автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка начесных облегченных полотен, выработанных на базе футерованных переплетений, и исследование их свойств

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи-УДК 678:621.375.826

ЕРМОЛАЕВА ЕЛЕНА ЛЬВОВНА

РАЗРАБОТКА НАЧЕСНЫХ ОБЛЕГЧЕННЫХ ПОЛОТЕН, ВЫРАБОТАННЫХ НА БАЗЕ ФУТЕРОВАННЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ, И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ

Специальность 05.19.03 - " Технология текстильных материалов"

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: канд. техн. наук, доцент, Николишвили М.К.

БЛАГОВЕЩЕНСК - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ...................................................... о

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА И НАМЕЧАЕМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ..... II

1.1. Анализ существующего ассортимента футерованных переплетений ........................................... 17

1.2. Требования предъявляемые к физико-механическим и гигиеническим показателям бельевых полотен.............¿2

1.3. Анализ оборудования, предназначенного для выпуска футерованных полотен...................................24

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ФУТЕРОВАННЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ И СПОСОБА ИХ ВЫРАБОТКИ, С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫ^^ЦблОТЕН........... 30

2.1. Анализ исходных заправочных данных "*:''!...................30

2.2. Исследование возможности использования в грунт пряжи меньшей суммарной толщины.............................. 37

2.3. Исследование возможности выработки платированного футерованного трикотажа с введением в грунт синтетической нити..................................... 40

2.4. Исследование возможности использования в качестве футерной нити хлопчатобумажной пряжи меньшей толщины ...43

2.5. Исследование возможности сокращения протяженности вязального комплекта, предназначенного для выработки

платированного футерованного переплетения ..............45

2. 6. Исследование возможности выработки начесных полотен на базе комбинированных петельных структур, с введением

футерной нити через ряд............................... .66

2.6.1. Способ производства кулирного начесного полотна, выработанного на базе комбинированного

переплетения: ряд платированного футерованного, ряд кулирной глади .................................... .68

2.6.2. Способ производства кулирного начесного полотна, выработанного на базе комбинированного переплетения: ряд простого футерованного, ряд кулирной глади.....................................73

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ ВОРСОВАНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОРСОВОГО ПОКРОВА...........................¿2

3.1. Исследование режима ворсования кулирных полотен футерованных переплетений .............................82

3.1.1. Виды используемых гарнитур.........................63

3.1.2. Определение количества воздействий игл. на ворсуемый материал..................-...............84

3.1.3. Определение количества воздействий игл на трикотажное полотно, при разных скоростях движения материала .. .86

3.2. Исследование влияния скоростных режимов ворсования на характеристики ворса...................................91

3.2.1. Анализ существующих методов оценки качества ворса ..91

3.2.2. Методика определения качества ворса...............92

3.2.3. Анализ влияния скоростных режимов ворсования на качество ворса и устойчивость полотен к истиранию . .94

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИГИЕНИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФУТЕРОВАННЫХ ПОЛОТЕН ОБЛЕГЧЕННЫХ СТРУКТУР...................112

4.1. Определение гигиенических свойств

предлагаемых полотен...................................

4.2. Определение механических свойств предлагаемых полотен ..118

4.3. Комплексная оценка качества полотен, предлагаемых к внедрению......................-........................123

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ .........129

5.1. Технологический режим изготовления облегченных футерованных полотен...................................129

5.2. Проверка и уточнение методики проектирования технологических параметров полотен рекомендуемых к внедрению..............................................

5.2.1. Последовательность определения основных технологических параметров одинарных футерованных переплетений.......................................

5.2.2. Последовательность расчета технологических параметров разработанных начесных полотен, выработанных на базе комбинированных переплетений.......................

5.3. Расчет экономического эффекта от внедрения полотен .... 146

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ...................................150

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................... 152

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................161

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время выпуск ворсовых полотен составляет 30 -40% от всего выпуска трикотажных полотен в Европе и США /1/. Большой популярностью эти полотна пользуются из-за высоких теплозащитных свойств, мягкого, пушистого грифа и красивого внешнего вида. Значительная доля их выпуска приходится на полотна футерованных переплетений. Сравнительная простота ввода дополнительной нити в грунт главного переплетения и широкий диапазон возможных физико-механических свойств, обеспеченных различием свойств грунтовой и футерной нити, привели к широкому использованию кулирных футерованных переплетений для изготовления одежды и технических изделий. Отечественная трикотажная промышленность с первых дней своего развития выпускала эти полотна в больших количествах. Основное их назначение - бельевые утепленные, детские, спортивные изделия, изделия для новорожденных, подкладка для резиновой обуви, многие виды технического трикотажа.

В связи с расширяющимся ассортиментом различных видов нитей, используемых в качестве футерных, выпуск трикотажа футерованных переплетений в настоящее время развивается по двум направлениям: выработка "безворсовых" и выработка начесных полотен. В отличие от "безворсовых" разработки начесных структур идут менее интенсивно.

В суровых климатических условиях значимость начесных футерованных полотен, обладающих высокими теплозащитными свойствами, возрастает. Проведенный анализ выпуска этих полотен на отечественных трикотажных фабриках показал наличие однообразного, недостаточно широкого и материалоёмкого ассортимента, требующего об-

новления.

В результате изучения научно-технической литературы по данному вопросу установлено, что полотна, предназначенные для белья и детского ассортимента, должны строго соответствовать определенным физико-механическим и гигиеническим требованиям. В ассортименте материалов и полотен, предназначенных для детской одежды, недостаточно тканей и полотен облегченных структур. Часто такую одежду изготавливают из полотен, предназначенных для одежды взрослых.

В связи с этим особую актуальность приобретает расширение ассортимента облегченных начесных футерованных полотен, отвечающих требованиям показателей качества, предназначенных для выпуска бельевого и детского ассортимента.

Актуальность темы.

Актуальность темы обусловлена необходимостью расширения ассортимента облегченных начесных футерованных полотен, отвечающих требованиям показателей качества, предназначенных для выпуска бельевого и ясельного ассортимента.

Цель и задачи исследования.

- Целью настоящей работы является разработка структур облегченных начесных полотен, выработанных на базе футерованных переплетений, и исследование их свойств.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- Анализ теоретических и экспериментальных работ, посвященных разработке новых петельных структур на базе футерованных переплетений.

- Анализ ассортимента футерованных полотен и базового оборудования для их выпуска на трикотажных фабриках.

- Теоретический анализ петельной структуры футерованных переплетений.

- Разработка облегченных петельных структур на базе футерованных переплетений и способов их выработки.

- Определение влияния скорости ворсования футерованных полотен на характеристики ворсового покрова.

- Исследование физико-механических и гигиенических свойств облегченных начесных полотен.

- Определение соответствия полотен разрабатываемых структур бельевому и детскому назначению.

- Уточнение методик проектирования основных технологических параметров полотен футерованных переплетений.

- Проведение производственной проверки с целью внедрения разработанных структур трикотажных полотен, определение основных технико-экономических показателей.

Методы и средства исследований.

В работе применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования с использованием основ техники и технологии трикотажного производства, технологии отделочного производства, текстильного материаловедения. Подготовка и анализ результатов экспериментов осуществлялись с помощью методов математической статистики и корреляционного анализа. Использовались стандартные методы исследования физико-механических свойств трикотажных полотен. Обработка экспериментальных данных осуществлялась на компьютере.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- Дано теоретическое обоснование выработки облегченных начесных полотен на базе футерованных переплетений.

- Разработан ассортимент облегченных начесных полотен футерованных переплетений, отвечающий требованиям, предъявляемым к детским и бельевым изделиям.

- Предложены структуры и разработаны способы вязания комбинированных полотен на базе футерованных переплетений, обеспечивающие высокое качество начеса и отвечающие требованиям, предъявляемым к детским и бельевым изделиям.

- Исследовано влияние скорости ворсования футерованных полотен на качественные характеристики ворса.

- Получены математические модели, позволяющие определить массу ворса и потерю массы ворса при истирании в зависимости от числа воздействий игл игольчатой гарнитуры.

- Исследована приемлемость действующих методик проектирования технологических параметров для предлагаемых структур, уточнены методики проектирования технологических параметров футерованных и предложены методики расчета комбинированных переплетений.

Практическая значимость работы.

- Разработаны варианты облегченных начесных полотен на базе футерованных переплетений.

- Разработана структура и способ вязания комбинированного полотна: ряд кулирной глади, ряд платированного футерованного, позволяющие повысить производительность машины на 16 %. Новизна способа выработки подтверждена выдачей патента РФ на изобретение N 2104349, от 10 февраля 1998 г.

- Разработана структура и способ вязания комбинированного полотна: ряд кулирной глади, ряд простого футерованного, позволяющая повысить производительность машины в два раза. Новизна способа выработки подтверждена положительным решением на выдачу патента по заявке N 93037137 от 20.07.93.

- Проведены исследования влияния параметров скорости ворсования на массу ворса и потерю массы ворса при истирании. Полученные математические модели и построенные номограммы дают возможность определить оптимальную скорость ворсования предлагаемых полотен.

- Проведены исследования соответствия предлагаемых полотен для выработки изделий бельевого и детского ассортимента.

- Разработаны технологические режимы вязания, отделки. Даны методики определения основных технологических параметров предлагаемых петельных структур.

- Проведена производственная проверка возможности перехода производства на выпуск рекомендованных начесных полотен, для выработки бельевого и детского ассортимента.

- Результаты исследований получены в ходе выполнения хоздоговорной научно-исследовательской работе N 15 - 89/92 "Оптимизация технологических процессов выработки кулирных футерованных переплетений".

Апробация результатов работы, проводилась на АОЗТ трикотажная фабрика "Хакасия" г. Абакан, на базе которого были отработаны и внедрены в производство предлагаемые облегченные начесные полотна. Экономический эффект от внедрения результатов исследований составил 24866920 руб. в год на одну машину (в ценах 1992 г.). Основные теоретические и экспериментальные положения были доложены и получили положительную оценку на научно-методических заседаниях кафедры:" Материаловедение и технология текстильных материалов" Амурского государственного университета, а так же на:

- Международной научно-технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых тех-

нологий в текстильной и легкой промышленности", Иваново, 1994 г.

- Научно-технической конференции по проблемам- текстильной и легкой промышленности, механики, строительства и энергетики. Благовещенск, 1993 г.

- Международной научно-технической конференции "Современные технологии и предпринимательство: региональные проблемы", Владивосток, 1994 г.

Публикации. Результаты работы отражены в 7 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав основного текста, общих выводов и рекомендаций, приложений. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок, 40 таблиц, 9 приложений. Список использованной литературы содержит 108 наименований.

ГЛАВА 1

СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА И НАМЕЧАЕМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Трикотаж футерованных переплетений имеет широкое применение, изделия из него пользуются большим спросом у населения. Он применяется для теплого белья, спортивных костюмов, детских изделий, искусственного меха и утепляющих подкладок.

Футерованными называются переплетения, выработанные на базе главных путем ввода в их петельную структуру дополнительных нитей способом прокладывания на стержни игл без последующего провязыва-ния в петли /2,3/.

Дополнительная нить в структуру переплетения вводится для достижения одной из целей:

1) Повышение теплозащитных свойств полотна. При ворсовании футерной нити повышаются теплозащитные и улучшаются гигроскопические свойства полотна, а изнаночная сторона его приобретает мягкий пушистый гриф.

Из полотен данного вида вырабатываются детские, бельевые, спортивные изделия,- утепляющие подкладки.

2) Создание новых рисунчатых эффектов на изнаночной стороне полотна. Это достигается за счет введения дополнительных нитей типа: фасонных, буклированных, металлизированных.

Полотна данного вида применяются для выработки изделий верхнего трикотажа.

3) Повышение формоустойчивости полотен. Достигается, в основном, за счет прокладывания в петельный ряд грунта нескольких футерных нитей.

Т9

Полотна данного вида применяются вместо ткани. Из них изготавливают верхнюю одежду, используют в качестве обивки мебели, верха и подклада обуви.

1.1. Анализ существующего ассортимента футерованных переплетений

Согласно классификации трикотажных переплетений, футерная нить может быть ввязана в любое из главных, производных и рисунчатых переплетений. Из всего многообразия футерованных переплетений наибольшее применение получили следующие: простые футерованные на базе глади, платированные футерованные на базе платирован-ной глади, производные футерованные на базе производной глади и прессовые футерованные на базе одинарного фанга /3/.

Простое футерованное (рис.1а). Базовым переплетением является кулирная гладь из нити "г". Дополнительная футерная нить"ф" ввязана в структуру таким образом, что футерные наброски 1-2-3 и футерные протяжки 3-4 в совокупности образуют футерную петлю. Фактически вся дополнительная нить располагается на изнаночной стороне полотна, за исключением отрезков нити в точках 1 и 3, где она выходит на лицевую поверхность, цепляясь за платинные дуги петель грунта (Рис.1а). Поскольку футерная нить обычно значительно толще нити грунта в 3 - 6 раз, то выход футерной нити между петельными столбиками выглядит наклонными палочками, способными раздвигать соседние петельные столбики. В случае, когда футерная нить имеет смешанный состав, отличный от пряжи грунта, она окрашивается несколько по-другому и становится сильно заметной, образуя дефект, именуемый в стандартах качества "пробивкой", поэтому выработка простого футерованного переплетения ограничивается выпуском белья при условии одного сырья для нитей грунта и футер-

Структуры футерованных переплетений

йг-ф

в

Ркс.

I

ной.

Производное футерованное переплетение (Рис.16). Футерная нить располагается на изнаночной стороне полотна. В структуру грунта она вводится за счет размещения между остовами петли и платинной дугой производной глади, поэтому, футерная нить не выходит на лицевую поверхность. Но сама структура петли производной глади, держит эти столбики в растянутом состоянии, в итоге футерная нить видна с лицевой стороны. Кроме того, раппорт кладки фу-терной нити не обеспечивает длинной протяжки, так как большая ее часть находится за участками платинных дуг. Дуга в этой структуре увеличена, и при начесывании полученный ворс не имеет прочного закрепления. Аналогичными недостатками обладает и структура прессфутерованного переплетения (Рис.1в).

Платированное футерованное переплетение (Рис.1г) лишено недостатков, которыми обладают простое и производное переплетении. Внешне это переплетение очень сходно со структурой простого футерованного. Однако, качество полотен, выработанных данными переплетениями, резко разл�