Схема термической камеры агрегата показана на рис. 76. Термическая камера состоит из стального каркаса с заполнением его теплоизоляционными щитами. Каждый щит состоит из двух полированных стальных листов с внутренней прокладкой из асбестовой массы. Боковые стенки термической камеры имеют смотровые окна и дверцы для ее внутреннего обслуживания, а торцевые стенки — щели для входа и выхода ткани. Термическая камера имеет самостоятельное заправочное устройство, которое используют в тех случаях, когда по условиям производства термическая камера работает не в агрегате, а как самостоятельная машина для термической обработки тканей при других видах отделки.
Заправочное устройство термической камеры для заправки ткани из тележки состоит из системы направляющих роликов 1 и пары тянульных валов 2. Через эти же приспособления заправляется ткань выходящая из сушильной ширильно-усадочной машины.
Для заправки ткани в термическую камеру с ролика используются следующие приспособления: раскатывающая машина 3, тянульный ролик 4, лотковый компенсатор 5 и пара тянульных валов 2.
Внутри термической камеры машины установлены два ряда направляющих роликов 6, образующих семь сушильных секций с заправочной длиной ткани 140 м. Каждый ролик верхнего ряда приводится в движение от отдельного торсионного (моментного) электродвигателя, с крутящим моментом 50 Н х см. Ролики нижнего ряда свободно вращаются в шарикоподшипниках. Третья и последующие термические секции имеют два ряда дополнительных направляющих роликов 7, установленных между верхними и нижними основными роликами. Каждый дополнительный ролик верхнего ряда приводится в движение от торсионного электродвигателя, с крутящим моментом 30 Н х см. Дополнительные ролики увеличивают заправочную длину ткани в камере до 203 м, а следовательно, и продолжительность термической обработки ткани без снижения скорости ее движения.
Нагрев воздуха осуществляется паровыми калориферами, установленными над верхним и под нижним рядами основных направляющих роликов в четвертой термической секции машины. В тех же местах третьей секции установлены электронагревательные приспособления общей мощностью 200 кВт. В верхней и нижней частях первой термической секции установлены по одному циркуляционному вентилятору. Горячий воздух, нагретый в четвертой и третьей секциях, подается циркуляционным вентилятором в короба, из которых через сопловые устройства поступает на проходящую ткань. Заданный уровень температуры воздуха поддерживается специальными терморегулирующими приборами с точностью до ±2°С в пределах 130—180° С.
Ткань из термической «камеры поступает в охлаждающее устройство 8, в котором с обеих сторон обдувается холодным воздухом, поступающим через специальные конусообразные сопла. Охлажденная ткань выходит на второй агрегат для промывки или же на выборочное устройство 9 термической камеры.
Выборочное устройство представляет собой полуавтоматическую вальянную накатную машину, устройство которой аналогично описанной выше накатной машине агрегата для термозольного способа крашения тканей фирмы Киото.
Рабочая ширина агрегата 1270 мм. Скорость движения ткани плавно регулируется в пределах 10—40 м/мин. Общая установленная мощность (в кВт): электродвигателей постоянного тока — 21,7, электродвигателей переменного тока—123,7, электронагревательных устройств — 200. Габаритные размеры агрегата (в мм): длина 36780, ширина 6100, высота 4700.
Агрегат для промывки и отделки тканей после полимеризации смолы на волокне фирмы Киото. В состав агрегата входят: заправочное устройство, шестикоробочный промывной аппарат, вакуумотсасывающее устройство, сушильная ширильно-усадочная машина, выборочное устройство.
Заправочное устройство имеет одинаковую конструкцию с заправочным устройством первого агрегата.
Шестикоробочный промывной аппарат. Первая и шестая коробки аппарата открытого типа, остальные коробки — закрытого типа. Все коробки выполнены из нержавеющей стали, имеют переливные отверстия и систему внутренних направляющих роликов. Рабочий объем каждой коробки 600 л. Коробки снабжены змеевиками острого и глухого пара. Общая заправочная длина ткани в аппарате 54,7 м.
Читайте также: Как графен проникает через мягкие ткани
Каждая коробка аппарата на выходе ткани имеет самостоятельную отжимную пару валов с пневматическим прижимом верхнего вала к нижнему. Верхние отжимные валы коробок имеют резиновое покрытие, нижние валы — покрытие из нержавеющей листовой стали. Нижние отжимные валы приводятся в движение от отдельных электродвигателей постоянного тока. Мощность каждого электродвигателя первых пяти коробок аппарата составляет 1,5 кВт и шестой коробки — 3,7 кВт. Давление в жале валов первых пяти коробок — до 10 кН, а в шестой коробке — до 50 кН. Перед жалом каждой отжимной пары установлен обрезиненный дуговой ширитель, составленный из отдельных звеньев, вращающихся на внутренних шариковых подшипниках. На выходе ткани из отжимных пар смонтированы балансирующие компенсаторные ролики, связанные через шунтовые реостаты с электродвигателями отжимных валов и регулирующие натяжение ткани.
Вакуум — отсосное устройство аппарата имеет обычную конструкцию и обеспечивает окончательное обезвоживание ткани после промывки.
Сушильная ширильно-усадочная машина имеет аналогичное устройство с соответствующей машиной первого агрегата и отличается только тем, что сушильная камера машины состоит из пяти сушильных секций, и бесконечные цепи машины имеют комбинированные звенья. Заправочное устройство машины состоит из пары тянульных роликов, направляющих роликов, компенсаторного ролика и тканенаправителей.
Выборочное устройство агрегата представляет собой полуавтоматическую вальянную накатную машину, устройство которой такое же, как и машины первого агрегата. Рабочая ширина агрегата 1270 мм. Скорость движения ткани плавно регулируется в пределах 10—40 м/мин. Установленная мощность электродвигателей постоянного тока 23,15 кВт, переменного тока — 100,55 кВт.
Габаритные размеры машины (в мм): длина 30685, ширина — 4400 и высота 3695.
Производительность агрегатов при специальной отделке тканей составляет 1275—1750 м/ч. Скорость движения ткани при отделке обычно поддерживается в пределах 25-35 м/мин.
При отделке тканей на агрегатах фирмы Киото происходит вытяжка ткани, получаемая в связи с недостаточно эффективной работой компенсаторных устройств и большим натяжением ткани при выходе на некоторые машины обоих агрегатов. На некоторых предприятиях устранение больших натяжений ткани при выходе достигнуто установкой дополнительного реостата, регулирующего число оборотов вальянов полуавтоматической накатной машины агрегата.
Шелковые текстильные волокна и ткани
Процесс специальной тепловой обработки тканей из синтетических волокон, получивший название термофиксации (или термостабилизации), является важнейшим процессом в технологии отделки этих тканей. Он основан на использовании термопластичных свойств синтетических волокон.
Под термопластичностью твердых тел понимается свойство этих тел в условиях повышенной температуры и воздействия внешних или внутренних сил давать необратимые остаточные деформации. Внутренними силами, вызывающими необратимые деформации в синтетическом волокне, являются внутренние напряжения, возникающие в местах растянутых поперечных связей между макромолекулами в процессе волокнообразования. Естественно поэтому, что все синтетические термопластичные волокна, получаемые по известным способам на заводах искусственного волокна, и изделия из них обладают способностью давать необратимые деформации при переработке в условиях влажно-тепловой среды.
Сказанное легко можно проследить на примере получения полиамидных волокон. Известно, что этот процесс протекает в две стадии: формование нити продавливанием расплава полиамидной смолы через фильеры прядильной машины и сильное вытягивание сформованной нити.
На первой стадии процесса — при формовании нити — макромолекулы в волокне занимают различное взаимное положение, а само волокно характеризуется неупорядоченной структурой. Расстояние между группами NH и СО в макромолекулах значительно
превышает 2,8 А (при таком расстоянии возможно возникновение поперечных водородных связей). Прочность волокна незначительная.
На второй стадии процесса, когда нити подвергаются сильному вытягиванию, структура волокна становится значительно более упорядоченной. Макромолекулы ориентируются вдоль оси волокна, между их функциональными группами легко образуются водородные связи, волокно приобретает высокую прочность.
Читайте также: Съежилась ткань от утюга что делать
Однако большое вытягивание волокна одновременно с приданием ему высокой прочности приводит к растягиванию образовавшихся водородных связей и появлению между макромолекулами внутренних напряжений. Волокно приобретает способность к образованию необратимых деформаций при последующих влажно-тепловых обработках.
При наличии скрытых внутренних напряжений ткани и изделия из синтетических волокон в процессе влажно-тепловой обработки получают повышенную и неравномерную усадку; на их поверхности фиксируются все следы складок в форме заломов, не устраняемых последующей отделкой. Ткани и изделия приобретают, кроме того, значительную жесткость.
Если же устранить или максимально уменьшить внутренние напряжения в волокне, то можно не только предупредить образование нежелательных деформаций, но и придать тканям и изделиям из синтетических волокон новые ценные свойства. Этого и достигают при термофиксации тканей из синтетических термопластичных волокон.
Таким образом, термофиксация тканей из синтетических волокон есть процесс специальной тепловой обработки их, проведенный в оптимальных условиях, для придания этим тканям мягкости, практической безусадочности и устойчивости к сминаемости и образованию заломов и складок на их поверхности.
Процесс термофиксации тканей из синтетических волокон состоит из двух важнейших и последовательно проводимых стадий:
1. Тепловая обработка тканей при оптимальных температуре и длительности.
2. Быстрое и эффективное охлаждение тканей.
Температура и продолжительность тепловой обработки зависят от природы синтетического волокна ткани и выбранного способа термофиксации. В настоящее время в результате проведенных многочисленных исследований процесса термофиксации тканей оптимальные показатели температуры и продолжительность обработки с достаточной точностью определены для каждого вида синтетических волокон и каждого способа термофиксации.
Современная теория процесса термофиксации тканей, рассматриваемая нами на примере термофиксации тканей из полиамидных волокон, представляется в следующем виде.
Расположение макромолекул в элементарном волокне полимера и их внутреннее взаимное соединение с помощью поперечных водородных связей между соседними группами NH и СО для капроновых и анидных волокон см. на стр. 107.
Эти две схемы дают представление о внутренней структуре полиамидных волокон, а также о характере поперечных водородных связей между компактно расположенными макромолекулами вдоль оси волокна.
В процессе термофиксации тепловая энергия, сообщаемая волокну теплоносителем, переходит в кинетическую энергию колебаний молекул в волокне. Когда под влиянием высокой температуры возрастающая энергия тепловых колебаний молекул превысит энергию водородных связей, происходит сильное ослабление этих связей и макромолекулы волокна получают относительную подвижность и возможность для более компактного взаимного расположения в элементарном волокне.
Во второй стадии процесса термофиксации в результате быстрого и интенсивного охлаждения ткани происходит фиксация макромолекул в их новом компактном взаимном расположении, образуются новые водородные связи и полностью или почти полностью устраняются скрытые внутренние напряжения. Волокно приобретает новое устойчивое положение и новые свойства.
Правильно считается, что собственно термофиксация волокна происходит не в процессе его тепловой обработки, а при охлаждении волокна после тепловой обработки. Чем быстрее охлаждается волокно, чем ниже температура охлаждаемого воздуха, тем выше эффект термофиксации. Оптимальная температура охлаждения волокна при термофиксации должна быть не выше так называемой аккомодационной точки, которая для разных синтетических волокон различна. Так, для капронового волокна аккомодационная точка лежит в области 65—70° С, для анида имеем соответственно 80—82° С, для полиэфирных волокон 85—90° С.
В процессе термофиксации в результате компактного взаиморасположения макромолекул в волокне происходит неизбежная его усадка. Эта усадка может быть очень значительной, если волокно термофиксируется в свободном состоянии.
Читайте также: Описание ткани для фартука
Ослаблению межмолекулярных водородных связей в полимере при термофиксации значительно способствует сольватизирующее действие воды и некоторых химических веществ, вызывающих набухание волокна. Применение сольватизирующих веществ во время тепловой обработки позволяет заметно снизить температуру обработки. Данное обстоятельство находит практическое применение в процессе термофиксации тканей в среде насыщенного водяного пара, а также при термофиксации в водных растворах веществ, вызывающих набухание волокна.
Термические свойства капрона и анида
Ниже указаны важнейшие термические свойства и оптимальные значения температур (°С) различных тепловых обработок капрона и анида:
Оптимальная температура фиксации горячим воздухом
Оптимальная температура фиксации паром
Рассматривая расположение макромолекулярных цепей в элементарном волокне капрона и анида, можно видеть, что если в капроне значительное количество функциональных групп не участвует в образовании кристаллической решетки волокна и между собой не связано водородными связями, то в аниде все функциональные группы участвуют в образовании кристаллической решетки волокна и связаны между собой водородными связями. Повышенным количеством водородных связей и более частым их расположением в аниде в известной степени объясняется повышенная температура плавления и повышенная оптимальная температура термофиксации этого волокна (по сравнению с капроновым волокном).
Первым важнейшим параметром процесса термофиксации тканей из синтетических волокон является температура термофиксации. Оптимальная температура термофиксации при использовании в качестве теплоносителя горячего воздуха равна для капронового волокна 190°С и для анида (найлона 66)—225°С. При термофиксации тканей из этих волокон в атмосфере насыщенного водяного пара оптимальная температура обработки значительно снижается и составляет для капрона 127 и анида 130° С.
Оптимальная температура термофиксации горячим воздухом тканей из полиэфирных волокон (лавсана, терилена) находится в пределах 200—235° С, а тканей из полиакрилонитрильных волокон (нитрона, орлона)—в пределах 180—200° С. При термофиксации этих тканей в паровой среде оптимальная температура снижается соответственно до 125—126 для лавсана и до 120—134° С для нитрона. Более широкий диапазон оптимальных значений температуры термофиксации полиэфирных и полиакрилонитрильных волокон объясняется, по-видимому, возможными отклонениями в технологии их производства.
Особого внимания требует процесс термофиксации тканей из капроновых волокон. Оптимальная температура термофиксации этих волокон горячим воздухом заметно превышает температуру их размягчения (170°С), в то время как для других синтетических волокон оптимальная температура термофиксации значительно ниже температуры их размягчения. Таким образом, при термофиксации тканей из капрона мы имеем дело, с волокном, находящимся в размягченном состоянии, с прочностью в момент термофиксации всего 10—35% первоначальной прочности. Естественна поэтому необходимость обеспечить тщательный контроль за температурой теплоносителя и натяжением ткани при ее термофиксации. Очень внимательно надо следить, чтобы температура теплоносителя не достигала 193° С — температуры текучести волокна, при которой прочность капрона становится нулевой.
Хорошие результаты термофиксации капроновых тканей могут быть получены и при тепловой обработке, проводимой при температуре несколько ниже оптимальной, но не ниже 185° С.
При термофиксации капроновых тканей величина отклонений температуры теплоносителя от заданной температуры не должна превышать ±2°. Тепловая обработка, проведенная с отклонениями температуры теплоносителя более чем ±2° ведет к неравномерной фиксации ткани. Ткань имеет повышенную и неравномерную усадку, неровно окрашивается при крашении.
Менее строгого температурного контроля требует процесс термофиксации тканей из анидных волокон. Здесь, с одной стороны, осуществляется тепловая обработка волокна, находящегося не в размягченном состоянии, сохраняющего сравнительно высокую прочность; с другой стороны, анидные волокна допускают более широкий диапазон отклонений температуры теплоносителя от заданной температуры (до ±8°С) без ухудшения качества термофиксированной ткани.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом