Ткацкое производство

Технологии ткацкого производства. Может кому пригодится.

Основные понятия о процессе ткачества
Ткачество – технологический процесс изготовление тканей и тканных изделий.
Ткачество возникло в древности за 2500 лет до н.э. В начале это было ручное плетение, затем появились ручные ткацкие станки. В конце XIV в появились ручные ткацкие станки с батаном и ремизоподъемным механизмом. В 1733 году был изобретён челнок-самолёт, благодаря чему значительно повысилась производительность ручного ткацкого пр-ва. В конце XVIII века в России появляются механические ткацкие станки.
В 1798 году была создана в Петербурге Александровская мануфактура — первая механическая текстильная фабрика в России на которой также было организовано пр-во и механических ткацких станков. В 1894 году был выпущен автоматический станок оснащённый прибором для автоматической смены уточной шпули внутри челнока.
В настоящее время производительность челночных станков считается недостаточной и ведущими фирмами зарубежных стран и России разработаны новые типы ткацких станков отличающихся способом введения утка и зевообразованием. Это так называемые станки новых принципов действия. К ним относятся:

• Станки с микро-прокладчиками
• Пневматические станки (уточная нить прокладывается сильной струёй воздуха)
• Пневморапирные станки
• Рапирные станки
• Гидравлические станки (уточная нить пробрасывается через зев тонкой струёй воды (капли))
• Станки с волновым зевом
• Станки челночные (классический тип станка)

Ткань — текстильное изделие получаемое на ткацком станке в результате переплетения двух систем нитей расположенных перпендикулярно друг другу в одной плоскости и связанных друг с другом путём ткацкого переплетения.
Нити идущие вдоль ткани называются основными, а вся система продольных нитей называется основой.
Нити идущие поперёк ткани называются уточными (одна нить — уточина), а вся система поперечных нитей называется утком.
Требования, предъявляемые к пряже
Пряжа применяемая в ткачестве должна удовлетворять след основным требованиям:

• Обладать достаточной прочностью на разрыв и быть равномерной по прочности
• Иметь заданную крутку и быть равномерной по крутке
• Быть чистой, не иметь внешних дефектов (узлов, шишек, непропрядов, посторонних включений)
• Паковки поступающие в ткацкое пр-во должны быть правильно намотаны.
• Во время работы основа на ткацком станке подвергается многократному растяжению при зевообразовании и прибое уточной нити. Кроме того на нити основы действуют изгибающие силы и силы трения. Трение возникает при прохождении основы по скалу, через ламели, через галево ремизок, через зубья берда и при взаимодействии основы и утка во время прибоя.

Т.к. основа на ткацком станке имеет небольшую скорость перемещения в горизонтальном направлении, то большинство из перечисленных воздействий воздействуют на нить многократно.
Чтобы противостоять этим разрушающим силам к основным нитям предъявляются повышенные требования по прочности, стойкости к истиранию, стойкости к многократным переменным растягивающим нагрузкам, к гладкости и равномерности нити.
Уточная нить при переработке на ткацком станке испытывает значительно меньшее напряжение чем основная (трение при выходе из челнока и трение при прибивании к опушке. Это однократное воздействие) Поэтому уточные нити могут иметь значительно худшие чем основа физико-механические характеристики.

Технологическая схема ткацкого производства
Пришедшая из прядильного в ткацкое производство пряжа проходит через определенные технологические переходы, перед тем как ей суждено превратиться в готовое текстильное изделие.

Основная пряжа:
Перематывание — осуществляется для того чтобы получить паковку с большой длиной пряжи, удобную для последующей переработки. Перемотка осуществляется на мотальных машинах, либо на мотальных автоматах. В результате процесса перематывания получаются выходные паковки в виде конических бобин;
Снование — из ставки бобин получают партию сновальных валиков. Снование бывает партионное (из ставки конических бобин получают на выходе партию сновальных валиков), ленточное (из ставки конических бобин получают на выходе ткацкий навой) и секционное (из ставка конических бобин, получают партию секций);
Шлихтование — из партии сновальных валиков (сумма нитей на которых равна числу нитей на навое) получают ткацкий навой. Кроме того в процессе шлихтования пряжа пропитывается специальным составом — шлихтой, в результате чего приобретает тонкую наружную оболочку и становится стойкой к истиранию и более прочной на разрыв. Для шлихтования применяются машины: многобарабанные, камерные и специальной сушки. Входная паковка — партия сновальных валиков, выходная паковка — ткацкий навой;
Проборка — нити основы пробирают в съёмные рабочие органы ткацкого станка и заменяют сработанный навой на ткацком станке. Проборка осуществляется на проборных станках (ручных или механизированных) или на проборных автоматах;
Привязка — замена ткацкого навоя вместо проработанного на ткацком станке. Осуществляется с помощью передвижных узловязальных машин. При этой операции нити основы отрезаются от старого навоя и их концы связываются с концами нитей от нового навоя. Затем эти узлы протаскиваются через съёмные рабочие органы ткацкого станка, после чего процесс ткачества продолжается.
Уточная пряжа:
Перематывание — переработка пряжу с прядильных початков на конические бобины (способную вместить большую длину пряжи, которая в процессе перематываний проходит еще и качественную проверку). Конические бобины используются в качестве уточных паковок на бесчелночных ткацких станках. Для челночных ткацких станков осуществляется вторая операция перематывания с конических бобин в уточные шпули, которые вставляются в челнок;
Увлажнение и эммульсирование — проводится с целью снять внутреннее напряжение в уточной пряже (чтобы она не образовывала сукрутин в моменты, когда челнок выстаивает, а уток провисает). Для этого применяются запарные камеры, эммульсирующие, увлажняющие установки, либо длительная выдержка в помещениях с повышенной влажностью.

Перематывание основной пряжи
Цель процесса перематывания
– получить паковку одиночной нити, удобной формы для последующего перематывания, с большой длиной пряжи и проконтролировать пряжу по качеству.
Сущность процесса перематывания
заключается в последовательном наматывании на новую паковку пряжи с нескольких прядильных паковок с одновременным контролем качества пряжи.
Требования к процессу перематывания

• Не должны ухудшаться физико-механические свойства (прочность, удлинение, упругость);
• Строение намотки мотальной упаковки должно обеспечивать лёгкость схода пряжи в последующих переходах (снование);
• На мотальной паковке должна помещаться нить возможно большей длины;
• Концы нити должны быть связаны прочными узлами правильного строения, легко проходящими через рабочие органы машин всех последующих переходов (снование, шлихтование, ткачество);
• Натяжение пряжи при перемотке должно быть равномерным;
• Кол-во отходов должно быть незначительным;

Процесс перематывания должен быть производительным.

Снование пряжи
Снование — промежуточный этап в подготовке основы ткацкого станка, которому подвергают только основную пряжу, поступающую на бобинах после перематывания в сновальный отдел. Фактически — это объединение нитей с большого числа мотальных паковок на одну сновальную паковку. В процессе снования на сновальный валик или ткацкий навой навивается определённое число нитей расчётной длины.
В производстве практикуются четыре способа снования: партионный, ленточный, секционный и полный. Снование по каждому из этих способов может быть прерывным и непрерывным.
Наиболее распространённым способом снования является партионный, обеспечивающий наибольшую производительность. Также исследования и опыт работы предприятий показали, что более распространенным является прерывный вид снования.
Партионный
Нити основы частями навиваются на сновальные валики с определённым числом нитей, которые образуют партию с общим числом нитей, равным числу нитей на ткацком навое.
Партионное снование применяется в том случае, если по условиям технологии необходимо шлихтование пряжи (для хлопчато-бумажной, льняной, шерстяной гребенной пряжи, искуственных и синтетических нитей и пряжи).
Ленточный
Нити с большого числа мотальных паковок навиваются отдельными лентами на специальный барабан. Общее число нитей в лентах равно числу нитей на ткацком навое. Затем все ленты одновременно перевиваются со сновального валика на ткацкий навой. Ленточный способ используется: для шерстяной аппаратной пряжи, так как она имеет высокую линейную плотность и не шлихтуется (отходы при этом процессе минимальные, а шерстяная пряжа качественнее и дороже других видов сырья); при сновании искуственного шёлка, если на навое большое число нитей (10-12 тысяч и более); при сновании цветных нитей, то есть основ с манером, в случае сложного переплетения (манер основы — последовательность цветных нитей в основе).
Секционный
Нити с большого числа мотальных паковок навиваются на отдельные секции (с небольшой заправочной шириной). Общее число нитей, навитое на отдельные секции, равно числу нитей на ткацком навое. Затем отдельные секции набираются на общий ствол и образуют ткацкий навой
Используется для подготовки основ технических тканей.
Полный
Особенностью полного способа снования является то, что основа с мотальных паковок наматывается непосредственно на ткацкий навой.
Требования, предъявляемые к процессу снования

• В процессе снования не должны ухудшаться физико-механические св-ва пряжи или нити;
• Натяжение снующихся нитей должно быть одинаковым и по возможности постоянным в течении всего процесса;
• Длина снования должна быть рассчитана, из сновальных валиков должно получиться целое число ткацких навоев;
• Форма намотки должна быть строго цилиндрической и удельная плотность намотки должна соответствовать принятому значению;
• Производительность процесса снования должна быть максимальной, а отходы минимальными.

Шлихтование основной пряжи
Цель процесса перамтывания – уменьшение обрывности нитей основы в процессе ткачества (увеличив в несколько раз стойкость к истиранию) и получение ткацкого навоя путём объединения нитей с нескольких сновальных валиков и навивки на единую паковку — ткацкий навой. Сущность процесса шлихтования заключается в нанесении на нити тонкого слоя клеящего вещества (шлихты), которая приклеивает кончики волокон к стволу нитей и покрывает поверхность тонкой плёнкой, предохраняя волокна от истирания.
Требования к процессу шлихтования

• Ошлихтованная пряжа должна обладать достаточной прочностью, гладкостью и эластичностью;
• В процессе шлихтования должно быть обеспечено равномерное нанесение требуемого количества шлихты (т.е. определённого приклея);
• Натяжение нитей основы при шлихтовании должно быть одинаковым и постоянным за всё время сматывания её со сновальных валиков;
• Вытяжка пряжи и потеря её удлинения должны быть в пределах нормы;
• Получаемый на шлихтовальной машине навой должен иметь цилиндрическую форму необходимую плотность навивки (гамма) и расчётную длину пряжи;
• Процесс шлихтования должен быть производительным, экономичным и обеспечивать получение качественного навоя.

Шлихтовальные материалы
Клеящие материалы — являются основой шлихты. Они проклеивают пряжу и покрывают её плёнкой. В качестве клеящих материалов применяют:
Пищевые — крахмал, мука, животный клей;
Химические — Поливиниловый спирт (ПВС); Карбометилцеллюлоза (КМЦ); Полиакриламид (ПАА); Полиакрилнитрил (ПАН);
Расщепительные материалы — химические реагенты, расщепляющие зёрна крахмала. Используются кислоты, щёлочи, соли;
Смягчители (нейтрализаторы) — жировые добавки, которые смягчают плёнку шлихты после расщепления крахмала кислотой или щёлочью (в противном случае пленка получается хрупкая). Применяют хлопковые и касторовые масла;
Антисептики — противогнилостные материалы, уничтожающие плесень при использовании крахмала, муки, животного клея. Обычно используются — медный купорос, фенол, хлорамин;
Смачиватели — применяют для увеличения смачивающей способности шлихты (сульфанол, этиленгликоль, ализариновое масло). Однако, при их применении образуется пена, что отрицательно сказывается на шлихте;
Вода — растворитель при изготовлении шлихты как из пищевых, так и из химичечких материалов. Вода занимает наибольший объём в составе шлихты. Используют мягкой воду.
Примечание: из анализа шлихтовальных материалов можно сделать вывод, что шлихта на основе химичечких клеящих материалов может состоять всего из двух компонентов — вода и ПВС.

Приклей
После шлихтования масса основных нитей несколько увеличивается за счёт появления поверхностной плёнки из шлихты и частичного проникновения шлихты внутрь пряжи. Это увеличение массы называется приклеем.
Приклей — отношение прироста массы пряжи после шлихтования к массе мягкой пряжи (до шлихтования) выраженное в процентах.

Пробирание и привязывание основных нитей
Пробирание нитей основы в ламели необходимо для автоматического останова станка при обрыве нити; в глазки галев ремизок нити продеваются для образования зева на станке (пространство для движения челнока) и получения ткани заданного переплетения. Пробирание нитей в зубья берда обеспечивает прибой уточной нити к опушке ткани и получение необходимой плотности ткани по основе.
Пробирание нитей осуществляется при начальной заправке станка, либо при смене ассортимента ткани, вырабатываеого на нем. Во всех остальных случаях осуществляется привязывание нитей новой основы к почти сработанным нитям на установленном ткацком навое.
Пробирание основы
Основа из шлихтовального отдела навитая на ткацкий навой поступает в отдел проборки и привязывания основ (проборный отдел). Это последняя операция перед ткачеством.
Для получения на ткацком станке тканей заданного переплетения нити основы должны проходить через глазки ремизок в определённом порядке. Кроме того, они должны проходить через зубья берда и ламели.
Проборка основы — процесс последовательного продевания нитей основы через съёмные органы ткацкого станка (ремизки + ламели + бердо = прибор ткацкого станка).
Проборка осуществляется в следующих случаях:
При заправке нового ткацкого станка в первый раз или станка после ремонта;
При смене переплетения или вида ткани вырабатываемой на станке;
При износе прибора ткацкого станка срок службы которого 2800 часов.

Способы проборки
Ручная проборка — осуществляться на ткацком станке, в цеху (очень трудоёмкая операция) или в проборном отделе на специальном проборном станке.
Ручная проборка осуществляется двумя рабочими — проборщицей и подавальщицей, которые располагаются напротив друг друга с разных сторон проборного станка. Проборщица в соответствии с рисунком проборки вводит специальный крючок в глазок галева соответствующей ремизки и далее в отверстие соответствующей ламели, которую подставляет на крючок подавальщица. После этого подавальщица набрасывает на крючок очередную нить основы и обратным движением крючка проборщица протаскивает нить через эти органы, а затем через зуб берда. Производительность ручной проборки составляет примерно 1000 нитей в час.
Полумеханическая проборка — осуществляется проборщицей. Роль подавальщицы выполняет специальный автомат. Однако, автомат не может пробирать нити в ламели, поэтому способ применяется редко. Производительность полумеханической проборки составляет примерно 2500 нитей в час.
Механическая проборка полностью автоматизирована выполняется проборной машиной.

Виды проборки
Существует два способа изображения проборки — линейный и канвовый.
Линейный способ — ремизки на рисунке изображают в виде горизонтальных линий, а нити основы в виде вертикальных. Счёт нитям идёт слева направо. Проборку нити в определённую ремизку обозначают кружочком.
Канвовый способ — ремизки изображают в виде горизонтальных рядов клеток, а нити основы в виде вертикальных рядов клеток. Там где нить пробирается в ремизку клетку закрашивают.
В зависимости от порядка проборки нити в ремизки различают несколько видов проборки: рядовая, рассыпная, обратная.
Рядовая проборка — самая простая и наиболее распространённая, заключается в то что нити основы последовательно слева направо пробирают в ремизки подряд в первую, вторую, третью и так далее от первой до последней после чего проборка повторяется. Рапорт рядовой проборки равен числу ремизок.
Рассыпная проборка (амальгамная) — заключается в последовательной проборке основных нитей в нечётные, а затем в чётные ремизки. Рассыпная проборка применяется для выработки плотных по основе тканей полотняного переплетения (главная задача проборки — распределить нити по глубине ремизок, чтобы они меньше перетирались друг о друга). Число ремизок равно рапорту проборки.
Обратная проборка — заключается в проборке основных нитей в ремизки подряд от первой до последней к первой. Обратная проборка бывает простая обратная и двойная обратная. При обратной проборке число ремизок меньше рапорта проборки.

Привязывание и присучивание основы
Привязывание основы — соединение узлами концов нити доработанной основы с концами нитей вновь подготовленной основы.
Этот вариант применяется в том случае, если на станке должна вырабатываться ткань такая же, как вырабатывалась ранее, то после доработки старой основы нити новой основы привязывают к нитям старой основы протаскивая их затем через ламели, ремизки, бердо.

Подготовка уточной пряжи к ткачеству
Уточная пряжа поступает на ткац фабрику в самых разных паковках: в прядильных початках, мотках, катушках, бобинах. Эти паковки не всегда непосредственно можно использовать на ткацких станках и поэтому уточную пряжу приходится перематывать в паковки удобной формы и размера.
Для челночных ткацких станков используют паковки в виде початков, которые вставляются в челнок. Для бесчелночных ткацких станков используют конические или цилиндрические бобины, уток с которого протаскивается в зев рапир и т.д. Для уменьшения обрывности утка в ткачестве в отдельных случаях перед ткачеством производят увлажнение и эмульсирование уточной пряжи. Таким образом весь процесс подготовки уточной пряжи к ткачеству состоит из двух необязательных операций: перематывания уточной пряжи, а также увлажнения или эмульсирования утка. Однако, если уточная пряжа поступает в необходимых для ткацкого станка паковках и с достаточной влажностью, то её направляют в ткачество сразу без всякой подготовки.

Образование ткани на ткацком станке
Основные рабочие органы ткацкого станка — ремизка 14, челнок (прокладчик утка) 7 и бёрдо 6.
Нити основы, сматываемые с навоя 1, огибают направляющий валик (скало) 3 и принимают горизонтальное или наклонное положение. Далее они проходят через отверстия ламелей 4 и через глазки галев 15 ремизок 14, перемещающих нити основы в вертикальном направлении для образования зева. В зев челноком или прокладчиком утка другого типа вводится уточная нить, которая продвигается (прибивается) к опушке ткани бёрдом 6, совершающим возвратно-поступательное движение вместе с батаном 16. У опушки ткани нити основы, переплетаясь с нитью утка, образуют ткань, которая огибает грудницу 8, вальян 10, направляющий валик 9 и навивается на товарный валик 11. Порядок чередования перемещений ремизок обеспечивает изготовление тканей различного переплетения нитей. Число зубьев, приходящихся на единицу длины бёрда, и число нитей, проходящих через просветы между зубьями, обусловливают плотность ткани по основе, а перемещение (отвод) ткани, приходящееся на одну уточную нить, определяет плотность ткани по утку.

Связанные изображения: