Исследование ворсистости хлопко-нитроновой пряжи

Studying of the hairiness of cotton-nitron yarn
Цитировать:
Исследование ворсистости хлопко-нитроновой пряжи // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Ражапов О.О. [и др.]. 2018. № 12 (57). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/6708 (дата обращения: 26.10.2020).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся результаты исследования влияния сырьевого состава и частоты вращения дискретизирующего барабанчика на ворсистость хлопко-нитроновой пряжи пневмомеханического способа прядения.

ABSTRACT

The article presents the study of the hairiness of the raw material composition and rotation frequency of the opening roller on the hairiness of cotton-nitron yarn of the rotor spinning.

 

Ключевые слова: ворсистость, дискретизирующий барабанчик, нитрон, волокно, задачи оптимизации.

Keywords: hairiness, the opening roller, nitron, fiber, optimization tasks.

 

Ворсистость является одной из характеристик геометрических свойств пряжи, это мало выступающие из тела пряжи кончики отдельных волокон. Они не участвуют в создании прочности пряжи, делают её пушистой, не стойкой к трению. Выступающие на поверхности пряжи волокна могут сцепляться с волокнами соседних нитей и вызывать обрывность на ткацком и трикотажном оборудовании [1].
В данной работе исследовано влияние сырьевого состава и частоты вращения дискретизирующего барабанчика на ворсистость хлопко-нитроновой пряжи, полученной пневмомеханическим способом прядения, и определены условия снижения ворсистости [2].
Пряжа линейной плотности 20 текс выра­батывалась на пневмопрядильной машине BD-330.
Варьировалось два фактора: доля содержания нитрона в смеси (Х1) на уровнях 0%, 10%, 15% и частота вращения дискретизирующих барабанчиков (Х2) на уровнях 6000, 6500, 7000 мин-1 (в кодированном виде значения обоих факторов равны –1, 0, +1).
Для решения задачи оптимизации проведён полный факторный эксперимент ПФЭ 32 [3].
Параметрами оптимизации являлись: у1 – ворсистость пряжи, см; у2 – удельная разрывная нагрузка пряжи, гс/текс; у3 – коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %.
План и результаты экспериментов приведены в таблице 1.
Оценка ворсистости пряжи осуществлялась двумя методами: методом микроскопии с использованием высоко увеличивающего микроскопа «Nikon» и путём тестирования пряжи на приборе PREMIER.

Таблица 1. 

План и результаты экспериментов

Фактор

Фактор

Параметры оптимизации
опыта Х1 Х2 Х1-содер-жание нитрона, % Х2-частота вращения дискрети-зирующего барабанчика, мин-1 y1 - вор-систость пряжи, см y2 - удельная разрывная нагрузка, гс/текс y3 - коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %
1 1 -1 15 6000 4,06 10,2 10,1
2 1 0 15 6500 4,34 10,2 10,0
3 1 1 15 7000 4,78 10,0 10,3
4 0 -1 10 6000 3,73 10,4 9,3
5 0 0 10 6500 3,84 10,5 9,2
6 0 1 10 7000 3,98 10,3 9,5
7 -1 -1 0 6000 3,22 11,0 8,9
8 -1 0 0 6500 3,34 11,2 8,6
9 -1 1 0 7000 3,48 10,9 9,0

 

 Результаты микроскопии пряжи приведены на рис. 1.

 
 

Рисунок 1. Электронно-микроскопические снимки исследуемых образцов 

 

Изучая микрофотографии представленные на рис.1. можно сделать следующие выводы:
  • ворсистость пряжи любого сырьевого состава (см. по горизонтали) возрастает с увеличением частоты вращения дискретизирующего барабанчика, распрямлённость волокон снижается;
  • ворсистость пряжи возрастает с увеличением доли в сырьевом составе нитроного волокна (см. по вертикали), что объясняется структурой волокна нитрон и его повышенной электризацией в процессе переработки;
  • наиболее высокую ворсистость имеет хлопко-нитроновая пряжа с содержанием 15% ПАН, выработанная при частоте вращения дискретизирующего барабанчика – 7000 об/мин. 
Таблица 2.
Индекс ворсистости

 

Оценка ворсистости пряжи при её тестировании на приборе PREMIER проводилась по двум показателям: индексу ворсистости и числу ворсинок на 100 метрах пряжи. Кроме этого замеры выполнение на приборе PREMIER позволяют с помощью оптико-электрической сканирующей системы не только регистрировать количество ворсинок, но и распределять их по 8 группам длин. Результаты оценки ворсистости по вариантам приведены в таблице 2 и на рис.2.
Из таблицы 2 и рис.2. видно, что индекс ворсистости пряжи у хлопковой пряжи 3,22-3,48, с вложением 10% нитрона в смеску – 3,73-3,98, а с вложением 15% нитрона – 4,06-4,78, т.е. ворсистость пряжи увеличивается при увеличении доли нитрона в смеси. Если рассматривать влияние частоты вращения дискретизирующего барабанчика на ворсистость пряжи, то видим, что при каждом сырьевом составе ворсистость пряжи повышается с увеличением частоты вращения т.к. ворсистость пряжи на 40-78% зависит от конфигурации волокон внутри тела пряжи, которая для пряжи пневмомеханического способа прядения определяется в основном процессом в прядильной камере.

 

Рисунок 2. Зависимость индекса ворсистости пряжи от сырьевого состава и частоты вращения дискретизирующего барабанчика

 

Из рис.2. так же видно, что если ворсистость хлопковой пряжи при увеличении частоты вращения дискретизирующего барабанчика возрастает незначительно (на 8%), то с увеличением содержания нитрона в смеске до 15% ворсистость возрастает более резко на 17,7%, так как при чрезмерно высокой частоте вращения химическое волокно вследствие своей хрупкости укорачивается, а также электризуется, это хорошо видно и на спектрограммах ворсистости 3D (рис.3.).

 

а - хлопковая пряжа 
 
б - с вложением 10% нитрона
 
в - с вложением 15% нитрона
Рисунок 3. Спектрограммы 3D-ворсистости пряжи при частоте nдб - 7000 мин-1

 

Пики в интервале 5- 20 см указывают в качестве основной причины ворсистости пряжи процессы, происходящие в прядильной камере.
Зависимость между количеством ворсинок на 100 м пряжи от сырьевого состава или частоты вращения дискретизирующего барабанчика отсутствует.
Распределение количества ворсинок по группам длин приводится в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что полученная пневмомеханическим способом прядения пряжа, как хлопчатобумажная, так и хлопко-нитроновая всех вариантов, на 83-87% состоит из ворсинок длиной 3 мм, на 11,5-15,5% – длиной 4 мм, на 1-2% – длиной 5 мм, на 0,1-0,36% – длиной 6 мм. Ворсинки длиной от 7 до 10 мм в пряже, полученной пневмомеханическим способом, практически не встречаются. Количество ворсинок любой группы длин не зависит ни от сырьевого состава, ни от частоты вращения дискретизирующего барабанчика.
Для каждого параметра оптимизации, приведённых в таблице 1, рассчитаны коэффициенты регрессионных зависимостей.
Для у1 (индекс ворсистости пряжи) уравнение регрессии принимает вид:
                                      (1)
Из уравнения 1 видно, что ворсистость хлопко-нитроновой пряжи возрастает с увеличением доли волокна нитрон в смеси и с увеличением частоты вращения дискретизирующего барабанчика, причём влияние на ворсистость пряжи сырьевого состава в 2,5 раза выше.
Регрессионные зависимости для у2 и у3 имеет вид:
                              (2)
                                   (3)
С помощью полученных регрессионных зависимостей была сформулирована и решена задача оптимизации: минимизировать ворсистость пряжи при ограничениях снизу на удельную разрывную нагрузку и сверху на коэффициент вариации по разрывной нагрузке.
Выводы:
  1. Ворсистость пряжи увеличивается при увеличении долевого содержания нитрона в смеси.
  2. орсистость пряжи возрастает с увеличением частоты вращения дискретизирующих барабанчиков.
  3. Зависимость между количеством ворсинок на 100 м пряжи от сырьевого состава или частоты вращения дискретизирующего барабанчика отсутствует
  4. Оптимальным является вариант с содержанием 10% нитрона в смеске и частоты вращения дискретизирующего барабанчика 6500 об/мин.

 

Список литературы:
1. Труевцев Н.Н. Свойства пряжи пневмомеханического способа прядения. Ленинград, 1977 г.
2. Фролов В.Д. и др. Технология и оборудование текстильного производства. Ч.1. Производство пряжи и ни-тей. Иваново. ИГТА. 2006 г.
3. Семенов В.А. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. Стандарт третьего поколения. Питер. 2013 г.

 

Информация об авторах

докторант, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Узбекистан, г.Ташкент

doctoral student, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent 

канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Узбекистан, Ташкентская область, г. Ташкент

Candidate of technical sciences, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent

старший преподователь, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г.Ташкент

senior teacher, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent

старший преподователь, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г.Ташкент

senior teacher, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top