [2].

С учетом вышеизложенного, были изучены физико-механические показатели свойств пряжи.

Результаты средних основных физико-механических показателей свойств пряжи для шести вариантов приведены в таблице-2.

Таблица 2.

Физико-механические показатели свойств пряжи

№	Наименование показателей	Варианты
№	Наименование показателей	1	2	3	4	5	6
1	Линейная плотность пряжи, текс	29,52	29,4	29,45	29,51	29,38	29,36
2	Коэффициент вариации по линейной плотности, %	2,2	2,3	2,3	2,4	2,2	2,1
3	Разрывная нагрузка, сН	345	312	321	316	335	355
4	Удельная разрывная нагрузка,сН/текс	11,7	10,6	10,9	10,7	11,4	12,1
5	Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %	10,2	11,6	11,3	10,8	9,6	9,9
6	Удлинение, % мм	5,3 2,65	4,7 2,35	5,0 2,5	4,9 2,15	5,1 2,55	5,6 2,8
7	Качественные показатели	1,147	0,914	0,965	0,99	1,187	1,222
8	Кручение, кр/м	846	843	852	848	850	856
9	Коэффициент кручения,_т	45,96	45,7	46,2	46,07	46,07	46,4
10	Коэффициент использования прочности волокна из прочности пряжи, (КИП)	0,433	0,419	0,414	0,415	0,413	0,443
11	Разрывная работа, Н см	457,1	366,6	401,25	387,1	427,1	497
12	Относительная работа при разрыве 1 г пряжи ,мДж	30,97	24,94	27,25	26,24	29,07	33,88
13	Количество волокон в поперечном сечении нити	163	149	153	156	162	169
14	Количество обрывов на 1000 камер в час - на 1 км пряжи	75 11,1	94 13,9	88 13,2	82 12,2	68 10,1	60 9,01

Кроме основных параметров оценки качества пряжи, также определены разрывная работа и относительная разрывная работа в 1 г пряжи.

Для определения разрывной работы использована следующая формула

, (1)

Здесь, - коэффициент полноты диаграммы, для хлопкового волокна этот коэффициент составляет 0,49-0,51, (принимаем 0,5).

Для сравнения пряжи, полученных в шести вариантах, относительную работу разрыва в 1 г пряжи рассчитывали по следующей формуле

(2)

Здесь, q - вес исследуемой пряжи 0,5 грамм

Р– разрывная нагрузка пряжи, сН;

l- удлинение при разрыве, см.

Как видно из таблицы-2, показатели качества пряжи во всех вариантах соответствуют сортовым требованиям стандарта.

На рисунке-1 показаны основные физико-механические свойства пряжи по вариантам в виде гистограмм. Видно, что лучшие характеристики по удельной разрывной нагрузке (12,1 сН / текс), неровноте (9,9%) и удлинению пряжи были достигнуты в шестом варианте. Второй вариант показывает низкие качественные показатели пряжи. Сравнивая качество пряжи (Таблица-2) и качество смеси волокон (Таблица-1), можно сказать следующее:

- во втором варианте показатель микронейра показывает 4,8, а в шестом варианте 4,4. В результате количество волокон в поперечном сечении пряжи составляет 149 и 169 соответственно.

- удельная разрывная нагрузка пряжи составляет 25,3 сН/текс во втором варианте и 27,3 сН/текс в шестом варианте;

- длина волокна во втором варианте менее 1,42 мм;

- равномерность волокон выше 4,9%.

Рисунок 1. Основные физико-механические свойства пряжи

В результате увеличения прочности и уменьшения неровности пряжи улучшалась стабильность процесса прядения, а количество обрывов в прядильных машинах уменьшалось. Количество обрывов на 1 км пряжи составило 9 обрывов шести вариантах, что на 35,3% меньше по сравнению с вариантом 2, количество обрывов также было низким по сравнению с другими вариантами.

Список литературы:

М.М.Варковецкий «Оптимизация процессов хлопкопрядения» М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982г.
Коган А.Г., Скобова Н.В. «Технология и оборудования для производства ровницы и пряжи», Витебск, 2009 г.
Thilagavathi G., Karthik T. Process control and yarn quality in spinning. Woodhead publishing India PVT LTD. New Delhi 2016 y. 421 pg.

Информация об авторах