ТКАЧЕСТВО

Технология ткацкого производства

Ткачество, как и прядение, возникло в эпоху неолита и широко распространилось при первобытнообщинном строе. Ручной ткацкий станок с вертикальным расположением основы появился примерно за 5-6 тыс. лет до н. э. Ткань - текстильное полотно, образованное двумя или большим числом взаимно перпендикулярных систем нитей, соединенных за счет переплетения на ткацком станке. Перед процессом образования ткани на ткацком станке производят несколько подготовительных операций - сновку (перемотку основной пряжи с бобин на вал), шлихтование и сушку. Эта обработка придает нитям основы гладкость и большую прочность.

Процесс снования заключается в одновременном навивании на сновальный валик определенного числа расположенных параллельно друг другу основных нитей. При навивании все нити должны быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и иметь одинаковое натяжение. Число одновременно навиваемых основных нитей и длину снования рассчитывают. В зависимости от вида пряжи и принятой технологии в ткацком производстве применяют два способа снования: партионный и ленточный. Самое широкое распространение получил партионный способ снования, который состоит в том, что на всю ширину сновального валика навивается только часть нитей, необходимых для выработки ткани. Для получения общего числа нитей в основе нарабатывают несколько валиков, из которых составляют партию. Сумма нитей на сновальных валиках одной партии составляет необходимое количество нитей основы.

При ленточном сновании нити наматывают на сновальный барабан частями в виде отдельных лент. Ленты наматывают поочередно, одну возле другой. Сумма нитей во всех лентах составляет необходимое количество нитей основы. Длина нитей в лентах должна быть строго одинаковой. Общая ширина всех лент на сновальном барабане равна ширине намотки основы на ткацком навое. Плотность нитей, т.е. число нитей на единицу ширины при наматывании на сновальный барабан, соответствует плотности нитей на ткацком навое. Затем все ленты одновременно перематываются на ткацкий навой.

Рис. 22. Сновальная машина

Сновальная машина (рис.22) состоит из сновальной рамки или шпулярника и непосредственно сновальной машины. Устройство и работа сновальной рамки.

Бобины с мотальных машин или с пневмомеханических прядильных машин устанавливают на бобинодержатели сновальной рамки. Последние предназначены для непрерывного и прерывного снования. Наибольшее применение получили сновальные рамки прерывного снования, занимающие почти вдвое меньше площади. В сновальных рамках прерывного снования бобинодержатели расположены на стойках с двух сторон. Пока нити сматываются с одних бобин, на свободные бобинодержатели выставляют полные бобины. По окончании снования машину останавливают и, повернув бобинодержатели на 180°, привязывают концы нитей с полных бобин к концам нитей со сработанных бобин. Натяжение нитей является одним из важнейших параметров процесса снования. Оно определяет плотность наматывания нитей на сновальную паковку, влияет на обрывность при сновании и в ткачестве. Натяжение нитей при сновании, как правило, не превышает 20% разрывной нагрузки. Неравномерность натяжения зависит от ряда факторов: изменяющегося диаметра бобины, разной длины снующихся нитей (связанной с расположением бобин в шпулярнике), влияния направляющих устройств, неровноты нитей по линейной плотности, несовершенства работы нитенатяжных приборов. С целью обеспечения равномерного натяжения всех снующихся нитей на шпулярниках устанавливают нитенатяжные приборы. В последнее время широкое распространение получили шайбовые, гребенчатые натяжные приборы, приборы с конической тормозной шайбой. Наиболее распространены шайбовые натяжные приборы.

При сновании синтетических нитей часто применяют двух- и трехзонные шайбовые натяжные приборы. Для некоторого выравнивания натяжения нити при сновании применяют гребенчатый натяжной прибор. Следует отметить, что при прерывном сновании в большей мере выполняется одно из основных технологических требований - одинаковое натяжение всех одновременно снующихся нитей. Хотя среднее натяжение одновременно снующихся нитей в каждый момент времени одинаково, с уменьшением диаметра бобин следующие друг за другом сновальные валы наматываются при различном натяжении нитей. Еще одним важным параметром при сновании является вместимость сновальной рамки, так как величина ставки бобин влияет на производительность труда и оборудования, качество ткацкого навоя. На предприятиях применяют сновальные рамки различных конструкций. Шпулярники для прерывного снования вмещают 416, 448, 608, 612, 1000 бобин и более.

Применяются партионные сновальные машины, которые предназначены для снования пряжи с бобин на сновальные валы при большой скорости. По сравнению со снованием на ленточных машинах при сновании на партионных машинах обеспечивается большая равномерность натяжения основных нитей, лучшая форма и строение навоя, сокращаются затраты труда и снижается стоимость обработки в ткачестве. Партионные сновальные машины СП-180, СП-140, СВ-140, СВ-180, СВ-140И, СВ-180И, СВ-120Л и СВ-230Л имеют единую конструктивную базу и отличаются только заправочной шириной. За базу этих машин принята сновальная машина СВ-180. При наработке сновального валика его снимают и устанавливают на машину новый валик с помощью съемного устройства, работающего от отдельного электродвигателя.

Ленточное снование применяют в шелковом и суконном ткачестве, при переработке химических нитей и пряж различных видов, а также при подготовке сложных по рисунку цветных основ. Технологический процесс снования на ленточных сновальных машинах СЛ-250-Ш, СЛ-140-Х, СЛ-180-Х, фирмы «Текстима» (Германия) во многом идентичен процессу, осуществляемому на партионных сновальных машинах. При ленточном сновании применяют в основном шпулярники для непрерывного снования. Нити основы сматываются с неподвижных конических бобин, проходят через нитенатяжной прибор, крючки самоостанова, между направляющими валиками 1 и 2 (рис. 23), делительный рядок 3, рядок суппорта 4, огибают направляющие валики 5 и 6 и наматываются в виде ленты на сновальный барабан 7.

Рис. 23. Технологическая схема ленточной сновальной машины

Делительный рядок, служит для разделения четных и нечетных нитей в ленте, необходимого при проведении последующих процессов подготовки основы к ткачеству (шлихтования, проборки, привязывания). Таким образом, четные и нечетные нити оказываются надежно разделенными. После перевивки основы на ткацкий навой шнурки, проложенные в начале снования, окажутся лежащими на поверхности основы. Прокладывание делительных шнурков (цен) проводят в начале, в середине и в конце снования. Рядок суппорта 4 предназначен для равномерного распределения нитей по ширине ленты и определяет ее ширину. Полная основа при ленточном сновании формируется из нескольких лент. Поэтому на сновальный барабан 7 рядом с первой лентой укладывается вторая лента, третья и т.д. Сечение полностью намотанной на барабан ленты представляет собой параллелограмм. Чтобы обеспечить такое наматывание лент на сновальный барабан, столик суппорта 13, на котором закреплены делительный рядок 3, рядок суппорта 4, направляющие валики 5 и 6, с помощью ходового винта 10, шестерни 11 и роликов 12 перемещается вдоль направляющего бруса. За каждый оборот сновального барабана суппорт 13 смещает ленту в сторону конуса барабана так, чтобы крайняя левая нить каждого слоя ленты ложилась на поверхность конуса. Для первой ленты одна сторона ложится на конус барабана, а другая образует такой же конус, на который наматывается следующая лента, и т.д. Правильная форма намотки лент на сновальный барабан возможна лишь при правильном подборе скорости перемещения суппорта и угла конуса барабана. Оба фактора зависят от линейной плотности и вида перерабатываемой пряжи, а также от плотности ленты. На ленточных сновальный машинах лента, намотанная на сновальный барабан, должна иметь строго определенную длину. Для этого на машине установлен счетчик, который кинематически связан со сновальным барабаном. После наработки необходимой длины машина автоматически останавливается. После наматывания всех лент на сновальный барабан их одновременно перематывают на ткацкий навой. Для этой цели служит перегонный механизм, расположенный с другой стороны барабана. При перематывании со сновального барабана на навой нити основы огибают направляющий вал 8 и навиваются на ткацкий навой 9, который получает принудительное движение. Сновальный барабан при этом вращается благодаря натяжению нитей основы, необходимая величина которого при перематывании устанавливается путем торможения барабана. Для того чтобы нити основы точно наматывались на навой, подвижная каретка перегонного механизма перемещается вдоль оси барабана в обратном перемещению суппорта направлении, но с той же скоростью.

После снования пряжу подвергают шлихтованию. Основную пряжу шлихтуют с целью снижения обрывности ее при переработке на ткацком станке. Процесс шлихтования является самой ответственной операцией подготовки основной пряжи к ткачеству, так как от качества ошлихтованных основ в большой мере зависит производительность ткацких станков и труда ткачей, а также качество вырабатываемой ткани.

ткацкий навой

сушильная установка

о I шлихтовальное корыто

Рис. 24. Шлихтовальный агрегат

сновальные валик

Шлихта, покрывая нить тонкой защитной пленкой и склеивая отдельные волокна, увеличивает износостойкость и выносливость пряжи и повышает ее прочность. Шлихта должна обладать определенными свойствами. Она должна равномерно покрывать поверхность пряжи и частично проникать в глубь нити. Шлихта не должна осыпаться в процессе ткачества и делать пряжу ломкой, должна быть гигроскопичной, обладать антисептическими свойствами. Шлихта не должна разрушать пряжу и менять окраску цветных основ. В процессе отделки шлихта должна легко удаляться из ткани. Кроме того, шлихта должна быть дешевой. Шлихтуют пряжу почти всех видов, за исключением крученой и нитей из синтетических волокон и натурального шелка, имеющих достаточную гладкость и прочность. Иногда шлихтуют крученую хлопчатобумажную и штапельную пряжу и не шлихтуют шерстяную пряжу аппаратного прядения. В отдельных случаях шлихтовальные машины используют для других целей. Например, при переработке на ткацком станке нитей из синтетического сырья (капрона) наблюдается сильная его электризация, усложняющая процесс ткачества. Для устранения электризации основу из синтетических нитей целесообразно эмульсировать на шлихтовальных машинах, если эта операция не проводилась на сновальных машинах.

Процесс шлихтования можно разделить на две операции:

• ? приготовление шлихты;
• ? обработка пряжи на шлихтовальной машине.

Для приготовления шлихты используют следующие клеящие материалы (крахмал и мука различных видов, животный клей, поливиниловый спирт,

карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, оксиэтилцеллюлоза и др.). Для шлихтования основной пряжи применяют также шлихтовальные машины, представляющие собой сложные агрегаты, оснащенные аппаратурой для автоматической регулировки и контроля параметров технологического процесса. Каждая шлихтовальная машина включает разматывающую часть, клеящий и сушильный аппараты и делительно-наматывающую часть.

В хлопчатобумажной, шелковой и льняной промышленности наибольшее распространение получили машины барабанного типа (от 7 до 13 барабанов). Барабаны располагают в два ряда по вертикали. Температурный режим каждого барабана или группы барабанов регулируется автоматически. Основную пряжу заправляют на барабаны последовательно с углом охвата барабана в 2400. За счет контакта пряжи с горячей поверхностью барабанов происходит ее высушивание. В льняной, а также шерстяной промышленности широко используют камерные машины (ШКВ-140, ШКВ-180, ШКВ-230), в которых сушка осуществляется горячим воздухом. Машины комбинированной сушки (ШБ-155И, ШБП-155И) применяют в основном в шелковой промышленности для шлихтования основ из искусственных нитей. Вначале основа проходит через камеру предварительной сушки, где теряет до 20% влаги, а затем поступает на сушильные барабаны, где происходит основная сушка. Машины специальной сушки (токами высокой частоты, ультрафиолетовыми лучами, газом) практического применения пока не нашли. В делительно-наматывающей части машины происходит разделение ошлихтованных нитей, их равномерное распределение по ширине заправки, маркировка кусков и наматывание на ткацкий навой. Наиболее перспективными являются многобарабанные шлихтовальные машины, дающие возможность повысить производительность и улучшить качество ошлихтованных основ. Эти машины являются универсальными, на них можно шлихтовать пряжу из натуральных и химических волокон, а также из их смесей.

Выпускаются 9 - и 11-барабанные шлихтовальные машины рабочей шириной 1400 и 1800 мм. Машины выпускаются под марками ШБ-11/140-1, ШБ-11/140-2, ШБ-11/140-Л-1, ШБ-11/140-Л-2, ШБ-9/140-ШЛ-1, ШБ-9/140-ШЛ-2 и аналогично для рабочей ширины 1800 мм - ШБ-11/180-1 и т.д. Цифры 1 и 2 обозначают соответственно с однорядной и двухрядной стойкой для сновальных валиков. Для машин, шлихтующих комплексные химические нити (ШЛ) цифра 1 обозначает шлихтование с навоев ленточного снования, а 2 - с валиков, полученных на партионных сновальных машинах. Многобарабанные шлихтовальные машины имеют испарительную способность до 500 кг испаряемой влаги в час и могут работать со скоростью до 150 м/мин.

После завершения подготовительных операций следует непостедственно процесс формирования ткани, который происходит на ткацких станках путем переплетения нитей основы и утка, причем нити утка прокладываются в зев, образуемый нитями основы вследствие того, что часть нитей (в тканях полотняного переплетения через одну) поднимается, а другая часть опускается. После проброса нити утка в образовавшийся зев происходит перекрытие зева и нижние нити поднимаются, а верхние опускаются. Проложенную уточную нить зубья берда прибивают к опушке ткани. До 70-х годов прокладка нитей утка осуществлялась челноком (рис. 25), в который помещалась шпуля с нитью. Для намотки шпуль использовались уточно-мотальные автоматы.

Рис. 25. Ткацкий станок с микропрокладчиком утка

Челнок на челночных ткацких станках пробрасывался сначала в одну, а затем в другую сторону. В настоящее время челночные станки почти полностью заменены на бесчелночные, в которых пробрасывание уточной нити производится либо легким прокладчиком, захватывающим нить с неподвижной бобины (станки типа СТБ), жесткими или гибкими рапирами, вводимыми в зев (рапирные станки), либо при помощи воды или сжатого воздуха (гидравлические и пневматические станки). Такой способ прокладки нити позволяет сматывать уточную нить с неподвижной большой бобины, а не с маленькой шпули, помещающейся в тяжелом челноке, уменьшить размер зева и тем самым снизить деформации и напряжение основных нитей, снизить обрывность и увеличить производительность ткацкого станка.

Переплетением нитей в ткани называется порядок взаимного перекрытия основных нитей уточными. При выработке тканей используют разнообразные переплетения. Их делят обычно на четыре класса: простые (главные), мелкоузорчатые, сложные и крупноузорчатые.

Простые (главные) переплетения. Полотняное переплетение является одним из наиболее простых и распространенных. Ткани полотняного переплетения имеют ровную матовую поверхность и одинаковый внешний вид лицевой и изнаночной сторон. При большой разнице в линейной плотности основной и уточной пряжи в ткани полотняного переплетения образуются продольные или поперечные рубчики. При использовании нитей повышенной крутки на ткани образуется креповый эффект — ткань приобретает «зернистую» поверхность. Полотняным переплетением вырабатывается большое количество бельевых, плательных и одежных тканей.

Саржевое переплетение характеризуется наличием на поверхности ткани диагоналевого рубчика. На лицевой поверхности ткани рубчик обычно направлен снизу вверх слева направо, реже справа налево. Угол наклона рубчика зависит от соотношения толщины нитей основы и утка. Саржевым переплетением вырабатывают ткани хлопчатобумажные плательные и подкладочные, льняные (для обивки матрацев), а также шелковые подкладочные.

Атласное (сатиновое) переплетение характеризуется удлиненными перекрытиями. В атласном переплетении одиночные основные или уточные перекрытия размещены равномерно по всему раппорту. Если на лицевой стороне ткани выступают длинные основные перекрытия, переплетение называется атласным. Ткани атласного и сатинового переплетений обычно имеют различные плотности по основе и утку. Система нитей, которая выходит на поверхность ткани, имеет большую плотность. Ткани этих переплетений отличаются повышенной стойкостью к истиранию, высокой прочностью, малым коэффициентом трения, т.е. хорошо скользят, имеют ровную и гладкую поверхность. Поэтому их часто используют в качестве подкладочных. Сатиновым переплетением вырабатывают большое количество сатинов из хлопка, атласным — в основном химические комплексные нити и натуральный шелк.

Мелкоузорчатые переплетения. К ним относятся производные от простых переплетений (полотняного, саржевого и атласного) и комбинированные. К производным полотняного переплетения относятся переплетения репсовые и рогожка.

Репсовые переплетения получают путем удлинения перекрытий полотняного переплетения в направлении уточных или основных нитей. Репсовым переплетением вырабатывают фланели и файдешин.

Рогожка образуется при удлинении одновременно основных и уточных перекрытий, поэтому на ткани получают мелкие прямоугольники и квадраты. Ткани, выработанные этим переплетением, имеют одинаковую изнаночную и лицевую стороны. Благодаря длинным перекрытиям ткань будет обладать большой плотностью, оставаясь при этом мягкой. Для выработки плательных тканей (хлопчатобумажных и льняных) наиболее широко применяется переплетение рогожка по три и четыре нити в ячейке.

К производным саржевого переплетения относятся усиленная, сложная и ломаная саржа. Усиленная саржа характеризуется широкими и отчетливо выраженными диагоналевыми полосами, так как в этом переплетении в отличие от простой саржи нет одиночных перекрытий. Сложная (или многорубчатая) саржа образует на ткани диагоналевые рубчики различной ширины. В ломаной сарже направление полос меняется под углом 90°, при этом получается рисунок, напоминающий елочку. Подобные переплетения применяются при выработке костюмных и пальтовых тканей.

К комбинированным переплетениям относятся переплетения, образуемые из двух или большего числа различных переплетений; такие переплетения могут состоять из полотняного и репсового, саржевого и рогожки, атласного и т.д. Комбинированным переплетением вырабатывают сорочечные, костюмные, полотенечные и другие ткани.

Сложные переплетения. Этот класс переплетений отличается разнообразием. Наибольшее распространение из них получили двойные, двухлицевые, двухслойные, ворсовые, перевивочные и крупноузорчатые переплетения. Для выработки двойных переплетений необходимо иметь две системы основных и одну систему уточных нитей. Для выработки двухлицевых переплетений необходимо иметь две системы уточных нитей и одну основную; двухслойные переплетения вырабатываются из двух систем основных и двух систем уточных нитей. Подобные виды переплетений дают возможность получить более толстые ткани, обладающие хорошими теплозащитными свойствами. Они применяются при выработке тонкосуконных пальтовых тканей, драпов и т. п.

Ворсовые переплетения дают на лицевой поверхности ткани разрезной или петельный ворс. Различают осново- или уточно-ворсовые ткани, в зависимости от того, из каких нитей — основных или уточных — получают ворс. Ворсовые переплетения получают из трех систем нитей: одна — ворсовая и две — основа и уток. Указанные переплетения придают тканям красивый внешний вид, повышенные теплозащитные свойства, но усложняют их переработку, в швейном производстве. Ворсовым переплетением вырабатывают бархат, полубархат, велюр, плюш, вельветы и искусственный мех.

Ткани с петельным ворсом вырабатываются для полотенец, простынь и халатов, так как они обладают хорошими гигроскопическими свойствами.

Перевивочные переплетения широко используются для выработки легких ажурных тканей. Для получения таких переплетений необходимы две системы основных нитей и одна уточная.

Крупноузорчатые переплетения вырабатывают на ткацких станках с жаккардовой машиной. Они образуют на ткани крупные узоры разнообразных форм. Эти переплетения бывают простые, когда образуются из двух систем нитей сочетанием простых и мелкоузорчатых переплетений, и сложные, когда образуются из трех и более систем нитей. Такие переплетения используют при выработке мебельнодекоративных тканей, гобеленов и др.