Микронейр хлопка волокна и его влияние на число волокон в поперечном сечении пряжи

Данная статья посвящена анализу одной из наиболее важных характеристик хлопкового волокна - микронейера. Для проведения исследований по определению влияния значения микронейера на качество пряжи использовалось хлопковое волокно перерабатываемое на хлопкозаводах республики Узбекистан. Исследования проводились в производственных условиях на прядильной фабрике ИП ООО «INDORAMA Kokand Tekstil».

Микронейер (mikronaire) - является одним из наиболее важных характеристик волокна для процесса прядения, а также не маловажное значение имеет в классификаторе торговли хлопка. Микронейер, это показатель воздухопроницаемости волокна и рассматривается как комплексный показатель, как тонина (линейной плотность), так и зрелости волокна (степень развития её стенки). Величина микронейера определяется на специальных приборах путем измерения степени сопротивления образца волокон весом 3,24 г прохождению воздушного потока установленного давления. Чем тоньше и более зрелые волокна, тем выше сопротивление к воздушному потоку и выше величина микронейера. [2]

Низкое значение микронейера, приводит к возникновению проблем в процессе прядения. Но низкое значение микронейера, также могут иметь и тонкие волокна с требуемой зрелостью. Волокна, имеющие требуемую тонину и хорошую зрелость, также могут иметь высокий микронейер. Такие волокна неприемлемы в процессе прядения, так как волокна с высоким микронейером считаются грубыми и при выработке пряжи более низких линейных плотностей они приводят к ухудшению равномерности показателей её качества.

Тонина обычно выражается как гравиметрическая тонина или линейная плотность, и зрелость обычно выражена как коэффициент зрелости. Для измерения тонины и зрелости волокна применяется измерительная система Shirley developments Limited Fineness I Maturity Tester (FMT). В настоящее время на прядильных предприятиях Узбекистана для определения тонины волокна используют более совершенные измерительные приборы зарубежных фирм, такие как «USTER». Широкое применение получили измерительные комплексы USTER HVI и USTER AFIS PRO 2, MICRONAIR KMA, которые позволяют быстро, объективно, более точно оценить показатели физико-механических характеристик хлопковых волокон для планирования прядильных режимов.

При анализе хлопковых волокон разных селекции установлено, что за последние годы наблюдается, тенденция увеличения качественного показателя микронейера. Такую-же картину можно наблюдать во всех других регионах Узбекистана.

В Республике Узбекистан за последнее время максимальное значение микронейр достигает предела 5,1. В мировой практике культивируется, и удачно перерабатываются волокна с микронейром от 3,8 – 4,2 более широкого диапазона.

Соотношение между значением микронейр и тонины (mtex) имеется следующая зависимость:

Mic

25,4

текс

где, Т – тонина, текс; Мic - значение микронейра волокна.

Следует учитывать значение микронейр при проектировании пряжи и подборе сортировок хлопка. Известно, что количество волокон в поперечном сечении пряжи во многом влияет на ее прочность и неровноту по прочности. Чем тоньше волокно и меньше его микронейер, тем больше количество волокон в пряже. Волокно с высоким показателем микронейра даёт малое количество волокон в сечении пряжи, что впоследствии приводит к ухудшению её качественных показателей. В настоящей работе определение количества волокон в пряже проводилось двумя методами.

В первом случае количество волокон в сечении пряжи определяют по формуле предложенной научным центром SITRA (Индия) [1]:

5314,87 n =-----------------,

Mic • 0,354 ■ N_e ,

шт

где, Mic – значение микронейра волокна , Ne – английский номер пряжи.

Результаты расчёта количества волокон в сечении пряжи разной линейной плотности из хлопкового волокна, имеющие различные показателя микронейра приведены в таблице-1.

Таблица-1

Среднее число волокон в сечении кольцепрядильной пряжи разной линейной плотности

Микронейр/Micronaire	Среднее число волокон в сечении пряжи (шт)
	Линейная плотность пряжи, текс (Ne)
	18,5 (Ne32')	24,6 (Ne24')	29,5 (Ne 20')
3,6	130,3	173,6	208,3
3,7	125,8	168,9	202,7
3,8	123,4	164,5	197,3
3,9	120,3	160,2	192,3
4,0	117,2	156,2	187,5
4,1	114,4	152,2	182,9
4,2	111,7	148,8	178,5
4,3	109,1	145,3	174,4
4,4	106,6	142,0	170,4
4,5	104,7	138,9	166,6
4,6	101,9	135,9	163,0
4,7	99,8	133,0	159,6
4,8	97,7	130,2	156,2
4,9	95,7	127,6	153,2
5,0	93,8	125,1	150,1
5,1	91,9	122,6	147,2
5,2	90,2	120,3	144,3

Второй метод определения количество волокон заключается в определении комплексного числа «а» [2, 3].

Значение комплексного числа «а» позволит нам определить границу изменения растягиваюшихся и скользяшихся волокон, а это в свою очередь даст возможность определения закон изменения количества растягивающихся волокон участвуюших в прочности пряжи.

Для анализа скольжения и обрыва волокон в пряже воспользуемся формулой, определения комплексного числа «а», т.е а =

r ₀

2 • jLt • l_T

где; r_o -приведенный радиус волокна, мм μ -коэффициент трения между волокнами T -длина волокон (штапельная длина), мм

Для этого по формуле (1) значения линейной плотности волокна и сведём её в таблицу 1.

Воспользуюсь значением линейной плотности волокна, определим его диаметр и радиус по следующей формуле dx = 0,0357 • Т х            NS

Т -линейная плотность волокна, текс;

δ - (0,9÷1,3)мг/мм³ [13] δ=1,1-сопостовляемая плотность хлопкового волокна, мг/мм³.

Расчетное значение радиуса волокна определим по следующий формуле

d

=   x-

2 мм

Значение комплексного числа “а” и факторы на него влияющие сводим в таблица-2.

Таблица-2

№	Тип волокна	Микронейр Micronaire	Линейная плотность волокна, текс т волона	l шт	r 0	м	a min (10-7)
1	4-I	4,65	0,183	32	0,00725	0,29	3900
2	4-I	5,04	0,198	32	0,00755	0,29	4060
3	4-I	5,09	0,200	32	0,0076	0,29	4090

Если возьмем отношение площади поперечного сечения пряжи на площадь поперечного сечения волокна, не учитывая, пространство между волокнами в пряже получим количество волокон

S N = ^^

вол

Для определения площади поперечного сечения пряжи и волокна воспользуемся формулой

Sпр = П ■ R,

^ол = ^П ■ ^Rол

Полученные значения сведём в таблицу – 3.

Таблица - 3

Микронейр Micronaire	Среднее число волокон в поперечном сечении пряжи, (штук)
	Линейная плтность пряжи, текс (Ne – евро номер пряжи)
	18,5 (Ne32')		24,6 (Ne24')		29,5 (Ne 20')
	по формуле (2)	по формуле (3)	по формуле (2)	по формуле (3)	по формуле (2)	по формуле (3)
4,65	101	131	134,5	175	161,4	209
5,04	93,09	121	124,1	161	148,8	193
5,09	92,1	119	116,3	159	147,48	191

Исследование показало, что, при выработке пряжи из тонких волокон неровнота пряжи по линейной плотности уменьшается.

Из анализов видно, что количество волокон в пряже рассчитанная по формуле предложенной (3) более близко к реальным значениям. Значения количества волокон такие как 131; 175; и 209 близки к значениям указанным в таблице 1 и соответствуют значениям микронейера 3,6.

На основании анализа целесообразное количество волокон в сечении пряжи линейной плотности 18,5 текс (Ne32'); 24,6 текс (Ne24'); 29,5 текс (Ne 20') рекомендуется в диапазоне до 131; 175 и 209 шт., которое приводит к снижению неровноты по физико-механическим свойствам. Неровнота пряжи (U%) выработанной из смеси волокон с имеющим значения микронейр от 3,6 до 4,2 реомендует выроботат пряжу линейной плотности 18,5 текс (Ne32'); 24,6 текс (Ne24'); 29,5 текс (Ne 20'). Неровнота пряжи (U%) выработанной из смеси волокон с имеющим значения микронейр от 4,3 до 4,8 возрастает на значительную величину.

Для улучшения показателей физико-механических свойств пряжи, наряду с другими показателями, целесообразно при составлении лота большое внимание обратить на значимый показатель микронейра.