Технологический процесс получения комбинированной электропроводящей пряжи на машине ПК-100МЗ

П.А. Костин , Е.Г. Замостоцкий

На кафедре ПНХВ УО «ВГТУ» разработана новая технология получения комбинированной электропроводящей пряжи на модернизированной машине ПК-100М3 в один переход. В результате модернизации на машине были усовершенствованы узел питания (питающая рамка) и направитель ровницы.

Применение прядильно-крутильных машин ПК-100МЗ дает возможность повысить производительность труда по прядильным цехам в 1,5-1,6 раза, а также сократить расход электроэнергии по прядильным и крутильным цехам на выработку одного и того же количества пряжи в 1,5 раза.

Пряжа, вырабатываемая на машинах ПК-100МЗ, по физико-механическим свойствам не уступает аналогичной пряже, выработанной на кольцекрутильных машинах, которая может быть использована для широкого ассортимента изделий: тканей, трикотажа, меланжевого и гардинного, текстильно-галантерейного производства.

На рисунке 1 представлена технологическая схема машины ПК-100МЗ для выработки комбинированной электропроводящей пряжи новой структуры.

Рисунок 1 – Технологическая схема машины ПК-100МЗ

На питающей рамке 1 машины ПК-100МЗ устанавливают две катушки с полиэфирной ровницей 2 линейной плотности 333 текс. Ровницы 2 проходят через натяжной пруток 3, модернизированный направитель ровницы 4 и утоняется в вытяжном приборе 5, превращаясь в мычку соответствующей тонины, так же как это происходит на обычных прядильных машинах. С отдельных катушек 6 и 7, установленных на модернизированной питающей рамке , через гребенчатый нитенатяжитель 8 и направитель 9 соответственно подаются под переднюю пару вытяжного прибора 5 медная микропроволока Т=18 текс и комплексная полиэфирная нить линейной плотности Т=5,2 текс. Комплексная полиэфирная нить необходима для увеличения разрывных нагрузок электропроводящей пряжи.

На полое веретено 10 надет початок 11 с полиэфирной комплексной нитью линейной плотности Т=5,2 текс . При вращении веретена 10 сходящая с него баллонирующая нить увлекает за собой мычку, заставляя ее вращаться вокруг собственной оси, и тем самым превращает мычку в пряжу. На расстоянии от верхушки веретена до переднего цилиндра вытяжного прибора мычка получает необходимое число кручений. На данном участке выпрядается одна из стренг крученой пряжи. Вторая стренга сходит с початка 11.

У вершины веретена происходит сложение выпрядаемой стренги совместно с микропроволокой и сходящей с початка комплексной нити, т.е. осуществляется процесс трощения. Строщенная нить протаскивается через канал веретена оттяжной парой 12, состоящей из цилиндра и прижимного валика. На пути от вершины веретена до выпускной пары пять компонентов скручиваются в обратном направлении, образуя крученую пряжу.

Готовая комбинированная электропроводящая пряжа наматывается на цилиндрический патрон 13 мотальным механизмом 14 , расположенным ниже выпускной пары. Мотальный механизм может быть любым, поэтому форма и размер паковок могут быть выбраны такими, чтобы обеспечить наименьшие затраты труда на съем и дальнейшую переработку крученой пряжи.

Таким образом, процесс кручения мычки вокруг своей оси и процесс скручивания пяти компонентов в обратном направлении осуществляюся одним и тем же органом, работающим по принципу вращающегося вьюрка. Если веретено вращается против часовой стрелки, выпрядаемый компонент получит крутку левого направления S. Окончательная крутка крученой пряжи будет иметь обратное направление Z (правое).

Производительность одного веретена прядильно-крутильной определяют по массе крученой пряжи, полученной за единицу времени.

D   ne • 60 • Т • К, в                 пв

" К • 106

машины

,

где Р - производительность прядильно-крутильной машины, кг/час;

n в - частота вращения веретен, мин^-1;

Т - линейная плотность крученой пряжи, текс;

К - крутка крученой пряжи, кр/м;

К ПВ - коэффициент полезного времени.

Одной из задач при получении комбинированной электропроводящей пряжи являлось не только получение прочной и тонкой пряжи, а также полное покрытие волокном медной микропроволоки в структуре пряжи.

На рисунке 2 представлен отрезок электропроводящей пряжи оптимальной структуры с медной микропроволокой в сердечнике (1) и обкручивающими компонентами (2).

Рисунок 2 - Фотография комбинированной полиэфирсодержащей электропроводящей пряжи под микроскопом

При анализе фотографии полученной пряжи и исходя из органолептических наблюдений установлено, что электропроводящая пряжа не отличается от обычной армированной полиэфирной пряжи аналогичной структуры, а медная составляющая находится в сердечнике и не выступает на поверхность.

Для дальнейшей переработки полученной пряжи в ткани и трикотажные полотна необходимо быстро и точно варьировать различными ее физико-механическими характеристиками. В связи с этим разработана методика расчета линейной плотности и абсолютной разрывной нагрузки комбинированной полиэфирсодержащей электропроводящей пряжи.

Линейная плотность комбинированной пряжи, полученной на прядильной машине, определяется так же, как и для крученой нити:

Т -     = т                  .    + т

комб . пряжи      мычки проволки сердечника     прик . комп

, где Ткомб.пряжи— линейная плотность комбинированной электропроводной пряжи, текс;

Т мычки - линейная плотность мычки, полученной из полиэфирных волокон, текс;

Т проволоки - линейная плотность медной проволоки, текс;

Т прик.комп - линейная плотность прикручиваемого компонента, текс;

Т сердечника -линейная плотность сердечника, текс;

Критический коэффициент крутки ак определяется по формуле

«к

=527. £Ж

т п

V

\ TB )

Разрывная нагрузка полиэфирной мычки в зависимости от свойств полиэфирного волокна и ее крутки определяется по формуле В. А. Усенко:

^Rпэмычка = ^ {1 - ^0,0375 . ^H 0 — "Т ⁸ 1'f ¹ -^} в K •      (4)

T      ml пв                                    шт где Рпэ.мычка — относительная разрывная нагрузка полиэфирной мычки, сН/текс;

Р пэ — разрывная нагрузка полиэфирного волокна, сН;

Т пэ — линейная плотность полиэфирного волокна, текс;

Н о — показатель качества технологического процесса, равный 2,5—3,5;

m — число волокон в поперечном сечении пряжи;

• m = Т пряжи / Т волокна ;

• β — поправка, учитывающая влияние равномерности волокна по длине;

К — поправка, учитывающая влияние крутки пряжи, определяемая по разнице между фактическим и критическим коэффициентами крутки.

Разрывная нагрузка полиэфирной пряжи в зависимости от свойств полиэфирного волокна и ее крутки определяется по формуле В. А. Усенко

Разрывная нагрузка комбинированной полиэфирсодержащей электропроводящей пряжи равна

R прик .комп1

R

кэпр

= R.

+R пэмычки проволоки

P

-р*- • 1 - 0,0375 • H ₀

^Тпр к

• 1

-

к

7,8

к

¹ШТ )

• в-K

+ R ,+ R .+ R .

прик . комп 1       прик . комп 2       серд ,

где R прик.комп2 —относительная разрывная нагрузка комплексной полиэфирной нити, сН/текс;

R серд — относительная разрывная нагрузка комплексной полиэфирной нити, сН/текс;

Таблица 1 – Физико-механические показатели и процентное содержание компонентов комбинированной электропроводящей пряжи линейной плотности 60 текс

Показатель	Медная микропроволока	Комплексная полиэфирная нить	Полиэфирная ровница
Линейная плотность, текс	18	5,2×2	333×2
Процентное содержание, %	30	8,67×2	26,33×2
Номинальный диаметр, мм	0,04-0,05	0,07	-
Разрывное удлинение, %	10-12	21-26	-
Удельная разрывная нагрузка, сН/Текс	2,3-2,5	20-25	-

Физико-механические показатели комбинированной электропроводящей пряжи, полученной по разработанной технологии представлены в таблице 2.

Таблица 2   –   Физико-механические   показатели комбинированной полиэфирсодержащей электропроводящей пряжи линейной плотности 60 текс

Наименование показателя	Значение
Коэффициент вариации по линейной плотности, %	3
Абсолютная разрывная нагрузка, сН/Текс	1000
Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %	4
Разрывное удлинение, %	14-16
Коэффициент вариации по разрывному удлинению	6,25
Диаметр пряжи, мм	0,6

Разработанная комбинированная электропроводящая пряжа может быть использована для создания ткани, защищающей от электромагнитного излучения. Мобильная связь в настоящее время является неотъемлемой частью повседневной жизни. Однако излучение мобильных телефонов, как показали исследования, имеют отрицательное воздействие на организм человека, и могут вызвать ряд заболеваний. Текстильные материалы, которые содержат электропроводящую пряжу, защищают от электромагнитного излучения, не пропуская 99,9% высокочастотных волн, не нарушая качества связи.

Не менее важными областями применения можно назвать экранирования геопатогенных зон ( вредные СВЧ- и УВЧ- воздействия), экранирования физиотерапевтических кабин, оборудования "чистых" комнат и "безэховых" камер. Источниками электромагнитного излучения являются также компьютеры, микроволновые печи, фены и различные факторы нашей повседневной жизни. В настоящее время электропроводящие нити в сетеполотнах нашли применение при создании даже космических антенн.