автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка метода проектирования пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья

/ КАРРО ЕЛЕНА ВИКТОРС

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЯЖИ С ВЛОЖЕНИЕМ КОЗЬЕГО ПУХА НА ОСНОВЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ СЫРЬЯ

Специальность 05 19 02 -Технология и первичная обработка текстильных

материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003069490

Работа выполнена на кафедре технологам шерсти Московского государственного текстильного университета им А Н Косыгина и в ОАО НПК «ЦНИИШерсть»

Научный руководитель

- доктор технических наук, доцент Разумеев Константин Эдуардович

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Павлов Ювиналий Васильевич

- кандидат технических наук, доцент Родионов Вячеслав Алексеевич

Ведущая организация

-Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт

хлопчатобумажной промышленности) (ФГУП ЦНИХБИ)

Защита состоится «30» мая 2007 года в 10 часов, на заседании диссертационного совета К 212 139 01 в Московском государственном текстильном университете им А.Н Косыгина по адресу. 119071, г. Москва, М Калужская, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета им. А Н. Косыгина

Автореферат разослан «<?/» ¿саЛ&ыл.? 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Шустов Ю С

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

1 Метод проектирования чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья

2 Результаты теоретических исследований и математические расчеты для выработки пряжи с вложением козьего пуха

3 Рекомендации по дополнениям и изменениям в нормативную документацию на козий пух (ТУ, новые группы в классификации смесей)

4 Экспериментально полученные значения поправочных коэффициентов (А) в формулах для ряда предприятий отрасли

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Козий пух является специфическим видом сырья продукции коз, отличающимся ценнейшими технологическими свойствами, главным из которых является тонина В мировой практике текстильного производства в настоящее время востребован выпуск пряжи, ткани с вложением редких видов волокон, пользующихся повышенным спросом В отечественной промышленной практике вложение козьего пуха в смеси для камвольного прядения не применялось В связи с этим, в данной работе были впервые использованы волокна козьего пуха при выработке чистошерстяной камвольной пряжи

Исследованиями технологии и вопросами переработки козьего пуха занимались зарубежные и отечественные ученые-текстильщики В то же время недостаточно изучены технологические, морфологические характеристики козьего пуха, что не дает в полном объеме использовать сырьевые резервы шерстяной промышленности

Производство чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха позволит расширить ассортимент вырабатываемых изделий, поэтому проблема разработки методики проектирования пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья является актуальной

Целыо диссертационной работы является разработка технологии выработки чистошерстяной пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментальных определений свойств сырья

Задачами исследования являются

- проведение дополнительных расчетов прядильной способности и испытания волокон, входящих в смеси, предназначенные для выработки чистошерстяной пряжи с вложением редких видов волокон с целью прогнозирования высшего расчетного номера (линейной плотности),

- определение высшего расчетного номера, который может быть получен на конкретном оборудовании при выработке пряжи с нормированной обрывностью,

- определение резерва прядильной способности для смеси мериносовой шерсти с козьим пухом,

Таблица 3 Физико-механические показатели компонентов смеси

Состав смеси

№ Наименование показателя Шерсть мериносовая-80% Козий пух -20%

Шерсть мериносовая Козий пух

1 Тонина, мкм 21,0 24,0

2 Длина, мм 72,0 92,4

3 Содержание растительных примесей, % 0,95 1,0

4 Содержание остевых волокон, % - 3,5

5 Массовая доля остаточного жира 1,2 1,5

б Цвет белый белый

Анализ результатов испытаний показывает, что полученные данные по качеству закупленного сырья соответствуют требованиям, предъявляемым к видам сырья, предназначенным для выработки пряжи запланированной линейной плотности - 19 текс х 2 и 31 текс х 2

Длина волокон в топсе наряду с их тониной является предопределяющим показателем прядильной способности компонентов смеси Для расчета длины волокон в топсе (Н), которую возможно получить, исходя из основных физических характеристик сырья, была использована формула, предложенная Австралийской корпорацией шерсти и уточненная для ряда камвольных прядильных фабрик в работах Разумеева К Э

Н = 0,52Ь + 0,478 + 0,950 - 0,19М - 0,45У - 3,5 + А (8) где Ь - средняя длина волокон, мм; 8 - средняя разрывная нагрузка волокон в штапеле, н/ктекс, Б - средний диаметр волокон, мкм, М - место разрыва волокон в штапеле, %, V - содержание растительных примесей, %, 3,5 - постоянный коэффициент, А - индивидуальная поправка для конкретного предприятия в зависимости от состояния технологического оборудования (для ОАО КО «Октябрь» А = +2мм, «Троицкая камвольная фабрика» А= +2,5мм, ТТК «Кросно» А= - 1мм)

Исходя из данных, приведенных в таблице 3 и процентного соотношения волокон в перерабатываемых смесях, были получены следующие величины Н-

Для смесового состава шерсть мериносовая - 80%, пух козий -20% Ь = 70,1 х 0,8 + 92,4 х 0,2 = 56,08 = 18,48 = 75,25 мм Б = 30,1 х 0,8 =45,2 х 2 = 24,08 + 9,04 = 33,12 н/ктекс Б = 21,0x0,8 = 24,0 х 0,2 = 16,8 + 4,8 = 21,6 мкм М = 45%; V = 1,2%, А| = +2мм, А2 =+2,5мм, А3= -1мм для ОАО КО «Октябрь» Н| =64,6 мм, «Троицкая камвольная фабрика» Н2=65,1 мм; ТТК «Кросно» Н3=61,6 мм

Полученный результат удовлетворяет норме по (Н) и подтверждает правильность выбора компонентов смеси по основным физико-механическим параметрам

Козья шерсть состоит из длинных прямых огрубленных волокон и тонкого шелковистого пуха, который обладает малой теплопроводностью,

значительной прочностью на разрыв, высокой валкоспособностью, мягким грифом и имеет небольшой удельный вес

Предлагаемый план переходов предназначен для выработки пряжи, содержащей нетрадиционные виды волокон и учитывающий их специфические свойства, а также особенности технологического процесса в условиях производства

Виды сырья и состав смесей Шерсть мериносовая 64" (d = 21 мкм), I дл , мз - 80 % Пух козий (d = 19 мкм), I дл , мз - 20 % План подготовки смеси с козьим пухом Трепальная машина - Расходный лабаз - Смешивание на разрыхлительно-трепальном агрегате и замасливание - Вылеживание в расходном лабазе

План выработки monea Кардочесальная машина - Ленточная машина - 3 перехода - Гребнечесальная машина - Ленточная машина - 1 переход -Красильный аппарат - Моечно-гладильно-сушильная машина - Ленточная машина - 2 перехода - Гребнечесальная машина - Ленточная машина - 2 перехода - Ленточная машина с авторегулятором вытяжки План выработки ровницы Меланжир - Ленточная машина с авторегулятором вытяжки - Ленточная машина (2 выпуска) - Ленточная машина (4 выпуска) -Ровничная машина ( 44 выпуска) План выработки пряжи

Таблица 4 Параметры работы прядильной машины

Параметры Пряжа 19 текс

Крутка, кр/м 570

Вытяжка 17,4

Частота вращения веретен, мин 7500-8000

Скорость выпуска, м/мин 13,0-14,0

Параметры работы мотального автомата скорость перематывания - 600 - 700 м/мин, чувствительность прибора - (+ 100 - 200 %), индекс материала -7,0 - 7,5, длина вырезаемого порока - 3 см

Параметры работы тростильной машины скорость трощения - 400 -500 м/мин, количество стращиваемых нитей - 2, плотность намотки - 0,4 г/см3

Параметры работы крутильной машины двойной крутки линейная плотность пряжи - 19 текс х 2, частота вращения крутки крутильного органа, мин - 8000, крутка, кр/м - 550

Предложенная выше технология переработки козьего пуха позволила разработать временный технологический режим выработки шерстяной пряжи с козьим пухом, необходимый для освоения этой продукции в производственных условиях

Качественные показатели выработанной крученой пряжи, указанные в таблице 5, соответствуют техническим требованиям ГОСТ 10290 на чистошерстяную ткацкую пряжу

Таблица 5 Качественные показатели выработанной крученой пряжи

Наименование показателя единица измерения Величина показателя

Пряжа чистошерстяная крученая с вложением волокон козьего пуха

суровая крашеная

1 Состав сырья, % - массовая доля шерстяного волокна 100 100

2 Кондиционная линейная плотность, Тк (№к) 22,2x2 (45/2) 22,45x2 (44,6/2)

3 Коэффициент вариации по линейной плотности, % 1,6 1,1

4 Разрывная нагрузка, гс 300,0 265,8

5 Относительная разрывная нагрузка, гс/текс 6,76 5,91

6 Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, % 12,2 3,8

7 Разрывное удлинение, % 15,2 8,1

8 Коэффициент вариации по удлинению, % 42,8 25,9

9 Количество кручений на 1 м 485,0 500,0

10 Коэффициент крутки, ат 31,8 33,8

11 Коэффициент вариации по крутке, % 14,8 16,5

Некоторой отличие в сторону уменьшения было отмечено по удлинению крученой пряжи на 1,0% Однако это не снижает технологические свойства пряжи, учитывая полученный уровень ее разрывной нагрузки, превышающий требования на 0,5 гс/текс Обрывность в прядении составила в среднем 290 обрывов на 1000 вер /ч, что находится в пределах норм (300 обрывов на 1000 вер 1ч )

В процессе выработки опытных партий пряжи проводился контроль основных показателей качества по основным переходам производства, начиная от сырья и закапчивая готовой продукцией — шерстяной ткацкой пряжей линейной плотности 22 текс, 22 текс х 2

В четвертой главе проведено исследование особенностей морфологической структуры волокон козьего пуха В работе были проведены исследования поверхности волокон козьего пуха и мериносовой шерсти Изучение поверхности волокон проводилось на световом микроскопе МБИ-6 На рисунках 1 - 2 приведены фотографии исследуемых видов шерсти, полученные с их отпечатков на полистироловой пленке при увеличении в 700 раз

Как видно из рисунка 1, характерной особенностью поверхности волокон козьего пуха является форма чешуек, которые охватывают собою всю поверхность и имеют вид вставленных друг в друга воронок Такой характер залегания и форма чешуек является признаком тончайших сортов шерсти Для сравнения на рисунке 2 представлены фотографии волокон мериносовой шерсти Характер расположения чешуек несколько отличается от козьего пуха Чешуйки охватывают собою окружность волокна не полностью, как у козьего пуха

На основании проведенных исследований поверхностной структуры волокон козьего пуха отмечены характерные особенности чешуйчатого слоя указанных волокон - плотно прилегающие чешуйки, придающие этим волокнам более гладкую поверхность и блеск Эта особенность

обуславливает поведение волокон при их переработке: предположительно они должны иметь более низкую вал кос п ос обн ость и прядильную способность и --------------------ами.

Цепкость и сопротивление скручиванию являются важными технологическими свойствами, благодаря которым волокна MOiyr перерабатываться в пряжу. Волокна козьего пуха в отличие от волокон овечьей шерсти и других текстильных волокон обладают меньшей цепкостью, которая характеризуется сопротивлением скольжению одних волокон по другим при отсутствии давления на них. Цепкость волокон шерсти объясняется чешуйчатым их строением и извитостью. Волокна пуха имеют чешуйки, более плотно прилегающие к стволу волокна, что не дает возможности формировать, без дополнительных средств обработки, из них очень тонкий холстик ватки, а из него получать ленту, ровницу и пряжу.

Текстильная промышленность в последние годы предъявляет все больший спрос на высококачественный тонкий, длинный козий пух различного цвета при хорошей уравненности, эластичности, прочности и незначительном содержании остевых волокон. Действующий ГОСТ 2260 «Пух козий немытый классиро ванный. Технические условия» предусматривает распределение пуха разных наименований на 4 класса с учетом наличия в нем остевых волокон и способа получения (чески или стрижки). Однако, этим стандартом не предусмотрено распределение пуха с учетом среднего диаметра волокон и их длины. В переработке предпочтение отдается более тонкому волокну (1 1-18 мкм) и длиной около 45 мм белого цвета. Тонина козьего пуха и другие характеристики значительно влияют на результат и ассортимент продукции. Обезволошенный пух позволяет получить пряжу меньшей линейной плотности, более равномерную и с меньшими отходами в производстве,

Республикой Алтай - основным производителем козьего пуха - была закуплена единственная в России специализированная чесальная линия по

Рисунок 1. KdjhII пук

Рисунок 2 Мериносовая шерсть

отделению остевых волокон от пуховых Оборудование введено в эксплуатацию при участии специалистов ОАО НПК «ЦНИИШерсть»

В связи с получением на данном оборудовании новой продукции возникла необходимость разработки нормативной документации ТУ с уточненными характеристиками качества пуха козьего немытого сортированного обезволошенного Для решения этого вопроса были проведены исследования козьего пуха горно-алтайской породы до и после обезволашивания по количеству выделяемого пуха, его тонине, длине, прочности и состоянию Определена разница между показаниями приборов, определяющих тонину (Air-Flow, OFDA и микроскоп), в диапазоне от 16,5 до 22,0 мкм

С целью разработки настоящих технических условий были получены исходные образцы пуха до и после обезволашивания (1-,2- и 3-кратного прочеса) Исследования были проведены в испытательном центре ОАО НПК «ЦНИИШерсть»

.4-Г"""

2 Образец 3

-Прочес -

~Исх.данные

_ OOpaiaij__

2 3

22 S3 2J 0«

Рис 1 Влияние процесса обезволашивания на % содержание остевых волокон

Рис 4 Влияние процесса обезволашивания на средний диаметр волокна

По компонентному составу из козьего пуха, предоставленного для исследования, можно выделить пух тонкий, средний и грубый По длине вполне возможно выделить пух 1-го, 2-го, 3-го классов и три группы по состоянию свободный, малозасоренный и сильнозасоренный

Следует отметить, что процесс обезволашивания способствует не только отделению более грубых волокон (рис 3) и, соответственно, утонению продукта (рис 4), но и повышению его уравненности по тонине и разрывной нагрузке

Прочность волокна по разрывной нагрузке пучком в разработанных ТУ должна быть не менее 9,5 сН/текс Образцы козьего пуха имели минимальное значение - 12,4 сН/текс, что превышает нормируемый показатель на 30% Эти данные характеризуют пух как прочное волокно Процент удлинения одиночного волокна дает возможность оптимизировать и прогнозировать поведение сырья в процессе производства пряжи Разрывное удлинение одиночного волокна составило не менее 40%, что для козьего пуха является хорошим показателем Указанные показатели качества пуха, включая его мягкость и эластичность, несомненно, улучшат его прядильную способность

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Проведенный анализ работ по проектированию свойств однородной пряжи из волокон различной природы позволил определить круг основных факторов воздействующих на основные показатели пряжи

2 Проведены дополнительные расчеты прядильной способности и испытания волокон, входящих в смеси, предназначенные для выработки чистошерстяной пряжи с вложением редких видов волокон (козьего пуха) с целью прогнозирования высшего расчетного номера (линейной плотности) пряжи

3 Исходя из фактических показателей качества волокон в смесях, выявлена целесообразность корректировки качества топса и планов выработки ровницы из смеси с вложением козьего пуха

4 Разработаны предложения по дополнению действующей классификации смесей камвольного производства составами смесей с вложением редких видов волокон

5 Предложена технология выработки камвольной чистошерстяной пряжи с использованием в смеси с мериносовой шерстью редких видов волокон - козьего пуха, с учетом основных технологических характеристик данного вида сырья

6 Разработаны временные нормы технологического режима выработки шерстяной пряжи с вложением редких видов волокон

7 По основным физико-механическим показателям выработанные опытные партии камвольной ткацкой шерстяной пряжи с вложением волокон козьего пуха линейной плотности 22 текс и 22 текс х 2, суровой и крашеной в оливковый цвет соответствуют требованиям, предъявляемым к камвольной пряже, предназначенной к переработке в ткацком производстве по ГОСТ 10290

8 Разработанные новые виды пряжи позволяют существенно расширить ассортимент шерстяных тканей костюмной группы, выпускаемых отечественной промышленностью, а также изделий из них При этом, и ткани, и швейные изделия будут значительно ниже (примерно в 1,5 раза) по цене в сравнении с зарубежными аналогами

9 Разработанные ТУ на козий обезволошенный пух способствуют повышению качества пухового сырья, поступающего в переработку, а значит и его реализационной цены, улучшению потребительских свойств продукции из него и, в целом, повышению экономической эффективности пухового козоводства России

10 Разработанные новые виды пряжи позволят существенно расширить ассортимент шерстяных тканей костюмной группы, выпускаемых отечественной промышленностью, а также изделий из них При этом, и ткани, и швейные изделия будут значительно ниже (примерно в 1,5 раза) по цене в сравнении с зарубежными аналогами

11 Анализ данных с использованием индивидуальной поправки (А) показывает, что из одного и того же сырья различные предприятия отрасли могут выработать гребенную лепту, существенно отличающуюся по показателю средней длины волокон в топсе (диапазон отклонений от +2,5 до -1,0 мм) Таким образом, предприятия с более эффективным оборудованием и технологическим процессом имеют преимущество в 3,5мм по длине волокон в гребенной ленте (топсе), что позволяет либо вырабатывать более качественную конечную продукцию (пряжу, ткани), либо удешевлять стоимость закупки сырья без утраты необходимого уровня качества топса (в сравнении с менее эффективными предприятиями-конкурентами)

12 При оценке тонины наиболее тонких видов шерсти, когда точность измерения тонины может оказать существенное влияние на решение о выборе сырья для производства наиболее качественных видов шерстяных изделий (камвольной пряжи и тканей), особенно необходимо учитывать разницу между показаниями приборов Анализ данных тонины шерсти (Air-Flow, OFDA) в диапазоне значений от 16,5 до 18,0 мкм дают завышенную оценку тонины шерсти, а в диапазоне от 18,0 до 22,0 мкм, наоборот, занижают тонину шерсти в сравнении с традиционным результатом, получаемым на микроскопе

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

В изданиях, включенных «Перечень » ВАК:

1 Е В Павлюченко, Ю В Логинов, Е В Карро, К Э Разумеев «Технологические особенности выработки чистошерстяной камвольной пряжи с вложением волокон козьего пуха»/Журнал «Овцы, козы, шерстяное дело», №4, 2006г - с 67-70

2 ЕВ Павлюченко, КЭ Разумеев, Ю В Логинов, ЕВ Карро «Разработка технологии выработки чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха»/Известия вузов «Технология текстильной промышленности», №6 (294), 200бг - с 40-42

3 ЕВ Карро, К Э Разумеев, Е В Павлюченко, Ю В Логинов «Расчет обрывности чистошерстяной камвольной пряжи с вложением волокон козьего пуха и шерсти 64-70К»/Известия вузов «Технология текстильной промышленности», №6с (295), 2006г -с 151-152

В других изданиях

4 ЕВ Новикова (Е В Карро) «Физико-механические свойства шерсти и пуха коз основных пород России»/ Тезисы докладов научной конференции молодых ученых и специалистов Московской Сельскохозяйственной Академии им К А Тимирязева, М МСХА имени К А Тимирязева - 2004г -с 278-283

5 ЕВ Карро, К Э Разумеев «Особенности морфологического строения козьего пуха и мериносовой шерст: овец»/Доклады ТСК - Выпуск 279, ч 2 М Изд РГАУ-МСХ - 2007г -с 125-128

6 К Э Разумеев, Е В Карро «Изучение особенностей свойств козьей шести и смеси ее с льном»/ Материалы Международной научно-практической конференции «Инновация в производстве товаров нового поколения из льна» - г Вологда, Центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации легкой промышленности- 2005г -с 206-209

7 ЕВ Карро, Н В Новикова «Wool and goat down yarns design»/Te3nci,i докладов научно-практической конференции аспирантов университета на иностранных языках, М МГТУим АН Косыгина, 2006г -с 17-18

8 ЕВ Павлюченко, ЕВ Карро, КЭ Разумеев «Выбор компонентов смеси для выработки гребенной ленты с вложением волокон редких видов животных»/Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности» часть 1 , М РосЗИТЛП, 2006т - с 14

9 КЭ Разумеев, ЕВ Карро «Физико-механические свойства шерсти и пуха коз основных пород России» /в Сборнике научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М изд-во «Оргсервис», 2005г - с 122-126

10 КЭ Разумеев, AT Подкорытов, ЕВ Карро, ЮВ Логинов «Разработка проекта технических условий на пух козий немытый классированный обезволошенный» /в Сборнике научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М , изд-во «Оргсервис», 2006г -с 134-135

11 ЕВ Карро, К Э Разумеев «Выбор компонентов смеси для выработки ленты с вложением волокон редких видов» /в Сборнике научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М изд-во «Оргсервис», 2006т - с 141-144

Подписано в печать 24 04 07 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ Услпечл 1,0 Заказ 192 Тираж 80 МГТУим АН Косыгина, 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ КОЗОВОДСТВА В РФ.

1.1. Сырьевая база шерстяной промышленности.

1.2. Развитие козоводства в РФ.

1.3. Состояние и прогноз увеличения численности коз в России.

1.4. Характеристика козьей шерсти и ее использование.

1.5. Характеристика козьего пуха по породам.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ШЕРСТЯНОЙ ПРЯЖИ

С ВЛОЖЕНИЕМ КОЗЬЕГО ПУХА.

2.1. Анализ работ по проектированию свойств шерстяной пряжи.

2.2. Проектирование прядильной способности шерсти.

2.3. Разработка технологических режимов выработки пряжи с вложением волокон козьего пуха.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧИСТОШЕРСТЯНОЙ КАМВОЛЬНОЙ ПРЯЖИ С ВЛОЖЕНИЕМ КОЗЬЕГО ПУХА.

3.1. Выбор сырья для выработки пряжи с вложением волокон козьего пуха

3.2. Основные технологические характеристики козьего пуха.

3.3. Разработка плана технологических переходов производства шерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха.

3.4. Выпуск опытных партий шерстяной пряжи с вложением волокон козьего пуха.

3.4.1. Технология выработки топса с вложением козьего пуха.

3.4.2. Режим крашения шерстяной ленты.

3.4.3. Технология выработки ровницы и пряжи с козьим пухом.

3.4.4. Оценка физико-механических показателей пряжи.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ВОЛОКОН КОЗЬЕГО ПУХА.

4.1. Исследование поверхности волокон козьего пуха.

4.2. Исследование структурных особенностей пряжи с волокнами козьего пуха.

4.3. Обезволашивание козьего пуха.

4.4. Стандарт на пух козий.

4.5. Инструментальные методы определения тонины шерсти.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Козий пух является специфическим видом сырья продукции коз, отличающимся ценнейшими технологическими свойствами, главным из которых является тонина. В мировой практике текстильного производства в настоящее время востребован выпуск пряжи, ткани с вложением редких видов волокон, пользующихся повышенным спросом. В отечественной промышленной практике вложение козьего пуха в смеси для камвольного прядения не применялось. В связи с этим, в данной работе были впервые использованы волокна козьего пуха при выработке чистошерстяной камвольной пряжи.

Исследованиями технологии и вопросами переработки козьего пуха занимались зарубежные и отечественные ученые-текстильщики. В то же время недостаточно изучены технологические, морфологические характеристики козьего пуха, что не дает в полном объеме использовать сырьевые резервы шерстяной промышленности.

Производство чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха позволит расширить ассортимент вырабатываемых изделий, поэтому проблема разработки методики проектирования пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья является актуальной.

НАУЧНА НОВИЗНА

В результате проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований в области проектирования технологии выработки чистошерстяной камвольной пряжи с вложением волокон козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья автором впервые получены следующие результаты:

- получены распознавательные признаки козьего пуха и мериносовой шерсти по морфологической структуре волокон;

- разработаны ТУ на пух козий немытый сортированные обезволошенный; впервые предложена и разработана технология выработки чистошерстяной камвольной пряжи линейной плотности 22 текс х 2 с использованием в смеси с овечьей мериносовой шерстью редких видов волокон - козьего пуха, с учетом основных технологических характеристик данного вида сырья на ОАО «Троицкая камвольная фабрика» и ОАО «Камвольное объединение «Октябрь», используя отечественное сырье - шерсть пуховых коз типа Кашмир, разводимых в Республике Алтай.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

1. Разработанный проект норм технологического режима выработки чистошерстяной пряжи с вложением козьего пуха, а также проведенные дополнительные расчеты прядильной способности, позволят предприятиям отечественной промышленности разрабатывать новые виды пряжи с вложением редких видов волокон.

2. Рассчитан высший расчетный номер (линейной плотности), который может быть получен на конкретном оборудовании с нормированной обрывностью для каждого вида пряжи и выполнена оценка предполагаемой обрывности пряжи с вложением козьего пуха и мериносовой шерсти диаметром 21 мкм.

3. Разработаны предложения по дополнению действующей классификации смесей камвольного производства новыми составами смесей с вложением редких видов волокон (в качестве проекта).

4. Выработанная опытная партия чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха позволит существенно расширить ассортимент шерстяных тканей костюмной группы, выпускаемых отечественной промышленностью, а также изделий из них. При этом и ткани, и швейные изделия будут значительно ниже (примерно в 1,5 раза) по цене в сравнении с зарубежными аналогами.

5. Разработанные (впервые) технические условия (ТУ) на пух козий немытый сортированный обезволошенный на специальном чесальном оборудовании (ТУ 8357 - 001 - 00302250 - 2006 «Пух козий немытый сортированный обезволошенный»), предусматривают распределение пуха с учетом среднего диаметра волокон и их длины. ТУ будут способствовать повышению качества пухового сырья, поступающего в переработку, а значит и его реализационной цены, улучшению потребительских свойств продукции из него и, в целом, повышению экономической эффективности пухового козоводства России.

6. Полученные результаты изучения распознавательных признаков волокон овечьей шерсти, козьего пуха могут стать предпосылкой для разработки метода определения количества указанных волокон в пряже.

7. Материалы исследований могут быть также использованы в учебном процессе при изучении физико-механических показателей сырья.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Закупка сырья и выработка гребенной ленты с вложением козьего пуха (являющейся сырьем для прядильных предприятий) была осуществлена через ОАО «Троицкая камвольная фабрика». Отбор образцов и проведение первичных испытаний сырья был осуществлен на ОАО «Троицкая камвольная фабрика» и в испытательном центре текстильной и легкой промышленности «Текстильтест» ОАО НПК «ЦНИИШерсть». Выработка пряжи осуществлялась на ОАО КО «Октябрь».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Работа докладывалась и была одобрена на: заседаниях кафедры технологии шерсти МГТУ им. А.Н. Косыгина (2004 - 2007гг.); на научной конференции молодых ученых и специалистов РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, Москва- 2004г.; на международной научной конференции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, Москва-2006г.; на научно-технической конференции МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва-2004г.; на научно-практической конференции аспирантов МГТУ им. А.Н. Косыгина на иностранных языках 2006г., на Ученом совете ОАО НПК «ЦНИИШерсть», Москва-2007г.

ПУБЛИКАЦИИ

По результатам проведенных исследований опубликовано 11 печатных работ.

ВВЕДЕНИЕ

Одна из основных задач, стоящих перед текстильной промышленностью нашей страны - повышение качества выпускаемой продукции. Пуховые козы - источник ценного сырья для перерабатывающей промышленности. Они дают пух, их которого изготавливают платки, трикотаж, тонкие сорта фетра, особо качественные кашемировые ткани.

В мировой практике производства шерстяных тканей в настоящее время актуальным является выпуск тканей с вложением редких видов волокон, который пользуются повышенным спросом. Эти ткани отличают повышенные эксплуатационные и гигиенические свойства, им присущи повышенная объемность, мягкость и шелковистость при хороших прочностных показателях. Повышенная гигроскопичность и воздухопроницаемость обеспечивают комфортные условия носки изделий из этих тканей.

Данная работа посвящена разработки технологии выработки чистошерстяной пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

- проведение дополнительных расчетов прядильной способности и испытания волокон, входящих в смеси, предназначенные для выработки чистошерстяной пряжи с вложением редких видов волокон с целью прогнозирования высшего расчетного номера (линейной плотности);

- определение высшего расчетного номера, который может быть получен на конкретном оборудовании при выработке пряжи с нормированной обрывностью;

- определение резерва прядильной способности для смеси мериносовой шерсти с козьим пухом;

- прогнозная оценка предполагаемой обрывности пряжи с вложением волокон козьего пуха и мериносовой шерсти тониной 21 мкм;

- определен показатель, присущий только шерстяным волокнам, такой как валкоспособность;

- разработан проект норм технологического режима выработки чистошерстяной пряжи с вложением редких видов волокон и с учетом расчетных номеров (линейной плотности), полученных в ходе выполнения работы;

- разработана технология выработки чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха;

- предложены дополнения (в качестве проекта) на новые составы смесей с вложением волокон козьего пуха; проведены исследования некоторых особенностей морфологической структуры волокон козьего пуха;

- изучалось распределение волокон козьего пуха в пряже путем анализа их поперечных срезов;

- разработка проекта технических условий (ТУ) «Пух козий немытый сортированный обезволошенный».

Работа включает в себя теоретические и экспериментальные исследования.

Принципиально новым в работе является то, что впервые в отечественной практике при выработке чистошерстяной камвольной пряжи использованы в смеси с мериносовой шерстью тониной 21 мкм волокна козьего пуха с учетом основных технологических характеристик данного вида сырья на ОАО «Троицкая камвольная фабрика» и ОАО «Камвольное объединение «Октябрь» (отечественное сырье - шерсть пуховых коз типа кашмир, разводимых в Республике Алтай).

С учетом специфики настоящей работы автором рассматриваются вопросы морфологической особенности строения козьего пуха и их влияние на протекание технологического процесса. Проведено сопоставление результатов измерения тонины шерсти с использованием различных инструментальных методов (приборов Air-Flow, OFDA и микроскоп).

Производство чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха позволит расширить ассортимент вырабатываемых изделий, поэтому проблема разработки методики проектирования пряжи с вложением козьего пуха на основе инструментального определения свойств сырья является актуальной.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенный анализ работ по проектированию свойств однородной пряжи из волокон различной природы позволил определить круг основных факторов воздействующих на основные показатели пряжи.

2. Проведены дополнительные расчеты прядильной способности и испытания волокон, входящих в смеси, предназначенные для выработки чистошерстяной пряжи с вложением редких видов волокон (козьего пуха) с целью прогнозирования высшего расчетного номера (линейной плотности) пряжи.

3. Исходя из фактических показателей качества волокон в смесях, выявлена целесообразность корректировки качества топса и планов выработки ровницы из смеси с вложением козьего пуха.

4. Разработаны предложения по дополнению действующей классификации смесей камвольного производства составами смесей с вложением редких видов волокон.

5. Предложена технология выработки камвольной шерстяной пряжи с использованием в смеси с овечьей мериносовой шерстью редких видов волокон - козьего пуха, с учетом основных технологических характеристик данного вида сырья.

6. Разработаны временные нормы технологического режима выработки шерстяной пряжи с вложением редких видов волокон.

7. По основным физико-механическим показателям выработанные опытные партии камвольной ткацкой шерстяной пряжи с вложением волокон козьего пуха линейной плотности 22 текс и 22 текс х 2, суровой и крашеной в оливковый цвет соответствуют требованиям, предъявляемым к камвольной пряже, предназначенной к переработке в ткацком производстве по ГОСТ 10290.

8. Разработанные новые виды пряжи позволят существенно расширить ассортимент шерстяных тканей костюмной группы, выпускаемых отечественной промышленностью, а также изделий из них. При этом, и ткани, и швейные изделия будут значительно ниже (примерно в 1,5 раза) по цене в сравнении с зарубежными аналогами.

9. Разработанные ТУ на козий обезволошенный пух будут способствовать повышению качества пухового сырья, поступающего в переработку, а значит и его реализационной цены, улучшению потребительских свойств продукции из него и, в целом, повышению экономической эффективности пухового козоводства России.

10. Разработанные новые виды пряжи позволят существенно расширить ассортимент шерстяных тканей костюмной группы, выпускаемых отечественной промышленностью, а также изделий из них. При этом, и ткани, и швейные изделия будут значительно ниже (примерно в 1,5 раза) по цене в сравнении с зарубежными аналогами.

11. Анализ данных с использованием индивидуальной поправки (А) показывает, что из одного и того же сырья различные предприятия отрасли могут выработать гребенную ленту, существенно отличающуюся по показателю средней длины волокон в топсе (диапазон отклонений от +2,5 до -1,0 мм). Таким образом, предприятия с более эффективным оборудованием и технологическим процессом имеют преимущество в 3,5мм по длине волокон в гребенной ленте (топсе), что позволяет либо вырабатывать более качественную конечную продукцию (пряжу, ткани), либо удешевлять стоимость закупки сырья без утраты необходимого уровня качества топса (в сравнении с менее эффективными предприятиями-конкурентами).

12. При оценке тонины наиболее тонких видов шерсти, когда точность измерения тонины может оказать существенное влияние на решение о выборе сырья для производства наиболее качественных видов шерстяных изделий (камвольной пряжи и тканей), особенно необходимо учитывать разницу между показаниями приборов. Анализ данных тонины шерсти (Air-Flow, OFDA) в диапазоне значений от 16,5 до 18,0 мкм дают завышенную оценку тонины шерсти, а в диапазоне от 18,0 до 22,0 мкм, наоборот, занижают тонину шерсти в сравнении с традиционным результатом, получаемым на микроскопе.

1. Синицын А. А. Проектирование пряжи и ткани по крепости на разрыв. М.:Гизлегпром, 1932. -255 с.

2. Соловьев А.Н. Зависимость крепости пряжи от ее номера, неровноты и свойств хлопка. Научно-исследовательские труды ИвНИТИ, 1941, т. XVI, вып. 1.

3. Соловьев А.Н. Проектирование свойств пряжи в хлопчатобумажном производстве. Дисс. .докт. техн. наук. М.: МТИ, 1951.

4. Усенко В.А. Использование вискозного штапельного волокна в прядении. Дисс. докт. техн. наук. М.: МТИ, 1955.

5. Корицкий К.И. Вопросы структуры и проектирования хлопчатобумажной пряжи. М.: Гизлегпром, 1940,124 с.

6. Корицкий К.И. Основы проектирования свойств пряжи. М.: Гизлегпром, 1963,246с.

7. Корицкий К.И. Инженерное проектирование текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1971,352 с.

8. Будников В.И. Качество пряжи из смесок.//Текстильная промышленность, 1942, № 7, 8.

9. Гусев В.Е. Рациональные методы переработки шерсти и химических волокон. М.: Ростехиздат, 1962.

10. Гусев В.Е. Прядение химического штапельного волокна. М.: Легкая индустрия, 1964.

11. Гусев В.Е. Химические волокна в текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1971, 407 с.

12. Шустов Ю.С. Разработка методов прогнозирования строения и свойств текстильных материалов с использованием теории подобия и анализа размерностей. Дисс. . докт. техн. наук. М.: МГТУим. А.Н. Косыгина, 2002.

13. Канарский Н.Я., Липенков Я.Я., Горбовцев В.А. Шерсть и ее первичная обработка. М.: Гизлегпром, 1939.

14. Гусев В.Е. Сырье для шерстяных тканей, нетканых материалов и первичная обработка шерсти. М: Легкая индустрия, 1965. 460 с.

15. Гусев В.Е. Сырье для шерстяных и нетканых изделий и первичная обработка шерсти. М.: Легкая индустрия, 1977. — 408 с.

16. Разумеев К.Э. Сырье для предприятий шерстяной отрасли промышленности. М.: МГТА им. А.Н. Косыгина, 1992. 104 с.

17. Разумеев К.Э. Рынки шерсти и продукции из нее: основные тенденции. //Текстильная промышленность, №3,1998. с. 20-21.

18. Разумеев К.Э. Особенности шерсти редких видов животных. //Текстильная промышленность, №3,2000. — с. 47-49.

19. Разумеев К.Э. Шерсть -2000: объемы и цены. // Текстильная промышленность, №5, 2000. с. 5-8.

20. Разумеев К.Э. Третье тысячелетие началось с подъема цен. // Текстильная промышленность, №1, 2001. с. 34-35.

21. Wool Scouring and Worsted Carding: New Approaches. CSIRO Division of Textile Industry, Symposium 5-7 November 1986, Belmont, Victoria, December 1986, pp. 1-88.

22. TOP-TECH'96: Papers presented at Geelong, Australia, 11-14 November 1996, CSIRO Division of Wool Technology, pp. 1-500.

23. А.И. Ерохин, B.B. Соколов, Г.А. Куц, В.Д. Хромченков, В.И. Задумина «Козододство» Уч.пособие.-М.:Изд-во МСХА, 2001г. 208с.

24. В.И. Котарев, Е.А. Пронина «Продуктивность пуховых коз, разводимых в фермерских хозяйствах воронежской области»/«Овцы, козы, шерстяное дело» Научно-производственный журнал под. ред. А.И. Ерохин, № 4 М.: 2006г.-36с.

25. Г.Г. Зеленский «Отечественная козья шерсть» М.: 1967г.-69с.

26. А.И. Чикалев «Козоводство» Уч. пособие для студентов ВУЗ. Горно-Алтайск, РИО «Универ-Принт», 2000.-300с.

27. Г.Г. Зеленский «Отечественная козья шерсть» М.: 1967г.-69с.

28. Е.Б. Запорожцев, И.И. Покидов и др. «Методические рекомендации по повышению качества козьей шерсти и пуха» ВАСХНИЛ -М.: 1981г. 17с.

29. Е.В. Павлюченко, К.Э. Разумеев, Ю.В. Логинов, Е.В. Карро «Разработка технологии выработки чистошерстяной камвольной пряжи с вложением козьего пуха»/Известия вузов. «Технология текстильной промышленности», №6 (294), 2006г. с.40-42.

30. И.А. Макар «Биохимические основы шерстной продуктивности овец» М., «Колос», 1997г. 192с.

31. К.Э. Разумеев, А.Т. Подкорытов, Е.В. Карро, Ю.В. Логинов «Разработка проекта технических условий на пух козий немытый классированный обезволошенный» /в Сборнике научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсти», М:, изд-во «Оргсервис», 2006г.-с. 134-135.

32. Биренбаум Е.И. Проектирование прочности пряжи из смеси двух компонентов. // Технология текстильной промышленности, №4, 1964.-с. 18-25.

33. Сизова А.Л. Свойства смешанной пряжи и их зависимость отсвойств волокна и смеси. Дисс. канд. техн. наук. М.: МТИ, 1967.

34. Березина О.Я. Зависимость свойств тонкогребенной шерстяной пряжи от ее номера и крутки. Дисс. канд. техн. наук. М.: МТИ, 1958.

35. Гастев А.П. Аппаратное прядение шерсти. М.: Гизлегпром, 1954.

36. Березина О.Я. Зависимость свойств тонкогребенной шерстяной пряжи от ее номера и крутки. Научно-исследовательские труды ЦНИИШерсти, сб. 12. М.: Гизлегпром, 1957.

37. Вильнина М.А. Еще раз о качестве и классификации тонкой шерсти. //Текстильная промышленность, №8, 1963. с. 25-27.

38. Коробейников А.П. Проектирование некоторых свойств аппаратной чистошерстяной пряжи. Дисс. . канд. техн. наук. М.: МТИ, 1972.

39. Разумеев К.Э. Проектирование свойств чистошерстяной камвольной пряжи с целью повышения ее качества и снижения обрывности в прядении. Дисс. канд. техн. наук. М.: МТИ, 1984.

40. Разумеев К.Э. Использование методов номографии в шерстопрядении. М.: ЦНИИТЭИЛегпром, 1988. -31 с.

41. Stunbury J.R. The Relationship between Fibre Strength and Yarn Fineness and Twist of Single worsted Yarns. // Journal of the Textile Institute, 1934, N10.

42. Mattes M. Predbezny vypocet pevnosti prise. // Textilni obzor, 1949, NN2, 3,4.

43. Holdaway W.H. A theoretical model for predicting the strength of singles worsted yarns. Part 1. // Journal of the Textile Institute, 1965, vol. 56, N3, pp. 121-144.

44. Holdaway W.H. and Robinson M.S. A theoretical model for predicting the strength of singles worsted yarns. Part 2. // Journal of the Textile Institute, 1965, vol. 56, N4, pp. 168-178.

45. Zurek W., Przybora E. Proglad wlokienniczy. -1966, pp. 113-122.

46. Verma G.K. How to improve the spinnability of wool. The Indian Textile1. Journal, 1978,11, p. 105.

47. Терюшнов А.В. Влияние состояния прядильных машин на обрывность. -М.: Гизлегпром, 1955.

48. Шутова Н.Е. Обрывность нитей и устойчивость технологического процесса. -М.: 1975.

49. Разумеев К.Э. «Шерсть редких видов животных (лама, альпака, Кашмир, могер и др.)», журнал «Овцы, козы. Шерстяное дело» №2, 2000г., с. 28-32.

50. Левантин Д.Л. «Состояние овцеводства и козоводства в различных странах мира», журнал «Овцы, козы. Шерстяное дело» №1, 1996г., с. 4648.

51. Концепция развития шерстяного и пухового комплексов Республики Алтай на период 2002-2007г.г.

52. Е.В. Карро, К.Э. Разумеев, Е.В. Павлюченко, Ю.В. Логинов «Расчет обрывности чистошерстяной камвольной пряжи с вложением волокон козьего пуха и шерсти 64-70к»/Известия вузов. «Технология текстильной промышленности», №6с (295), 2006г.-с. 151-152.

53. Teasdale D. The Description of Australian Wool. Australian Wool Exchange, 1995, pp. 1-9.

54. Разумеев К.Э. Системы классификации австралийской шерсти. // Овцы, козы, шерстяное дело, №1,1999. с. 16-29.

55. Разумеев К.Э. Новозеландская шерсть и ее классификация. // Овцы, козы, шерстяное дело, №1,1999. -с. 30-36.

56. The New Zealand Wool Industry Manual. New Zealand Wool Board, 1994, 109pp.

57. Разумеев К.Э. Классификация шерсти в ЮАР. // Овцы, козы, шерстяное дело,№1, 1999.-е. 36-41.

58. Cape Wools. Publication of South African Wool Board , Cape Town, 1991, 16pp.

59. Труды и материалы Комиссии по стандартизации шерсти ВСНХ

60. СССР. Под редакцией проф. Н.Я. Канарского.- М.: Мосполиграф, 1928. -с. 620.

61. Разумеев К.Э. Классификация отечественной овечьей шерсти. // Овцы, козы, шерстяное дело, №2, 1999. с. 1-8.

62. ГОСТ 30702-2000 Шерсть. Торговая сельскохозяйственно-промышленная классификация. Минск: Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. - с. 1-16.

63. Разумеев К.Э. Классификация отечественной овечьей шерсти по новому межгосударственному стандарту. // Овцы, козы, шерстяное дело, №1, 2002. с. 8-27.

64. ГОСТ 30724-2001 Шерсть. Термины и определения. Минск: Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001.-с. 1-10.

65. IWTO-8-89 Method of Determining Fibre Diameter and Percentage of Medulated Fibres in Wool and Other Animal Fibres by the Projection Microscope.

66. IWTO-28-93 Determination by the Airflow Method of the Mean Fibre Diameter of Core Samples of Raw Wool.

67. IWTO-47-95 Measurement of the Mean and Distribution of Fibre Diameter of Wool using an Optical Fibre Diameter Analyser.

68. IWTO-12-95 Measurement of the Mean and Distribution of Fibre Diameter using the Sirolan-Laserscan Fibre Diameter Analyser.

69. Орлов И.М. Оценка шерсти при заготовках.-М.: Колос, 1980.-c.208.