Исследование взаимосвязи характеристик гидрофильности текстильных полотен

http://www..ru/

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

" Исследование взаимосвязи характеристик гидрофильности текстильных полотен"

1.Аналитический раздел

1.1Рынок хлопчатобумажных и льняных тканей в России

1.2Ассортимент полотенечных тканей

1.3Сорбция и десорбция водяных паров и воды

1.4Характеристики гигроскопических свойств

1.5Обсуждения и выводы

2.Организационно-технологический раздел

2.1Технология производства хлопчатобумажных и льняных тканей

2.2Управление качеством текстильных полотен

2.3Обсуждения и выводы

3.Научно-исследовательский раздел

3.1Выбор объектов и общая методика исследования

3.2Определение размерных и структурных характеристик исследуемых текстильных полотен

3.3Определение фактической влажности текстильных полотен

3.4Определение гигроскопичности текстильных полотен

3.5Определение капиллярности текстильных полотен

3.6Определение водопоглощения текстильных полотен

3.7Определение времени высыхания текстильных полотен

3.8Корреляционный анализ. Исследование взаимосвязи характеристик гидрофильности

3.9Обсуждения и выводы

4.Раздел БЖД

5.Экономический раздел Общие выводы по работе Список литературы Приложение

Обязательным требованием развития экономики является постоянное повышение качества продукции. В настоящее время проблема качества имеет огромное значение, так как происходит быстрое развития науки и техники и внедрения их достижений в промышленность, значительно усложняются выпускаемые изделия и производственные процессы, расширяется отраслевая, межотраслевая и международная специализация и кооперирование, растет объем производства и увеличивается число промышленных предприятий. И в этих условиях повышение качества продукции способствует росту производительности общественного труда, экономии материальных ресурсов, ускорению темпов хозяйственного строительства, лучшему использованию основных фондов, расширению экспорта, дальнейшему повышению жизненного уровня населения.

Рост благосостояния людей, увеличение доходов трудящихся, все более полное обеспечение спроса на изделия и товары народного потребления закономерно сопровождаются постоянным повышением требований к их качеству. Поэтому систематическое улучшение качества товаров народного потребления становится постоянной и наиболее актуальной задачей, решение которой должно осуществляться непрерывно и с наибольшей эффективностью.

Обеспечение качества текстильных материалов играет большую роль в жизни людей, так как текстильные материалы служат не только для удовлетворения потребностей человека в одежде, но и для бытовых и хозяйственных нужд. Широко используются постельное белье, полотенца, отделочные материалы, ковры. Текстильные материалы нашли применение в технике, они используются почти во всех отраслях промышленности. Достаточно вспомнить о канатах, тканых приводных ремнях, парусах, о разнообразной тепловой, электрической и других видах изоляции. Парашюты, костюмы космонавтов и многое другое, необходимое для авиации и покорения космоса, также изготовляются из текстильных материалов. Медицина применяет их в качестве перевязочных и протезных материалов. Таким образом, выпуск качественной продукции в текстильной промышленности будет способствовать качественному развитию и других отраслей.

Существует большое количество текстильных материалов предназначенных для поглощения влаги. Способность текстильных полотен поглощать выделение пота, воды при соприкосновении с ними является очень важным свойством бельевых полотен, чулочно-носочных изделий, салфеток, медицинской ваты. Большой объем среди гидрофильных текстильных материалов занимают полотенца, незаменимые в быту и предназначенные специально для поглощения влаги. При оценке качества полотенечных тканей очень важны показатели гигроскопичности. Так как гигроскопические свойства текстильных изделий определяют не только их взаимодействие с влагой, но и их гигиеничность, а также поведение изделий в условиях отделки, стирки, сушки. Все это свидетельствует о необходимости изучения характеристик гигроскопичности текстильных материалов и о необходимости повышения их качества. Исследование взаимосвязи между характеристиками гидрофильности позволит решить ряд задач:

— ограничивать номенклатуру нормируемых показателей качества материала или продукции;

— заменять трудоемкие или менее точные методы испытания одних показателей качества более простыми или точными методами испытания других показателей;

— устанавливать нормы и допуски одних показателей качества в зависимости от нормы и допусков других;

— прогнозировать пределы изменения выбранного показателя качества по значению связанных с ним других показателей качества. Все это будет возможно, если между несколькими показателями качества будет установлена тесная взаимосвязь.

Цель: повышение качества полотенец за счет исследования характеристик гигроскопичности.

Задачи:

— рассмотрение рынка хлопчатобумажных и льняных тканей;

— рассмотрение ассортимента полотенечных тканей;

— изучение вопросов сорбции и десорбции водяных паров и воды и характеристик гигроскопичности;

— рассмотрение технологии производства полотенечных тканей;

— рассмотрение вопросов управления качеством текстильных полотен;

— определение размерных и структурных характеристик исследуемых текстильных полотен;

— определение характеристик гигроскопичности (фактической влажности, гигроскопичности, капиллярности, водопоглощения, времени высыхания);

— рассмотрение вопросов корреляционного анализа и его применение при исследовании взаимосвязи гигроскопических свойств текстильных полотен.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 РЫНОК ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ И ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ В РОССИИ

водопоглощение гигроскопичность капиллярность Хлопчатобумажная отрасль России на 100% зависит от импортного сырья — хлопка-волокна, основная доля которого поставляется странами СНГ, и во многом зависит от своевременной его поставки, конкурентного по ценам и качеству.

Тенденция спада отечественного производства хлопчатобумажной пряжи, а соответственно и снижение объемов завоза сырья — хлопка-волокна в Россию объясняется ростом импорта хлопчатобумажной пряжи в Россию, в основном из стран СНГ. Это не может не беспокоить российских производителей хлопчатобумажной отрасли, т.к. ставит под угрозу закрытия прядильные производства, и бизнес-сообщество активизирует работу по защите российского текстильного рынка.

Учитывая, что Россия не является производителем хлопка-волокна, но имеет немалые основные фонды по производству пряжи и тканей из хлопка, ряд хлопчатобумажных предприятий переориентирует часть своих производств на выпуск смесовых пряж и тканей.

В среднем хлопчатобумажная пряжа поступает по ценам ниже среднероссийских, что делает конечную продукцию из российской пряжи неконкурентоспособной по цене.

Несмотря на возвращающуюся моду носить «натуральное», рынок хлопчатобумажных тканей пока продолжает своё падение. Если в период с 2005 г. по 2008 г. ежегодный прирост рынка хлопчатобумажных тканей составлял 7−9%, то в 2009 г. он сократился на 48%. Причиной всему кризис, «поспособствовавший» сокращению промышленного производства, сокращению финансирования из госбюджета, а также резкому сокращению покупательной способности населения. За первый квартал 2010 года негативная тенденция продолжилась: на некоторых предприятиях сокращение объёмов производства хлопчатобумажной продукции достигло 30% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Причина — рост цен на сырьё. Если в 2009 году 1 тонна хлопка на мировом рынке стоила 1,4 тысячи долларов, то в начале 2010 года, ту же тонну продавали уже по 2,1 тысячи долларов. Но даже по этой цене приобрести хлопок оказалось довольно хлопотным делом — его активно начал скупать Китай, что ужесточило конкуренцию. В свою очередь, удорожание сырья ударило по импортёрам, для которых закупочная цена 1 м² хлопчатобумажной ткани возросла до 1,25 долларов (в 2009 году — 1,19 долларов).

Экспорт хлопчатобумажных тканей из России в феврале 2010 года снизился на 14,5% по отношению к уровню аналогичного месяца 2009 года до 7,3 млн квадратных метров. Импорт волокна хлопкового нечесаного вырос на 6,2% до 11,3 тысяч тонн. Импорт хлопчатобумажных тканей поднялся на 12,5% по отношению до 18,4 миллионов квадратных метров.

Снижение доли экспорта хлопчатобумажных тканей связано со снижением спроса, как на внешних, так и на внутренних рынках. Давление китайского текстиля, которое отмечалось как европейскими, так и американскими текстильщиками, без принятия каких-либо мер может привести к очень грустным последствиям и для России, и для европейского сообщества.

К предприятиям, производящим хлопчатобумажные ткани относятся ООО «Красная Талка», ОАО «НИМ», ООО «Красный Октябрь», ООО «Родники-Текстиль», ОАО «Фурмановская прядильно-ткацкая фабрика № 2», ЗАО «Барнаульский меланжевый комбинат «Меланжист Алтая», ОАО «БИМ», ООО «Самойловский текстиль» и другие.

Темп производства льняных тканей в марте 2010 г. составил 108,0% по сравнению с мартом 2009 г., что говорит о некотором выравнивании ситуации в этом сегменте. Льняная текстильная промышленность России, как и в 2009 г., сохраняет экспортную составляющую производства (2,08 млн кв. м, или 99,4%, за январь — февраль 2010 г.), что показывает перспективность развития данного направления. Высокий потенциал льняного производства отмечают и в Минпромторге. Учитывая растущий на мировом рынке интерес к продукции, выработанной из натуральных волокон, российские компании имеют хорошие перспективы, чтобы попасть в группу ведущих производителей и экспортеров, увеличивая производство конкурентоспособной продукции нового поколения, в первую очередь экологически чистой продукции из льна. В 2009 г. текстильные предприятия произвели 2,6 млрд. кв. м тканей, что на 3% больше, чем в 2008 г. При этом объем выпуска льняных тканей снизился на 46,6% и составил 52,3 млн кв. м. На долю льняных тканей приходится 2% российского производства. Это единственная подотрасль легкой и текстильной промышленности, объемы выпуска продукции которой упали до таких величин. Среди основных причин — техническая и технологическая отсталость индустрии и узость выпускаемого ассортимента. Во второй половине 2009 г. темпы падения производства замедлились, а в декабре производство льняных тканей возросло на 7,6% по сравнению с последним месяцем 2008 г.

По данным Минпромторга, в 2009 г. льняные ткани выпускались в девяти субъектах РФ, среди которых на первом месте Ивановская область, производящая 32% всего объема льняных тканей, далее Костромская, Владимирская и Вологодская области (27, 21 и 11%). Сейчас в легкой промышленности РФ насчитывается всего 18 предприятий, производящих льняные ткани технического и бытового назначения. Их наибольший объем производства приходится на ООО «БКЛМ-Актив» (19%) и ООО «Яковлевская мануфактура» (18%). Бронза у ОАО «Вологодский текстиль», выпускающего около 9% российских льняных тканей.

В последнее время структура промышленного производства льняной отрасли стала более эффективной и прогрессивной, многие виды ее продукции широко используются в рамках реализации мероприятий по обеспечению приоритетных национальных проектов: «Доступное комфортное жилье — гражданам России», «Образование», «Здоровье». Это льняные ткани и изделия медицинского и санитарно-гигиенического назначения, льняная хирургическая нить, льняная и льнохлопковая медицинская гигроскопическая вата, ткани для мебели и текстильных обоев, товары народного потребления изо льна, геотекстиль и многие другие виды продукции.

Наибольший объем среди хлопчатобумажных и льняных тканей для которых характеристики гигроскопичности имеют очень большое значение занимают полотенечные ткани, поэтому целесообразно будет рассмотреть ассортимент полотенечных тканей.

1.2 АССОРТИМЕНТ ПОЛОТЕНЕЧНЫХ ТКАНЕЙ

Ассортиментом называется подбор сходных по различным признакам материалов. Ассортимент тканей делится на группы по роду волокон и по назначению. Ткани каждой группы делятся на подгруппы, которые в свою очередь подразделяются по видам на артикулы. Артикул — условный номер или обозначение, которое присваивается данной ткани, отличающейся от всех других хотя бы одним показателем структуры или свойств.

Полотенечные ткани представлены тканями полотенечными и полотенцами личными и хозяйственными. Выпускаются полотенца для рук, для лица, для тела и пляжные полотенца. По фактуре полотенца бывают махровые, велюровые, стриженные, жаккардовые, буклированные, сочетание ткани и махры.

Значительная часть производится шириной 50 см, хотя некоторые полотенца вырабатывают шириной 30, 35, 40, 70, 75 см. Только несколько артикулов их вырабатывают шириной 80 см и даже 150 см. Длина полотенец 30 — 175 см. Поверхностная плотность тканей составляет 200—300 г/м².

По своему волокнистому составу полотенечные ткани и полотенца делятся на хлопчатобумажные, льняные и полульняные.

К хлопковым полотенечным тканям относят ткани вафельные, махровые, жаккардовые, отбеленные и гладкокрашеные, пестротканые с цветной каймой или полосками, а также полотенца, простыни и салфетки из этих тканей.

Вафельные полотна производят с плотностью от 130 до 240 г/м², различных размеров: 40×80, 45×80, 45×100, 45×120, 45×150 см. Различают суровое, отбеленное, гладкокрашеное и набивное вафельные полотна.

Махровые изделия выпускают разнообразных расцветок (однотонные, пестротканые, с надписью, с набивным рисунком, полотенца с вышивкой или аппликацией). Плотность махровых полотенец колеблется в пределах от 300 до 800 г/м². Размеры этих полотенец также очень разнообразны: 30×50, 48×90, 50×100, 50×90, 70×127, 70×140, 80×140, 80×150, 100×160 см.

Льняные полотенечные ткани выпускаются жаккардовыми, креповыми, атласными, полотняными, махровыми различных размеров. Также лен часто смешивают с хлопком и в этом случае материал называют «полулен». Обычно соотношение льна и хлопка — 50 на 50%, 40 на 60%, 70 на 30%, 85 на 15%.

Узкие полотенечные ткани называются холстами. Для выработки льняных холстов и полотенец применяют пряжу льняную и оческовую мокрого прядения линейной плотности 46 — 96 текс по основе и утку, а для полульняных — по основе хлопчатобумажную пряжу 50 — 62,5 текс и 25 текс х 2, а по утку такую же, как и для льняных.

Холсты полотенечные вырабатывают жаккардовым, мелкоузорчатым, полотняным и сложным петельным переплетениями. По колористическому оформлению они бывают кислованными, вареными, белыми и полубелыми, с цветными просновками, пестроткаными с цветной каймой, полосами и набивными. Поверхностная плотность холстов 190 — 265 г/м2.

Полотенца размером 35×80 см называют детскими. Узкие края этих полотенец могут быть с ажуром, бахромой или подрубленными.

На российском рынке представлена продукция производства как отечественных, так и зарубежных производителей. К ним относятся:

· Фабрика «Авангард» г. Юрьев-Польский: махровые изделия в ассортименте, вафельное полотно, ткань тик;

· Фабрика «Донецкая мануфактура» г. Донецк: махровые уголки, наборы для сауны и др;

· «Ярцевский хлопчатобумажный комбинат» г. Ярцево: полотенца пестротканные, фланель;

· ЗАО «Бухаротекс» г. Бухара: махровые полотенца;

· Фабрика «Sunvin Hometextiles», Китай: махровые изделия, вафельные полотенца, кухонные принадлежности и др.;

· торговых марок «Grand Stil» и «Happy Bear» Китай: детские махровые изделия;

· изделия марки «Bursali», «Nusa», Турция: подарочные наборы, полотенца.

· «Яковлевский льнокомбинат», г. Приволжск: ткань лён, ткань тик.

Для полотенечных тканей большое значение имеет их способность поглощать и отдавать водяные пары и воду, поэтому далее будут рассмотрены вопросы сорбции и десорбции.

1.3 СОРБЦИЯ И ДЕСОРБЦИЯ ВОДЯНЫХ ПАРОВ И ВОДЫ

Способность текстильных волокон и нитей поглощать водяные пары и воду (сорбция) и отдавать их в окружающую среду (десорбция) характеризует их гигроскопические свойства.

Сорбция — сложный процесс, при котором происходит удержание влаги сорбентом за счет межмолекулярных сил взаимодействия. Она включает адсорбцию, абсорбцию и капиллярную конденсацию.

Адсорбция (поверхностная сорбция) обусловлена наличием энергии некомпенсированных сил межмолекулярного взаимодействия, за счет которой удерживаются молекулы влаги на поверхности волокон, нитей. Величина водяных паров при адсорбции зависит от многих факторов: прежде всего от структуры и свойств веществ, составляющих волокна и нити, от поверхности сорбента, давления, температуры, относительной влажности окружающей среды. Адсорбция влаги протекает быстро, и равновесное состояние достигается за доли или несколько секунд. При этом чем больше поверхность сорбента, чем выше давление и относительная влажность окружающей среды и ниже температура, тем выше адсорбция влаги.

Затем идет процесс проникания (диффузии) молекул влаги вглубь волокон, называемый абсорбцией. Он протекает медленно и достигает равновесия за длительное время (до нескольких часов). Наличие внутри волокон или нитей неуравновешенных межмолекулярных сил удерживает глубоко проникшие молекулы влаги; при десорбции обратное их движение также медленное.

Капиллярная конденсация заключается в сжижении паров воды в стенках капилляров волокон. Она возникает при смачивании стенок капилляра водой. В результате пар, еще не достигший давления насыщения по отношению к плоской поверхности, становится насыщенным или даже перенасыщенным по отношению к жидкой фазе в капилляре. Этот процесс происходит при высокой относительной влажности и длителен, может продолжаться десятки минут и даже несколько часов.

При десорбции равновесие устанавливается при большей влаге, чем при сорбции. Такое явление называется сорбционным равновесием. Оно связано с изменением структуры сорбента нитей: увеличением межмолекулярного расстояния, изменением расположения фибрилл и микрофибрилл и их ориентации. Восстановление структуры до сорбции возможно при нагреве волокон (нитей).

Влажность волокон (нитей), соответствующая сорбционному равновесию, называется равновесной влажностью. Равновесная влажность волокон и нитей зависит не только от их структуры и свойств, но и от температуры, давления и относительной влажности. При изменении этих условий меняется равновесная влажность волокон и нитей.

При изменении относительной влажности и температуры воздуха равновесная влажность материала меняется. Об этом можно судить по кривым зависимости равновесной влажности волокон W_p от относительной влажности воздуха ц при постоянной температуре (25°С), которые называются изотермами сорбции (рис. 1.). С повышение относительной влажности воздуха равновесная влажность материала увеличивается.

Рис. 1. Изотермы сорбции водяных паров текстильными волокнами:

1 — лен; 2 — шелк-сырец; 3 — хлопок; 4 — шерсть; 5 — лавсан; 6 — нитрон; 7 — нейлон; 8 — ацетат.

При десорбции наиболее интенсивная отдача влаги происходит в первый момент процесса; по мере приближения к новому равновесному состоянию скорость десорбции снижается. Однако равновесная влажность материала при десорбции несколько выше равновесной влажности при сорбции в одинаковых атмосферных условиях, т. е. изотермы сорбции и десорбции не совпадают (рис. 2.), наблюдается гистерезис сорбции. Это связано с тем, что при десорбции часть абсорбированной влаги, находящейся в межмолекулярном пространстве, может удерживаться в надмолекулярной структуре волокна вследствие ее неуравновешенности.

Рис. 2. Изотермы (по данным Е.Н. Чернова) хлопкового волокна:

1 — сорбции; 2 — десорбции.

Для описания кинетических кривых изотерм сорбции водяных паров (адсорбции) нередко используют известное уравнение С. Брунауэра, Н. Эммета и Э. Теллера (уравнение БЭТ):

V=V_mCP/[(P₀ — P)+(C — 1) P/P₀], (1)

где V — объем сорбированной влаги; V_m — предельное значение объема адсорбированной влаги, когда вся поверхность волокон (сорбента) покрыта мономолекулярным слоем; С — константа адсорбции, зависящая от теплоты сорбции, абсолютной температуры и других параметров; Р — давление пара, при котором происходит адсорбция; P₀ — давление насыщенного пара при данной температуре.

Для нахождения постоянной С уравнение (1) преобразуется к виду:

=+. (2)

Это уравнение прямой

y=ax+b, (3)

где

y=P/[(P₀ — P) V]; (4)

a= tg б= (C — 1)/(V_mC); (5)

x=P/ P₀; (6)

b= 1/(V_mC). (7)

Для расчета коэффициентов a и b необходимы данные о влажности волокон в зависимости от относительной влажности воздуха.

По полученным данным можно рассчитать также удельную поверхность сорбента:

S= V_m/S_m, (8)

где V_m — емкость мономолекулярного слоя; S_m — площадь, занимаемая молекулой воды (1,14 нм).

Величина V_m, моль/г, определяется из выражений (5) и (7), когда

C= a/b+1, (9)

V_m= 1/(a+b). (10)

Учитывая, что молекулярная масса воды М= 18, находим

V_m= 18/(a+b). (11)

Капиллярность текстильных полотен и изделий характеризует поглощение влаги продольными капиллярами материала и оценивается высотой h подъема жидкости в пробе, погруженной одним концом в жидкость на 1 ч.

При непосредственном соприкосновении полотен с водой происходит поглощение воды путем диффузии ее молекул веществом полотен, механическим захватом частиц воды. При механическом захвате большая роль принадлежит процессам смачивания и капиллярного впитывания. Смачивание определяется химическим составом волокон и нитей, их способностью к адсорбции, характером поверхности.

Степень капиллярного поглощения влаги зависит от способности волокон и нитей смачиваться, а также от расположения капилляров в волокнах и нитях, что способствует увеличению капиллярной конденсации. В связи с этим направление капилляров существенно влияет на капиллярное поглощение. Следует отметить, что капиллярность зависит не только от свойств, но и от строения нитей, составляющих ткань.

Для оценки способности текстильных полотен поглощать и отдавать влагу используются характеристики гигроскопичности, которые будут рассмотрены далее.

1.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИГРОСКОПИЧНОСТИ

Важнейшими характеристиками гигроскопичности текстильных полотен являются: влажность, гигроскопичность, влагоотдача, водопоглощение, капиллярность.

Влажностью W, % называют процентное отношение массы воды, удаленной при определенной температуре, к массе сухого материала. Ее вычисляют по формуле:

W = 100•(m_о— m_c)/ m_c ,

где m_о — начальная масса пробы, г;

m_c — постоянная масса пробы после высушивания, г.

Различают фактическую, равновесную, кондиционную (нормированную), нормальную и максимальную.

Фактическая влажность W_ф, % - это влажность материала в данный момент времени. Ее определяют путем высушивания пробы в кондиционном аппарате или сушильном шкафу до постоянной (сухой) массы. Рассчитывают фактическую влажность по формуле:

W_ф = 100•(m_в— m_c)/ m_c ,

где m_в и m_c — масса пробы до и после высушивания, г.

Равновесной влажностью W_р, % называется влажность волокон (нитей), соответствующая сорбционному равновесию. Равновесная влажность волокон и нитей зависит не только от их структуры и свойств, но и от температуры, давления и относительной влажности. При изменении этих условий меняется равновесная влажность волокон и нитей.

Равновесная влажность в условиях, когда относительная влажность очень высока (близкая к 100%), существенно увеличивается (в 2 раза и более) по сравнению с равновесной влажностью ц = 65%. Температура также существенно влияет на равновесную влажность: с ее повышением уровень равновесной влажности уменьшается, так как увеличивается испарение воды. Достижение равновесного состояния зависит также от состояния, в котором находятся волокна и нити. Чем толще слой волокон, чем плотнее лежат нити, тем медленнее достигается равновесная влажность.

Кондиционная (нормированная) влажность W_к, % - влажность условная, принятая в стандартах. Она применяется для полотен с высокой растяжимостью, например трикотажных, когда расчет производится по массе.

Нормальная влажность W_н, % - это влажность, которую приобретает материал после выдержки в нормальных (стандартных) атмосферных условиях.

Максимальная влажность W_max, % - влажность, измеряемая после выдержки при относительной влажности воздуха 95 или 100% и температуре воздуха 20єС.

Гигроскопичность H, % определяется отношением массы воды, содержащейся в пробе после длительного выдерживания ее при относительной влажности воздуха 100% к массе высушенной пробы.

Для измерения гигроскопичности полотен вырезают пробы-полоски размером 50Ч200 мм и помещают их в эксикатор, в котором предварительно устанавливается влажность 100%. После длительного (в течение 4 ч) выдерживания проб во влажном воздухе определяют их массу m_в. Затем пробы высушивают до постоянной массы m_c. Гигроскопичность рассчитывают по формуле:

Н = 100•(m_в— m_c)/ m_c.

Влагоотдача В_о, % характеризует способность полотен, выдержанных длительное время при относительной влажности воздуха 100%, отдавать влагу при нулевой относительной влажности.

Для измерения влагоотдачи пробы ткани увлажняют при относительной влажности воздуха 100% так же, как и при определении гигроскопичности. Затем их помещают в эксикатор с серной кислотой, относительная влажность воздуха в котором около 2%. После 4-часового выдерживания в этих условиях пробы взвешивают, а потом высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы.

Влагоотдачу рассчитывают по формуле:

В_о = 100•(m_в — m_ск)/ (m_в — m_с),

где m_в — масса увлажненной пробы, г;

m_ск — масса пробы после выдерживания в эксикаторе с серной кислотой, г;

m_с — масса пробы после высушивания до постоянной массы, г.

Водопоглощение и водоемкость характеризуют способность текстильных полотен поглощать воду при полном погружении в нее.

Для определения водопоглощения и водоемкости вырезают пробы размером 50Ч50 мм и определяют их массу m_о. Потом пробы на определенное время (от 1 до 10 мин) погружают в воду. После выдерживания в воде пробу вынимают, с помощью фильтровальной бумаги снимают удерживаемую поверхностью пробы влагу и определяют массу m_в.

Водопоглощение В_п вычисляют по формуле, %:

В_п = 100•(m_в — m_о)/ m_о .

Водоемкость (намокаемость) характеризуется количеством поглощенной воды в пересчете на 1 м² ткани, г/м²:

В_e = 10⁶•(m_в — m_о)/F,

где F — площадь замоченной в воде пробы, мм².

Капиллярность определяется высотой, на которую поднимается жидкость по продольным капиллярам в полоске ткани шириной 50 мм за 1 ч. Для оценки капиллярности пробную полоску размером 50Ч300 мм укрепляют одним концом в вертикальном штативе, а другой конец опускают в сосуд с подкрашенной жидкостью (раствор эозина). Через 1 ч измеряют высоту подъема жидкости h.

В данной работе при исследовании взаимосвязи характеристик гидрофильности также будет исследоваться время высыхания текстильных полотен, так как время высыхания определяет способность текстильных полотен отдавать в окружающую среду водяные пары и воду, что называется десорбцией.

1.5 ОБСУЖДЕНИя И ВЫВОДЫ

В аналитическом разделе были рассмотрены рынок хлопчатобумажных и льняных тканей, ассортимент полотенечных тканей. Изучены вопросы сорбции и десорбции водяных паров и воды и характеристик гигроскопичности.

По разделу можно сделать следующие выводы:

— в настоящее время проблема качества имеет огромное значение, и выпуск качественной продукции текстильной промышленности будет способствовать качественному развитию и других отраслей;

— на рынке хлопчатобумажных тканей наблюдается спад;

— темп производства льняных тканей в марте 2010 г. составил 108,0% по сравнению с мартом 2009 г., что говорит о некотором выравнивании ситуации в этом сегменте;

— полотенечные ткани выпускаются различными по фактуре, переплетению, колористическому оформлению. Выпускают полотенца различных размеров и с различной поверхностной плотностью;

— существует большое количество текстильных материалов, для которых очень важны показатели гигроскопичности. Изучение характеристик гигроскопичности и исследование взаимосвязи между ними является неотъемлемой частью при обеспечении качества полотенечных тканей;

— основными характеристиками гигроскопичности текстильных полотен являются влажность, гигроскопичность, водопоглощение, капиллярность и время высыхания, каждый их этих показателей зависит от многих факторов;

— представляет теоретический и практический интерес исследование взаимосвязи этих ПК, так как это позволит ограничивать номенклатуру нормируемых показателей качества, заменять трудоемкие методы испытания одних показателей качества более простыми или точными других показателей; устанавливать нормы и допуски одних показателей качества в зависимости от нормы и допусков других.

2. организационно-технологический раздел

2.1 ПРОИЗВОДСТВО ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ И ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ

Получение пряжи

Прядением называется совокупность технологических процессов, при помощи которых их из волокон производится пряжа.

Пряжа — это нить, состоящая из волокон, соединенных скручиванием.

Весь технологический процесс прядения можно разделить на три основных этапа:

1. Подготовка волокна к прядению, по окончании которой волокнистый материал получается в большинстве случаев в виде ленты примерно круглого сечения;

2.Предпрядение — выработка ровницы;

3.Прядение.

В безверетенной системе прядения предпрядение исключается.

Подготовка волокнистого материала к прядению заключается в разрыхлении волокон, смешивании, очистке посредством ударных воздействий (трепании), чесании его и формировании полупродукта, удобного для дальнейшей переработки, — ленты.

Разрыхление волокнистого материала необходимо из-за того, что волокна на прядильные фабрики поступают в плотно спрессованных кипах.

Смешивание волокон из разных партий и кип необходимо для обеспечения правильного состава смески и ее равномерности.

Очистка волокон в процессе трепания заключается в выделении примесей и пороков волокнистого материала посредством ударных воздействий.

В результате чесания волокнистый материал еще лучше очищается и происходит разъединение волокон, обеспечивающее свободное движение их, что необходимо в дальнейшем при утонении ленты в ровницу и пряжу посредством вытягивания.

Для осуществления процессов разрыхления, смешивания и очистки волокнистый материал пропускают через ряд разрыхлительных, трепальных и смешивающий машин.

Чесание происходит на чесальных машинах двумя способами: кардочесанием и гребнечесанием.

Для уменьшения неровноты ленты, полученной с чесальных машин, и повышения степени распрямленности волокон ленту пропускают через ленточную машину, где она подвергается процессам вытягивания и сложения.

Окончательная лента перерабатывается на ровничных машинах в ровницу. Для получения ровницы ленту утоняют посредством вытягивания. Чтобы придать ровнице необходимую прочность, ее подвергают небольшому кручению.

Получение пряжи производится на кольцевых и безверетенных прядильных машинах.

Хлопковое волокно для полотенец перерабатывают по кардной системе прядения.

В прядении льна различают две основные системы прядения: льняную и очесочную. Пряжу для полотенечных тканей производят мокрым способом прядения. По мокрому способу ровница проходит через корыто с водой, подогретой до 50 °C. Это вызывает размягчение пектиновых веществ, склеивающих элементарные волокна.

По очесочной системе перерабатывают очесы, получаемые при чесании льна, и короткое волокно. Прядение очесов может быть мокрым и сухим.

Подготовка пряжи к ткачеству

Для того чтобы начать процесс ткачества необходимо подготовить нити для основы и утка, которые поступают со склада в приготовительный цех.

Подготовка основной пряжи заключается в перематывании, сновании, шлихтовании и пробирании и привязывании основ.

При перематывании на мотальной машине осуществляются три процесса: сматывание с какой-либо паковки (початок, моток, бобина), очистка и наматывание пряжи в новую паковку.

Сущность наматывания основной пряжи и нитей заключается в формировании бобины с большой длиной нити, а также в выявлении и устранении тонких (слабых) и толстых мест пряжи.

Сущность снования заключается в одновременном наматывании на сновальный валик, барабан или катушки определенного числа параллельно расположенных основных нитей с постоянным и одинаковым натяжением.

Цель снования заключается в создании промежуточной паковки для формирования ткацкого навоя, так как непосредственное его формирование из нитей, сматываемых с бобин, невозможно из-за большого числа нитей. Снование осуществляется на партионных и ленточных сновальных машинах.

Шлихтование осуществляется с целью повышения производительности ткацких станков и труда ткачей за счет снижения обрывности основы.

Сущность шлихтования заключается в пропитывании основных нитей и в нанесении на их поверхность клеящего вещества для склеивания волокон и создания пленки на поверхности нити. Шлихтование осуществляется на специальных машинах барабанного или камерного типа.

Сущность пробирания основных нитей заключается в продевании нитей основы в определенной последовательности в ламели основонаблюдателя, глазки галев ремизок и в зубья берда.

Пробирание осуществляется с целью получения ткани с определенным рисунком переплетения и заданным числом нитей на 1 дм ткани по основе.

Привязывание — соединение узлами концов нитей доработанной основы с концами нитей вновь подготовленной основы.

Подготовка уточной пряжи заключается в перематывании и доувлажнении.

Нити для утка поступают в приготовительный цех на бобинах, катушках, прядильных початках или в мотках. Для выработки ткани на челночном ткацком станке уточные нити должны быть перемотаны на уточные шпули, размер которых соответствует размеру челнока. Перемотка нитей осуществляется на уточно-мотальных автоматах. Для выработки ткани на бесчелночных станках уточные нити должны быть на бобинах.

В ряде случаев уточные нити должны быть предварительно, до ткачества, запарены в специальных камерах или увлажнены. Эти операции предотвращают образование на нитях петель, сукрутин, слетов, приводящих к порокам ткани.

Ткачество

Процесс образования ткани на ткацком станке складывается из нескольких циклических, связанных друг с другом основных технологических операций: образование зева, прокладывание в зев уточной нити, прибивание уточной нити, наматывание готовой ткани.

Ткацкие станки бывают челночными и бесчелночными. По числу работающих челноков ткацкие станки подразделяются на одночелночные, предназначенные для выработки ткани с утком одного вида или цвета, и многочелночные, на которых можно выработать ткань с утком нескольких видов или цветов.

На бесчелночных ткацких станках уточная нить пробрасывается в зев различными способами: с помощью механического микропрокладчика (станки СТБ), с помощью струи сжатого воздуха (пневматические станки), с помощью специальных рапир — рапирные станки.

Ткацкие станки могут быть оснащены различными зевообразовательными механизмами, обеспечивающими чередование подъема ремизок. Наиболее простыми по устройству являются эксцентриковые зевообразовательные механизмы, используемые для выработки тканей с небольшим раппортом переплетения.

Более сложными зевообразовательными механизмами являются ремизо-подъемные каретки. Каретки применяют в том случае, когда в раппорте по основе имеется большое количество разнопереплетающихся нитей.

Наиболее сложными механизмами, управляющими подъемом основных когда число разнопереплетающихся нитей в раппорте очень велико. Принцип работы жаккардовой машины основан на раздельном управлении каждой нитью основы или небольшой их группой.

Отделка хлопчатобумажных и льняных тканей

Суровые текстильные материалы (ткани, снятые с ткацкого станка) содержат различные примеси и загрязнения, их структура и внешний вид не соответствуют предъявляемым к ним требованиям. Такие материалы нуждаются в отделке.

При отделке текстильный материал приобретает стандартную структуру и внешний вид, соответствующий его назначению. Выравнивая по ширине и устраняя перекосы, материал подготавливают к раскрою в швейном производстве.

Схема технологического процесса отделки текстильных материалов состоит из четырех стадий: 1) очистка и подготовка материала; 2) крашение; 3) печатание; 4) заключительная отделка.

Для всех тканей очистка и подготовка начинаете с приема и разбраковки суровья, выявления и устранения различных дефектов ткачества.

Хлопчатобумажные ткани при очистке и подготовке проходят следующие операции:

*опаливание — обработка суровой ткани на опаливающей машине. При опаливании одиночные волокна, выступающие на поверхности ткани, обгорают и удаляются. В результате поверхность ткани становится чище;

*расшлихтовка — удаление шлихты и части других естественных примесей с целью облегчения в последующем отваривания и беления;

*отваривание применяется для удаления из ткани остатков крахмала и содержащихся в волокнах азотистых, жировосковых и пектиновых веществ;

*беление разрушает и обесцвечивает вещества, придающие волокнам серо-бурую окраску;

*мерсеризация — обработка натянутой ткани 25%-ным раствором едкого натра при температуре 15—18°С. После мерсеризации ткань становится шелковистой, увеличиваются ее блеск, гигроскопичность и прочность.

Очистку и подготовку льняных тканей обычно ведут по схеме хлопчатобумажного производства, но более осторожно, повторяя операции несколько раз. Это связано с тем, что льняное волокно в отличие от хлопка содержит больше сопутствующих веществ, в том числе лигнина, который плохо удаляется.

Заключительная отделка — завершающий этап отделки текстильных материалов. Ее цель — придать материалу красивый внешний вид, разгладить его и тем самым облегчить в дальнейшем проведение операций раскроя и пошива в швейном производстве.

Хлопчатобумажные и льняные ткани при заключительной отделке подвергаются аппретированию — нанесение на ткань аппрета, содержащего в своем составе клеящее вещество (крахмал, клей), смягчитель (жир, мыло, глицерин), антисептики (формалин, борная кислота), после нанесения аппрета ткань становится гладкой, плотной, приобретает в зависимости от состава аппрета жесткость или, наоборот, мягкость; ширению, которое производится на цепной ширильной машине, предназначенной для выравнивания ткани по ширине, устранения ее перекосов, распрямления изогнутых нитей утка; глажению; противоусадочной отделке и несминаемой отделке.

Разбраковка хлопчатобумажных и льняных тканей

Для тканей порядок определения сорта установлен в специальных стандартах: ГОСТ 161 Ткани хлопчатобумажные, смешанные и из пряжи химических волокон. Определение сортности; ГОСТ 357 Ткани чистольняные, льняные и полульняные. Определение сортности.

Сорт хлопчатобумажных тканей определяется по сумме штрафных баллов, назначаемых за несоответствие фактических заправочных данных и показателей качества нормам, установленным в стандартах, а также за наличие пороков внешнего вида. Сорт льняных тканей устанавливают дифференциально по физико-механическим показателям и порокам внешнего вида, причем во всех случаях принимается во внимание наихудший показатель.

Для хлопчатобумажных и льняных тканей вводится две градации сорта — 1-й и 2-й.

Общая сумма штрафных баллов слагается из суммы баллов за несоблюдение физико-механических показателей, суммы баллов за распространенные пороки внешнего вида и суммы баллов за местные пороки.

Распространенными называются пороки внешнего вида тканей, расположенные по всему куску. В тканях 1-го сорта распространенные заметно и резко выраженные пороки, как правило, не допускаются. В тканях 2-го сорта обычно разрешается наличие не более одного распространенного порока.

Местными называются пороки внешнего вида тканей, расположенные на ограниченном участке куска. В стандартах приведены местные и распространенные пороки, указаны размеры соответствующих пороков и величина назначаемых штрафных баллов. Для льняных тканей при величине порока, превышающей указанные в стандарте размеры, его считают соответственно за два, за три и т. д.

Штрафные баллы за местные пороки, обнаруженные на куске ткани, пересчитывают на условную длину, зависящую от ширины ткани.

В стандартах также указываются грубые пороки внешнего вида, которые не допускаются в тканях.

2.2 УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ТЕКСТИЛЬНЫХ ПОЛОТЕН

Управление качеством продукции является одной из важнейших функциональных подсистем общей системы управления производством.

Согласно ГОСТ 15 467 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения, управление качеством — это установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, производстве и эксплуатации или потреблении, осуществляемое путем систематического контроля и целенаправленного воздействия на условия и факторы, влияющие на качество продукции.

Управляющий участок можно разделить на участок управления, участок принятия решений по управлению и участок контроля.

Продукция качества х с производственного участка после приемки ее ОТК поступает к потребителю.

Участок контроля сосредоточивает информацию о фактическом качестве изготовленной продукции как по результатам испытаний и контроля этой продукции на предприятии, так и по отзывам и рекламациям потребителей.

Информационное обеспечение — это один из наиболее важных вопросов, решаемых при управлении качеством продукции. Отсутствие информации или неверная информация о качестве приводит к неупорядоченности производственного процесса, делает практически невозможным управление качеством продукции. Поэтому при разработке и внедрении систем управления качеством на текстильном предприятии необходимо значительно поднять роль производственных и центральных лабораторий, отдела технического контроля, т. е. основных служб, которые получают и систематизируют информацию о качестве вырабатываемой продукции.

На участке решений сопоставляется информация о фактическом и заданном качестве продукции, после чего вырабатываются и принимаются решения по управлению качеством.

Участок управления, получая распоряжения с участка решений, на основе их, а также с учетом информации с производственного участка, разрабатывает контрольные мероприятия по управлению качеством продукции (управляющие воздействия) и реализует их на производственном участке. Участок управления должен охватывать и связывать воедино всю организационно-техническую структуру управления качеством на производственном участке от непосредственных исполнителей до руководителя предприятия.

Производственный участок подвергается воздействию двух факторов: импульсов участка управления, способствующих достижению и поддержанию заданного качества, и постоянно действующих помех, препятствующих четкой и полной реализации мероприятий по обеспечению качества. Эти помехи могут носить внешний и внутренний характер, быть случайными и систематическими. К ним относятся колебания качества сырья и вспомогательных материалов, нарушения в ходе протекания технологических процессов, использование неправильной или с ошибками составленной проектной и нормативно-технической документации и т. п. Полностью устранить все помехи нельзя, но необходимо постоянно проводить работу по снижению их влияния, а в некоторых случаях добиваться полного исключения отрицательного влияния отдельных факторов на качество вырабатываемой продукции.

Разобранная выше схема показывает, что управление качеством предполагает наличие определенной системы, обязательными элементами которой являются объект управления, информационное обеспечение, управляющий орган, управляющие воздействия, программа по качеству и помехи.

Формирование качества продукции

Управление качеством продукции не ограничивается только производством, а охватывает все стадии формирования качества, которые образуют жизненный цикл продукции. В общем виде он включает:

— прогнозирование и планирование качества продукции;

— проектирование, разработку и постановку продукции на производство;

— производство продукции, ее обращение и поставку потребителю;

— эксплуатацию (потребление) продукции.

Прогнозирование и планирование качества продукции подразумевает установление обоснованных заданий на выпуск продукции определенных сортов и категорий качества, а также значений параметров продукции и (или) показателей ее качества, которые должны быть достигнуты к заданному моменту или на заданный период времени, разработка мероприятий по обеспечению упомянутых параметров и (или) показателей.

Разработка и освоение (постановка на производство) новых образцов продукции должны происходить в следующей последовательности:

— разработка технического задания на проектирование нового образца;

— разработка технологической и конструктивной документации;

— изготовление опытного образца (партии);

— проведение предварительных испытаний (оценки) опытного образца (партии);

— рассмотрение образца на художественно-техническом совете предприятия;

— разработка проектов нормативно-технической документации;

— изготовление опытных партий;

— проведение предварительных испытаний (оценки) опытных партии;

— корректировка проектов нормативно-технической и проектной документации.

Производство продукции, ее обращение и поставка потребителю обеспечивают реализацию заданного качества, заложенного при проектировании продукции, сохраняют его при транспортировании продукции внутри предприятия и при отгрузке потребителю.

Основными задачами, решаемыми при производстве продукции, являются поддержание стабильности ее качества и выполнение заданного объема ее выпуска.

Упаковка, маркировка и транспортирование продукции должны быть построены так, чтобы максимально сохранить и довести до потребителя достигнутое качество.

Эксплуатация (потребление) продукции наиболее полно раскрывает все ее недостатки и преимущества. Поэтому постоянное изучение поведения продукции при эксплуатации, систематический сбор у потребителей и анализ данных о ее качестве имеют первостепенное значение в формировании качества. Работа с потребителями является обязательным условием при создании и внедрении систем управления качеством продукции. Качество продукции в сфере эксплуатации (потребления) особенно четко видно при правильном ее использовании; поэтому разъяснение положительных свойств продукции, правил и норм ее эксплуатации способствует получению наибольшего эффекта от ее качества у потребителя.

На стадии эксплуатации большое значение имеет формирование спроса у потребителей на продукцию данного качества. И разъяснение правил эксплуатации, и формирование спроса могут быть достигнуты посредством хорошо организованной предприятием и постоянно действующей рекламы выпускаемой продукции.

Факторы, определяющие качество продукции

Основными факторами, определяющими качество продукции, являются: качество нормативно-технической или проектной документации; качество сырья, вспомогательных материалов и комплектующих изделий; качество работы оборудования и вспомогательного инструмента; качество труда исполнителей; качество методов контроля.

Нормативно-техническая или проектная документация может рассматриваться как модель, используемая при изготовлении продукции. Качество разработки модели оказывает непосредственное влияние на качество вырабатываемой продукции. Учитывающая требования потребителей, тщательно отработанная и правильно составленная документация способствует эффективному использованию продукции при эксплуатации (потреблении), четкой организации производства, стабильности протекания технологических процессов, обеспечивает выпуск продукции заданного качества.

Качество сырья и вспомогательных материалов непосредственно определяет качество продукции текстильной промышленности. На предприятии использование качественного сырья и вспомогательных материалов достигается благодаря правильной организации входного контроля.

Качество работы оборудования и вспомогательного инструмента обеспечивает стабильность заданных показателей качества вырабатываемой продукции. Применение современного оборудования, совершенствование технологии изготовления продукции должны осуществляться на базе изучения передового опыта, внедрения в производство достижений науки и техники, научной организации труда.

Качество труда исполнителей оказывает влияние на качество продукции на всех стадиях его формирования. Высокое качество труда достигается путем профессионального подбора и расстановки исполнителей в зависимости от их деловых качеств, постоянного повышения квалификации рабочих и служащих, воспитания у них высокой ответственности за выполняемую работу, морального и материального стимулирования качества труда исполнителей.