11, 12).Общая продолжительность валки на молотовой и многоваличной машинах составляет 90 — 120 мин. Валку войлока с плотностью до 0,32 г/см3 целесообразнее проводить от начала до конца на многоваличной машине. Для получения войлока толщиной 10 мм и плотностью 0,4 г/см3 необходимо пропустить его через многоваличную машину около 40раз. Для промывки войлока используется промывная машина, которая представляет собой деревянную барку с наклонным дном. Войлок врасправку закрепляют между двумя валами машины. Рабочая поверхность валов покрыта резиной. Сверху на войлок через перфорированную трубу непрерывно подается вода при температуре 40 — 45°С[7, 10]. Таблица 11. Параметры валки войлока на молотовой машине типа Дзулько.
Период валки.
Продолжительность валки, мин. Температура валки, 0СПлотность войлока, г/см3I20−2530−35-II20−2535−450?24−0?28Таблица 12. Параметры валки войлока намноговаличной машине фирмы «Крафт.
Гебель" (ФРГ)Частота вращения валов, мин-1на входе7на выходе5Давление на полуфабрикат, кПа на входе2500на выходе3000.
Включение возвратно-поступательного движения верхних валов в осевом направлении.
В начале валки.
Амплитуда осевого перемещения верхних валов, мм4Температура валочного раствора (воды), °С70−80Режим подачи валочного раствора.
Подача во время первых двух оборотов. Перерыв на 30−40 мин, затем режим повторяется Плотность войлока, г/см30,38±0,02Далее войлок промывается водой. После окончания промывки производится расхолаживание полуфабриката холодной водой в течение 5 — 10 мин. Хорошо промытый войлок становится мягче на ощупь, обладает лучшей капиллярностью. Для отжима используется центрифуга, в которой войлок наматывают на скелетный барабан и закрепляют на нем[7, 10, 13, 25].
Продолжительность отжима: 8−12 мин. Содержание влаги после отжима к массе войлока: 50 — 65%.Сушка войлочных изделий до нормальной влажности 13% осуществляется в сушилках периодического и непрерывного действия[7, 10]. Сушка мерных войлоков толщиной до 12 мм производится на сушилыю-ширильных машинах. Сушка штучных изделий и войлоков толщиной более 12 мм осуществляется в сушильных камерах. Сушильно-ширильная машина обеспечивает сушку войлока в растянутом по ширине состоянии. Войлок сшивают и накладывают кромками на иглы ширильных цепей.
Накалывание войлока на иглы производится резиновымиободами. Сушильные камеры могут быть[7, 10]: — с цепной механической загрузкой;
— с ручной загрузкой. В сушильных камерах первого типа войлок подается в камеру двумя пластинчатыми цепями. Загрузка продолжается до момента заполнения камеры по всей длине. По окончании сушки производится разгрузка. Одновременно с разгрузкой производится загрузка новой партии войлока. При ручной загрузке сушильных камер войлок укрепляют на скалках, закрепляемых на специальных тележках, которые по рельсам вкатывают в сушильную камеру. В сушильных камерах сушка производится[7, 10]: — при температуре 90−100 °С;
— скорости движения воздуха 3−5 м/с;
— кратности воздухообмена 20−25.Время сушки зависит от вида войлоков и составляет 8−12 ч. Расход пара на сушку 1 т войлока составляет 4—5 т. Для чистки и шлифования используютсячистильно-шлифовальныемашины[7, 10, 13, 25]. Для выравнивания войлока по толщине применяютсядвоильные ленточные машины. На этих машинах вместе с ворсом снимается верхний слой войлока. На двоильных ленточных машинах также производитсядвоение предварительно выравненного по толщине войлока. В процессе прессования достигается:
выравнивание войлокапо толщине;
— повышение объемной массы;
— создание гладкойповерхности. Давление, необходимое для прессования войлока, колеблется от 49 до I960 кПа[7, 10]. Для создания такого давленияприменяют механические или гидравлические прессы. Для обрезания кромок войлока используютмеханические дисконожевые станки[7, 10, 13]. Для стрижки применяются стригальные машины продольного действия[7, 10]: — одноцилиндровые;
— двухцилиндровые. Основные рабочие органы:
ножевой цилиндр;
— спирально расположенные ножи;
— горизонтальный нож;
— столик. В настоящее время выпускаются большое количество разнообразных машин для сволачивания и валки войлока. Конструктивные особенности конкретной машины определяются, прежде всего, ее местом в поточной линии (машины для предварительного и основного иглопрокалывания), а также видом вырабатываемого материала (прил. 1). 2.
4. Выбор технологических режимов.
В процессе свойлачивания полуфабриката происходит сближение иперепутывание волокон, подвергнутых влажно-тепловой обработке, а следовательно, некоторое уплотнение и упрочнение усадки, но толщине без изменения площади полуфабриката[7, 10]:, где Т1 — толщина предварительно уплотненного полуфабриката, см; Т2- толщина полуфабриката до уплотнения, см;Ftплощадь полуфабриката до уплотнения, м2;F2 — площадь предварительно уплотненного полуфабриката, м2. Кратность уплотнения характеризует степень увеличения объемной массы полуфабриката на последующей стадии уплотнения по отношению к предыдущей[7, 10]: =, где ρуи ρнсоответственно объемная масса уплотненного полуфабриката и волокнистой основы, г/см3;Vв и Vусоответственно объем волокнистой основы и уплотненного полуфабриката, см3;Lв, Lу, Шв, Шу, Тв, Ту соответственно длина, ширина, толщина волокнистой основы и полуфабриката, см. Кратность фактического уплотнения полуфабриката с учетом потерь находится по формуле[7, 10]:, где С — потери при обработке, %.Температурный режим валки, количество поступающейводы, продолжительность обработки, соотношение объемов корыта и загружаемого полуфабриката в отдельные периодывалки устанавливают различными в зависимости от ассортимента обрабатываемых изделий[7, 10]. В начальный период валкиустанавливают наименьшую температуру и наибольшее количество поступающей воды при наименьшей продолжительностиобработки. Это способствует постепенной усадке полуфабрикатапо площади и равномерному увеличению объемной массы. Общая продолжительность валки определяется числом периодоввалки, которое зависит от сырьевого состава полуфабриката ипоказателей готового изделия. Тонкошерстные войлоки, в которых не допускается присутствие свободной кислоты и которые па ощупь должны быть мягкими, подвергают в течение 90—150 мин при температуре 4050 °C валке в содово-мыльном растворе следующей концентрации: мыло — 2%, сода — 5%, вода — 93% [7, 10]. Для войлоков другого назначения и с более высокой объемной массой применяют 1%-ный раствор серной кислоты. Продолжительность валки в содово-мыльном растворев среднем составляет 2−3 ч, в растворе серной кислоты — 1,5 ч. В результате валки образуется войлок длиной до 75 м, толщиной до 8 мм, шириной 1,5 м, объемной массой 0,25−0,35 г/см3.Скорость прохождения материала в цилиндрической валяльноймашине достигает 235 м/мнн. Производительность цилиндровойваляльной машины определяют в зависимости от вида волокнаи режима валки[7, 10].
Мойка шерсти в водной среде известна с давних времен. И сегодня является самым распространенным способом мойки шерсти. Вода в химически чистом виде в природе не встречается. В зависимости от происхождения вода содержит различные вещества. Грунтовые воды содержат составные части пород, через которые они проходят, в основном это соли кальция и магния. Для мойки существенное значение имеет наличие в воде солей кальция и магния, определяющие жесткость воды. Карбонатная (временная) жесткость обусловливается наличием в воде бикарбонатов кальция Са (НС03)2 и магния Mg (HC03)2[7, 10]. H eкарбонатная (постоянная) жесткость обусловливается наличием в воде хлоридов и сульфатов кальция и магния: СаС12, MgCl2) CaS04 и MgS04.
Суммарную концентрацию тех и других солей в воде называют общей жесткостью. Жесткость воды отрицательно влияет на мойку шерсти мылами. Моющую способность мыла значительно снижают соли кальция, а соли магния почти на нее не влияют [7]. В природной воде имеется много веществ, представляющих собой взвешенные частички глины, песка, остатки органических соединений. Особенно много их в воде в период дождей и таяния снегов.
Для мойки шерстииспользовать такую воду нельзя. Поэтому вода, загрязненная взвешенными частицами веществ, должна быть предварительно очищена фильтрами на станции водоочистки. Вещества, способные к ионизации в водном растворе, называются электролитами. При разложении (диссоциации) электролитов образуются ионы. На практике обычно пользуются степенью этого числа, обозначаемой рН и называемой водородным показателем.
Для нейтральной среды рН = 7, для кислой среды рН < 7. В немытой шерсти, особенно мериносовой, поверхность волокон которой покрыта жиром и загрязнениями, процесс выделения тепла проходит значительно медленнее[7, 10]. Для мойки шерсти используют мыло, которое представляет собой соль жирной кислоты. Для мойки шерсти обычно применяют жидкое мыло, полученное из олеиновой жирной кислоты и соды, так называемое натриевое мыло[7, 10]. Благодаря хорошей поверхностной активности и высокой моющей способности это мыло получило широкое распространение.
Но следует отметить, что моющее действие мыла мало эффективно в жесткой воде В жесткой воде мыло.
с солями кальция и магния образует кальциевые и магниевые мыла, которые в виде липких хлопьев оседают на волокно и загрязняют его. Мойка в воде средней жесткости увеличивает расход мыла по сравнению с мойкой в умягченной воде примерно на 10%[7, 10]. Другим недостатком мыла является то, что оно в кислых и нейтральных растворах воды переходит в жирные кислоты, т. е. гидролизуется. В результате образуются жирная кислота и основание. Гидролиз мыла увеличивается с повышением температуры раствора и понижением концентрации мыла. К недостаткам промывки шерсти мылом относится повышеннаясвойлачиваемость шерсти при промывке в водных растворах мыла. Калиевое мыло при обработке поваренной солью в растворе превращается в натриевое мыло.
При введении в мыльный раствор кальцинированной соды, жидкого стекла и др. гидролиз мыла замедляется или полностью прекращается[ 7, 10]. На фабрики первичной обработки шерсти мыло иногда поступает с наличием в нем свободной едкой щелочи, которая отрицательно действует на волокно в процессе мойки и омыляет значительное количество шерстного жира. Для получения мыла расходуется огромное количество пищевых жиров. Поэтому в последние годы в различных странах были разработаны синтетические моющие вещества, приобретающие все большее значение для мойки шерсти.
В стране для промывки шерсти применяют такие синтетические вещества, как ОП-10, сульфонол, сульфонат, «Прогресс» и др. В шерстомойном производстве в водные растворы моющих веществдобавляютсоду. В растворах она вступает в реакцию с омыляемой частью шерстного жира, образуя мыла и бикарбонаты[7, 10]. Сода Na2C03 представляет собой углекислый натрий (карбонат натрия). В безводном состоянии это порошок белого цвета с удельным весом 2,4—2,5, легко растворяется в воде с выделением тепла. Исследования показывают, что добавление соды резко увеличивает отделение загрязнений и мало влияет на усиление отделения жира от волокна. Исследования, проведенные Невинномысским филиалом ЦНИИШерсти, подтвердили, что растворимость шерсти в щелочи в присутствии поваренной соли снижается.
Следовательно, добавление соли (хлористого натрия) в растворы моющих веществ с содой снижает вредное влияние соды на шерсть. Предохраняющее действие усиливается с увеличением концентрации соли в растворе. Соль также увеличивает упругость волокна шерсти, уменьшает поперечное набухание волокон, уменьшает эффект свойлачивания. При промывке шерсти поваренную соль применяют как активирующую добавку, повышающую моющую активность синтетических моющих веществ[7, 10]. В процессе мойки нужно соблюдать определенную последовательность подачи сортов шерсти к моечным машинам. Сначала на мойку подают шерсть наиболее ценных сортов, а затем — менее ценных. Вначале в мойку подают сорта шерсти одного цвета, затем другого. После окончания мойки шерсти основных сортов приступают к мойке отсортировок и низших сортов.
Очередность мойки мериносовой шерсти производится по длине: от более длинной к короткой. После нормальной шерсти промывают дефектную. После мойки шерсти основных сортов промывают отсортировки: тавро, шерсть с грубым волосом, базовую, обор. Процесс мойки шерсти состоит из трех операций: замачивания, собственно мойки и полоскания[7, 10]. Эти операции особенно необходимы для тонкой и полутонкой шерсти, для сильно загрязненных отсортировок (базовой) и шерсти низших сортов (обор, охвостья, обножка и др.). Шерсть низших сортов при наличии замачивания можно отмыть без повторной мойки[7, 10]. Тонкую и полутонкую шерсть необходимо мыть в 5 ваннах, из которых первая — замачивающая, вторая, третья и четвертая — рабочие и пятая — полоскательная.
Емкость ванн различна, что связано с необходимостью иметь определенное соотношение между количеством моечного раствора и весом шерсти. В первых двух ваннах шерсть освобождается от основной массы загрязнений, а в последующих ваннах, отмывается в основном остаточный жир до установленной нормы. Машины оборудованы автоматическими устройствами:
термо-регуляторами и дозаторами растворов моющих веществ. Для промывки полугрубой и грубой шерсти, содержащей меньше жиропота и загрязнений, пять ванн не требуется. Поэтому обычно для мойки полугрубой шерсти применяют четыре ванны, а для грубой — три ванны. Время валки и число периодов зависит от валкоспособности смеси. Приведем данные режима валки для грубошерстного подошвенного войлока (табл. 13) Таблица 13. Режимы валки Параметры.
ВеличинаРазмерность.
Загрузка машины500−600кг.
Режим валки по периодамI период.
Продолжительность40мин.Температура воды35−400СII период.
Продолжительность60мин.Температура воды45−500СIII период.
Продолжительность70мин.Температура воды55−600СIV период.
Продолжительность80мин.Температура воды60−650СОбщая продолжительность валки250мин. Усадка полуфабриката по площади55−60%Плотность войлока0,32г/см3Заключение.
Особенность нашей страны, расположенной в различных климатических это преобладание на значительной части территории суровых зим. Даже летом на северных окраинах России могут выпадать осадки в виде снега или снега с дождем, а период с положительными среднемесячными температурами составляет там всего лишь 2,5−3 месяцев. И в теплых южных районах Европейской части страны средняя температура воздуха в январе-феврале колеблется: от -4°С до -7°С, в абсолютном минимуме приближаясь к -40°С.Из всех видов обуви, войлочная обувь лучше всех сохраняют от холода ноги и тем самым берегут здоровье человека. Главной задачей обувной промышленности, производящейпредметы народного потребления, является более полноеудовлстворение потребностей населения в обуви с одновременнымповышением ее качества н расширением ассортимента. Выполнениеэтой задачи тесно связано с повышением эффективностипроизводства, освоением новых материалов, усовершенствованиемметодов изготовления обуви, химизацией производства. В результате выполненного анализа литературных источников выявлено, что нетканые материалы, в том числе валяльно-войлочные, являются перспективным сырьем для производства войлочной обуви. Их достоинства состоят в более низкой стоимости и высоких теплозащитных свойствах в сравнении с натуральной и искусственной кожами. Выявлено, что на современном этапе разработка новых технологий изготовления низа и верха обуви из войлока является актуальным вопросом. За счет них можно достичь значительного снижения материалоемкости и материальных затрат. Анализ литературных источников показал, что войлочная обувь имеет хорошие потребительские свойства, такие как воздухопроницаемость, влагоемкость, износостойкость и устойчивость к пиллингуемости. При написании работы было выявлено, что изделия из войлока обладают преимуществами, которые позволяют использовать войлок в обувном производстве. Основное преимущество заключается в том, что есть возможность изготовления формоустойчивых объемных деталей без швов. Кроме того, имеется возможность формировать пакет материалов с заданными свойствами при уменьшении толщины и количества используемых прикладных материалов, что в конечном итоге приводит к снижению материалоемкости и трудоемкости изготовления. Для достижения поставленной целивыпускной квалификационной работыбыло рассмотрено: 1. Существующие методы изготовления обуви из войлока и направления их совершенствования.
2.Требования к использованию сырья для изготовления полуфабрикатов из войлока и нормативная литература.
3.Требования к выбору технологических режимов изготовления войлоков для верха и низа обуви и оборудования для изготовления войлочных полотен.
4.Технологические режимы в процессе производства войлочных полотен для изготовления верха и низа обуви.
5. Контроль в процессе изготовления войлочных полотен. Поставленные задачи были полностью выполнены.
Список литературы
Абдуллин, И. Ш. Разработка технологии получения войлока с повышенными огнестойкими свойствами / И. Ш. Абдуллин, JI.P. Джанбекова, Р. Н. Гимадитдинов, JI.P. Тимербулатов / Материалы научной сессии КГТУ. -Казань, 2008. — С. 306. Анисимова Е. Ю., Шабалина Л. П. Кустарные промыслы сибирско-ульяновского Поволжья. Ульяновск, 2004.
Болатова Д. Г. Технология изготовления войлока // Технические науки — от теории к практике: сб. ст. по матер. XXV междунар. науч.
практ. конф. № 8(21). — Новосибирск: Сиб.
АК, 2013.
Бастов Г. А. «Формообразование деталей низа обуви и разработка информации данных САПР обуви». Учебное пособие МГТУ им А. Н. Косыгина. РИО. 2002 г. Бастов Г. А. Художественное проектирование базовой формы обуви и изделий из кожи в условиях унификации и стандартизации конструктивных элементов. Учебное пособие.
— М.: МГТУ им. А. Н.
Косыгина, 2002. — 32 с. Белов Б.
И. Физико-химические основы формирования потребительских свойств нетканых материалов [Текст]: дис… канд. техн. наук: 05.
19.01. защищена 12.
02.86: утв. 22.
05.86/ Белов Борис Иванович. — М., 1986. -.
128 с. — Библиогр.: с. 120 -128. Бершев Е. Н. Технология производства нетканых материалов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982 г.
Справочник — Нетканые текстильные полотна 1988 г. — 352 с. — ил. Бершев Е. Н. Технический контроль в произвостве нетканых материалов. М.: Легкая и пищевая промышленность.
— 1983. 120 с. Бершев Е. Н. Технология производства нетканых материалов: [учебник для текстильных специальностей вузов.М.: Легкая и пищевая промышленность. — 1982. 350 с. Брагин Е. Валяльно-сапожный промысел в Нижегородской губернии. // Нижегородский ежегодник 1913.
Виляева А. А. Разработка методов художественного проектирования обуви с использованием малоемких технологий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Воробьева А. А., Закатова Н. Д. «Материаловедение обувного производства» М., 1963 г., 30с. Горчакова В. М., Сергеенков А. П., Волощик Т. Е. Оборудование для производства нетканых материалов. -.
М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2006. — 680 с. Жогова М. В., Шеромова И. А. Анализ сырьевой базы для производства войлока // Современные проблемы науки и образования. -.
2015. — № 1−2. Леденева И. Н., Рыбакова О. Н., Рыков С. П., Жихарев А. П. Исследование механических свойств войлока как материала для верха обуви// Кожевенно-обувная промышленность, № 1, 2008 г. Матвеева Т. Н. Производство нетканых материалов в России и за рубежом /Сборник научных трудов. Актуальные проблемы технологии нетканых текстильных материалов. М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2005.
— 226 с. Озеров Б. В., Проектирование производства нетканых материалов: [учебное пособие для втузов по специальности «Производство нетканых текстильных материалов» ] - 1984. 400 с. Островитянов Э. М., Иванов Б.Я."Технология обуви" М., 1979 г., 60 с. Понсар А. В. Из истории технологий валяльно-войлочных материалов /А.В. Понсар, Г. А. Бастов //Текстильная промышленность.- 2005. N 12. С. 62−64Понсар А.В., Бастов Г. А. «Разработка концептуального подхода к формированию промышленного ассортимента обуви из валяльно-войлочных материалов». Сборник научных трудов аспирантов МГТУ имени А. Н. Косыгина, г. Москва, 2006., вып.
11, -С. 106−109.Понсар А. В. Разработка новых методов художественного проектирования одежды и обуви из валяльно-войлочных материалов. [Текст]: дис. на соиск. учен.
степ. канд. техн. наук: 17.
00.06. — М., МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2009. — 210 с.
Преображенская М.М., Бастов Г. А. «Инновационные технологии и их влияние на развитие производства и повышение работоспособности дизайнера». Кожевенно-обувная промышленность. 2007 г., № 2, с47. Севастьянов А. Г. — Механическая технология текстильных материалов. М.: Легпромбытиздат, 1989, — 512 с. Симачев Д. Н. Разработка методик оценки и прогнозирования потребительских свойств войлочной обуви. Диссертация на соискание ученойстепени кандидата технических наук.
Справочник обувщика под редакцией Калины А. Н. М., Легпромбытиздат, 1988 г., 52с. Сыдыкова Ж. А., Бектемирова Л. С., Зарецкая Г. П., Алибекова М. И. Влияние перфорации на процесс изготовления и свойства деталей одежды из войлока// Швейная промышленность, № 6, 2011 г. Третьякова С. В. «Художественное проектирование текстильной обуви с использованием технологии объемного формования». Автореферат диссертации кандидата технических наук. М., 1995 г. -16с.Швецова Т. П. Технология обуви. Учебник для сред.
спец. учеб. заведений легкой пром-сти. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.— 296 с., ил. Интернет-ресурсыwww.textilmach.com www.rustm.net www.equipnet.ruwww.normacs.ruПриложения.
