Разработка технологии выработки пневмомеханической пряжи из козьего пуха

Эпоха научно-технического прогресса характеризуется быстрым развитием науки и техники, внедрением их достижений в промышленное производство, значительным усложнением выпускаемых изделий, разработкой новых материалов.

В области прядильного производства технический прогресс второй половины двадцатого века вызвал, одновременно с продолжением совершенствования кольцепрядильных машин — их автоматизацией и роботизацией, создание новых безверетенных прядильных машин.

В современной технологии прядильного производства наибольшее распространение получил пневмомеханический способ прядения, обеспечивающий резкое повышение производительности, более рациональное использование сырья, позволяющий осуществить полную автоматизацию процесса. Создание высокоэффективных, надежных и прочных пневмомеханических прядильных машин является основной задачей сегодняшнего дня.

При производстве пряжи пневмомеханическим способом возможна переработка волокон широкого диапозона длины и тонины. Осуществляется промышленная переработка главным образом хлопковых, шерстяных и химических волокон. С положительными результатами проведены исследования по прядению котонизированного льна, собачьей и кроличьей шерсти пневмомеханическим способом.

Производство пряжи, отличающейся от классической по строению и свойствам, расширяет возможности для разработок новых видов тканей и трикотажа.

Несмотря на огромное разнообразие химических волокон и изделий из них, одежда из натуральных материалов по-прежнему остается в моде. В условиях сегодняшней перенасыщености рынка производители заинтересован ны в появлении новых материалов и форм одежды.

Расширение сырьевого состава перерабатываемых в пряжу волокон за счет натуральных видов сырья является актуальной современной задачей. Ее решение имеет особенное значение для обеспечения потребностей населения нашей страны, где природно-климатические условия вызывают необходимость производства теплых видов одежды.

Козоводство и изготовление изделий из козьего пуха является традиционным промыслом многих областей России: Волгоградской, Воронежской, Оренбургской, Горного Алтая и других. Высокие продуктивные и жизнеспособные свойства коз, а так же стойкая передача хозяйственно-полезных признаков потомству прозволяют практиковать их разведение во многих регионах для получения шерсти и пуха, молока, шкур, мяса.

Обзор отечественной и зарубежной литературы выявил отсутствие сведений об использавании козьего пуха при получении пряжи пневмомеханическим способом.

Целью данной работы является разработка технологии производства пряжи из козьего пуха пневмомеханическим способом и оптимизация заправочных параметров прядильной машины ППМ-240-Ш, с целью повышения эффективности выпуска качественного продукта и обеспечения рационального использования сырья.

Изучение современного состояния вопроса выдвинуло постановку и решение следующих задач: исследование сложившихся условий и перспектив развития козоводства, а так же технологических свойств козьего пуха, поступающего на перерабатывающие предприятияисследование возможности выработки пневмомеханической пряжи из козьего пухаразработка технологической цепочки по производству пряжи из козьего пухапровести оптимизацию заправки прядильной машины ППМ-240-Ш с учетом наиболее важных технологических свойств пряжиизучить свойства пневмомеханической пряжи из козьего пуха и трикотажных изделий из нееразработать приборы для инструментальной оценки свойств трикотажных полотен из козьего пуха.

Научная новизна работы: определены оптимальные параметры заправки прядильной машины при производстве пряжи из козьего пухаописаны приборы, сконструированные для инструментальной оценки устойчивости к истиранию ворса и ворсистости трикотажных образцов из козьего пухапроведена сравнительная оценка свойств трикотажных образцов из пряжи пневмомеханического и кольцевого способов пряденияисследования показали, что трикотажные полотна, выработанные из пневмомеханической пряжи из козьего пуха обладают лучшими теплозащитными свойствами, имеют большую устойчивость к истиранию и оригинальный внешний вид.

Практическая ценность работы состоит в том, что использование результатов теоретических и экспериментальных исследований позволяет выработать пряжу из козьего пуха новой структуры и свойств, что приведет к расширению разнообразия выпускаемых из нее изделий.

Замена пряжи кольцевого способа прядения на пневмомеханическую позволит снизить материалоемкость изделий за счет большей объемности пряжи предлагаемого способа.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научно-технической конференции в ДИТУД УлГТУ (1997). По материалам работы опубликовано пять статей.

Технологическая цепочка по производству пневмомеханической пряжи из козьего пуха была внедрена на АО «Ореншаль» .

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Изучение породных групп коз и мест их распространения показало, что основные районы разведения коз пуховых пород остались на территории России, что позволяет использовать мощную научнопроизводственную базу по получению и переработке козьего пуха и открывает перспективы увеличения объемов его производства и улучшения качества.

2.Анализ существующих направлений моды и потребностей населения показывает постоянный интерес к изделиям из козьего пуха, обусловленный высокой гигроскопичной и теплозащитной способностью данного вида волокна, хорошей формоустойчивостью и носкостью изделий.

3.Изучение и анализ литературных источников показали, что до настоящей работы для получения пряжи из козьего пуха пневмомеханический способ прядения не использовался. Применение данного метода позволяет получить пряжу нового вида, за счет чего расширится ассортимент выпускаемых трикотажных изделий.

4. На основании опыта работы АО «Ореншаль» и обзора технической литературы разработана технологическая цепочка производства пневмомеханической пряжи из козьего пуха для трикотажных изделий.

5. Проведение эксперимента по плану центрального рототабельного планирования второго порядка при переменных значениях крутки, вытяжки и частоты вращения прядильных камер, где за критерии оптимизации приняты относительная разрывная нагрузка, относительное разрывное удлинение и объемная масса пряжи, позволило получить математические модели, анализ которых выявил влияние каждого фактора. Построение поверхностей отклика дает возможность прогнозирования свойств пневмомеханической пряжи при изменении заправочной крутки и вытяжки.

6. Задача оптимизации технологического процесса выработки пневмомеханической пряжи осуществлена решением мнегокритериальной задачи, в результате чего были получены параметры заправки машины: крутка 430 м-1, вытяжка 120, частота вращения прядильных камер 13 000 мин-1.

7. Сравнение свойств кольцевой и пневмомеханической пряжи, выработанной из смески одинакового состава показало, что предлагаемый в данной работе способ формирования позволяет получить равномерную по линейной плотности и относительной разрывной нагрузке пряжу, диаметр которой на 12,6% больше, чем у кольцевой. Большая объемность пневмомеханической пряжи является одним из резервов экономии сырья. Из опытной партии пряжи были изготовлены головные платки и проведена их сравнительная визуальная оценка, показавшая высокое качество и оригинальный внешний вид изделий из пневмомеханической пряжи.

8. В настоящее время для оценки качества трикотажных изделий из пуха используется субъективный органолептический способ, который не позволяет зафиксировать разницу ворсистости полотен из пряжи различных способов производства. Для изучения ворсистости трикотажных пуховых полотен был сконструирован и изготовлен прибор и разработана методика оценки. На предложенном приборе производится опаливание волокон ворса на различной высоте от поверхности трикотажного полотна, что позволяет оценить массовую долю волокон ворса различной длины. Исследованиями установлено, что ворсистость трикотажных образцов из пневмомеханической пряжи на 5,7% выше, чем у образцов из пряжи кольцевого способа прядения.

9. Анализ существующих приборов и методов испытаний износостойкости выявил ряд отклонений от реальных условий эксплуатации пуховых трикотажных изделий. В связи с чем, был сконструирован и создан прибор, в котором волокна истираемого ворса потоком воздуха удерживаются в вертикальном положении, а оторвавшиеся в результате истирания кончики постоянно отводятся из зоны истирания.

Проведен выбор параметров работы прибора для получения наиболее точных результатов испытаний. Исследования износостойкости показали более высокую устойчивость к истиранию образцов из пневмомеханической пряжи.

10. Оценка теплозащитных свойств трикотажных изделий из кольцевой пряжи 100 текс и пневмомеханической 90 текс выявила более высокие показатели у второго образца. Таким образом, повышенная объемность пневмомеханической пряжи позволяет экономить сырьевые ресурсы без ухудшения потребительских свойств изделий.

11.Промышленная наработка пневмомеханической пряжи из козьего пуха в условиях АО «Ореншаль» показала, что предлагаемая технология обеспечивает снижение себестоимости пряжи, улучшение ее физико-механи ческих свойств, что позволяет получить годовой экономический эффект в размере 20 000 руб. (в ценах 1990 года).