Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

DEFINITION OF OPTIMUM THREADING REFUELING PARAMETERS OF THE STRUCTURE LOOPING FABRIC

Назарова М.В., Романов В.Ю.
В статье рассматривается вопрос об определении оптимальной структуры петельной ткани, которая обладала бы наилучшим влагопоглощением, путём проведения анализа влагопоглощения петельных тканей, имеющих различные переплетения, высоту ворса и линейную плотность нитей. На основе проведённых исследований, было показано, что при линейной плотности коренных и петельных основных нитей 18,5 текс и при высоте петли равной 4 мм, а также при переплетении - основный репс 2/2, петельная ткань будет обладать наибольшим влагопоглощением.
In article the question on definition of optimum structure of a looping fabric which would have the best moisture absorption is considered, by carrying out of the analysis of moisture absorption of the looping fabrics having various textures, height of pile and a linear density of threads. On the basis of the carried out researches, it has been shown, that at a linear density of ground and looping warp threads 18,5 tex and at height of a loop equal 4 mm, and also at a texture - warping repps 2/2, a looping fabric will have the greatest moisture absorption.

Развитие текстильной промышленности предполагает постоянное совершенствование и улучшение ассортимента тканей, а также производственных процессов. Многие технологические процессы в текстильной промышленности относятся к категории сложных, так как характеризуются большим числом взаимодействующих факторов. И от того, как точно и правильно выбраны и рассчитаны эти факторы, зависит качество тканей.

Кроме того, в связи с отсутствием определенных значений заправочных параметров выработки петельных тканей с заданными свойствами, возникает необходимость определения оптимальных заправочных параметров строения подобных тканей.

Переплетения петельных тканей являются разновидностью ворсовых переплетений. Характерной особенностью этих тканей является наличие на поверхности ткани петель, закрепленных посредством определенного переплетения с уточными нитями, поэтому основное назначение ткани - впитывать воду.

Ассортимент изделий из петельных тканей довольно разнообразен, но главным образом - это штучные изделия: простыни, платки, полотенца, салфетки, коврики; вырабатываются также халатные ткани различных расцветок и рисунков. Назначение петельных тканей вызывает необходимость создавать в этих тканях максимальную густоту петель, а иногда и значительную высоту их, в целях получения большей влагопоглощаемости поверхностью ткани.

Отсюда следует, что основным свойством петельных тканей является способность к влагопоглощению, характеризующееся скоростью впитывания тканью воды с поверхности тела человека. Следовательно, определение вида переплетения петельных тканей, при котором ткань обладала бы наилучшим влагопоглощением, является актуальной задачей.

Для образования петельных тканей обычно используют две системы основных и одну систему уточных нитей. Одна основа, переплетаясь с утком, образует грунт, или основание ткани, и называется грунтовой или коренной. Другая основа служит для образования ворсовых петель и называется обычно ворсовой, или петельной основой. Эти две основы в определенном порядке переплетаются с одним утком.

Базовым переплетением при изготовлении петельных тканей чаще всего служит основный полурепс и основный репс. Полотняное переплетение иногда применяют для переплетения коренной основы с утком. Применяют также различные способы перевязки петельных нитей основы с уточными нитями. При использовании одного и того же переплетения для коренной и петельной основ необходимо для лучшего закрепления петли в ткани переплетение одной основы по отношению к переплетению другой основы сдвигать на одну или две нити утка.

Переплетение коренных основных нитей с уточными нитями обычно выполняется при раппорте по утку, равном трем нитям - обычно переплетением основный полурепс 2/1; при раппорте по утку, равном четырём нитям - переплетением основный репс 2/2 или основным полурепсом 3/1, при раппорте по утку, равном пяти или шести нитям - переплетением комбинированный репс (см. рис. 1).

p 

 а)              б)             в)                г)             д)

Рис. 1. Переплетение коренной основы с уточными нитями: а - основный полурепс 2/1; б - основный репс 2/2; в - основный полурепс 3/1; г, д - комбинация репса и полотняного переплетения

Для выработки петельных тканей применяют ткацкие станки специальных конструкций. На этих станках имеются приспособления для установки навоев с коренной и петельной основами, а также механизмы для торможения навоев и подачи основы необходимой величины в соответствующий период работы станка.

Для выработки петельных тканей ткацкий станок должен иметь специальную конструкцию батана, которая дает возможность периодически изменять крайнее переднее положение берда. На станках различных конструкций это достигается различными способами: в одних станках изменяют крайнее положение всего батана, а в других - одного берда.

Петельная ткань на ткацком станке образуется следующим образом. Во время работы на ткацком станке коренные основные нити сильно натягиваются, в то время как петельные основные нити имеют очень небольшое натяжение и легко сматываются с ткацкого навоя. После того как будет проложено 3, 4, 5 или 6 уточных нитей, в зависимости от принятого раппорта, все эти нити одновременно прибиваются бердом к опушке ткани.

Вследствие такого порядка работы слабо натянутые нити петельной основы, до прибоя закрепленные уточными нитями, при прибое скользят вместе с этими нитями по туго натянутым нитям коренной основы и образуют на поверхности петли.

Анализ научной литературы по данной теме показал, что закономерности формирования петельной ткани изучены не полностью, либо некоторым проблемам вообще не уделялось внимания, поэтому данная работа ставит своей целью ликвидировать пробел по вопросам совершенствования процесса формирования петельных тканей.

В частности, практически отсутствуют публикации по вопросу проектирования петельных тканей по заданным параметрам строения ткани.

Однако некоторые работы [1, 3] помогли выяснить, что влагопоглощаемость петельных тканей зависит от высоты и густоты расположения петель. Высота же и густота петель, в свою очередь, зависят от структуры ткани, то есть от переплетения, плотности ткани по основе и утку, линейной плотности нитей и величины крутки пряжи.

Все перечисленные показатели свойств петельной ткани зависят от параметров заправки и изготовления ткани на станке. Поэтому метод проектирования петельных тканей по заданной высоте петли, разработанный Кузьминым В.В.[2], позволяет проводить анализ степени влагопоглощения петельных тканей различных переплетений. Поэтому основной является задача получения петельных тканей обладающих максимальным влагопоглощением.

Проектирование петельных тканей по методу Кузьмина В.В. [2] заключается в определении:

1) диаметров нитей основы и утка на паковке;

2) диаметров нитей основы и утка в ткани;

3) расчетных диаметров нитей в ткани;

4) высоты волны изгиба нитей в ткани;

5) максимально-возможной плотности ткани по основе и по утку, используя при этом геометрические плотности ткани (lу1, lу2, lу3).

Например, для расчёта максимально-возможной плотности ткани по утку, используется следующая формула:

f

(1)


где dy, dув - соответственно условный диаметр уточных нитей и диаметр уточной нити в ткани, мм; dопв, dов - соответственно диаметры петельных основных нитей в ткани по вертикали и по горизонтали, ввиду изменения формы поперечного сечения нитей с круглой на эллипсообразную, мм; hy - высота волны изгиба уточной нити, мм; Ry - раппорт ткани по уточным нитям.

Для расчёта максимально-возможной плотности ткани по основе, используется следующая формула:

f

(2)


где dо, dоп - соответственно условные диаметры коренных и петельных основных нитей в ткани, мм; hо - высота волны изгиба основной нити, мм; Rо - раппорт ткани по основным нитям.

6) фактической плотности ткани по основным и по уточным нитям, с учетом коэффициентов наполнения ткани по основе и по утку, а также с учетом соотношения коренной и петельной основных нитей и раппорта ткани по основе.

7) величины недосеки (см. рис. 2), от которой зависит высота петли.

p

Рис. 2. Схема разреза ткани по направлению основы

8) коэффициента влагопоглощения спроектированной петельной ткани, который и показывает каким влагопоглощением будет обладать спроектированная ткань:

f,

где Мвч - минимально допустимое количество воды, которое должна поглощать петельная ткань, г;

f

где  f- площадь поверхности тела человека, см2; f- высота равномерно распределенного по площади слоя воды, см; f - плотность воды, г/см.

Мвт - масса воды, поглощаемая образцом петельной ткани с размерами a и b , за определенный промежуток времени, г.

f

где R - средний радиус капилляров; s - поверхностное натяжение жидкости; q - краевой угол смачивания; t - время капиллярного подъёма; η - вязкость жидкости; Lоп - длина основной нити в петле; Pо - плотность петельной ткани по основным нитям; Pу - плотность петельной ткани по уточным нитям; Rо - раппорт петельной ткани по основным нитям; Rу - раппорт петельной ткани по уточным нитям.

Следовательно, чем ближе будет значение коэффициента Кв к единице, тем меньшими сорбционными свойствами обладает ткань.

Для определения оптимальной структуры петельной ткани необходимо провести анализ различных видов переплетений, высоту ворса и линейную плотность нитей.

Для проведения расчётов в данной работе были выбраны следующие виды переплетений коренных основных нитей с уточными нитями:

  1. переплетение с раппортом по утку равным пяти нитям;
  2. переплетение с раппортом по утку равным шести нитям;
  3. переплетение, позволяющее получить рисунок на поверхности ткани в виде квадратов;
  4. переплетение - основный полурепс 2/1;
  5. переплетение - основный репс 2/2;
  6. переплетение - основный полурепс 3/1.

Выбор данных переплетений обусловлен распространенностью этих видов переплетений в производстве петельных тканей.

По каждому виду переплетения проводились расчёты по приведенному выше методу Кузьмина В.В. [2].

Результаты расчетов коэффициентов влагопоглощения петельных тканей и массы воды, поглощаемой образцом петельной ткани с размерами a и b , за определенный промежуток времени сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Расчётные данные влагопоглощения петельной ткани

№ п/п

hп, мм

Ток=Топ=
=18,5текс

Ток=Топ=
=18,5х2 текс

Ток=Топ=
=20х2 текс

Ток=Топ=
=25х2 текс

Ток=Топ=
=36 текс

Кв

Мвт, г

Кв

Мвт, г

Кв

Мвт, г

Кв

Мвт, г

Кв

Мвт, г

переплетение с раппортом по утку равным пяти нитям

1

4

0,049

510,7

0,082

307,5

0,088

289,9

0,104

244,3

0,081

313,9

2

5

0,060

418,9

0,100

252,7

0,107

238,3

0,126

200,9

0,098

258

3

6

0,071

355,9

0,118

214,9

0,125

202,7

0,149

171

0,116

219,4

4

7

0,082

309,9

0,136

187,4

0,144

176,7

0,170

179,2

0,133

191,2

5

8

0,092

275,1

0,153

166,4

0,162

157

0,192

132,5

0,150

169,9

переплетение с раппортом по утку равным шести нитям

1

4

0,048

522,2

0,091

278,9

0,099

257,3

0,121

210,7

0,095

267,2

2

5

0,059

428,3

0,111

229,5

0,120

211,8

0,146

173,7

0,115

220,1

3

6

0,070

363,8

0,130

195,3

0,141

180,3

0,172

148

0,136

187,5

4

7

0,080

316,9

0,149

170,4

0,162

157,3

0,197

129,2

0,155

163,6

5

8

0,090

281,3

0,168

151,4

0,182

139,8

0,221

114,9

0,175

145,5

переплетение, позволяющее получить рисунок на поверхности ткани в виде квадратов

1

4

0,44

11,3

0,28

7,2

0,27

6,8

0,23

5,8

0,29

7,3

2

5

0,36

9,2

0,23

5,8

0,22

5,5

0,18

4,7

0,23

5,9

3

6

0,304

7,8

0,19

4,9

0,18

4,6

0,16

4

0,20

5

4

7

0,26

6,7

0,17

4,2

0,16

4

0,13

3,4

0,17

4,3

5

8

0,23

5,9

0,15

3,8

0,14

3,6

0,12

3

0,15

3,8

переплетение - основный полурепс 2/1

1

4

0,037

687,7

0,056

447,9

0,159

429

0,067

378

0,056

454,7

2

5

0,060

556,8

0,070

362,5

0,073

347,1

0,083

305,6

0,069

368

3

6

0,054

468,8

0,083

305

0,087

292

0,099

257

0,082

309,7

4

7

0,062

405,6

0,096

263,9

0,101

252,6

0,114

222,3

0,095

267,9

5

8

0,092

275,1

0,109

233

0,114

223

0,13

196,2

0,107

236,6

переплетение - основный репс 2/2

1

4

0,034

744,7

0,052

483,1

0,055

458,8

0,064

394,5

0,051

491,9

2

5

0,042

599,7

0,065

388,5

0,069

368,9

0,080

317

0,064

395,6

3

6

0,050

503

0,078

325,5

0,082

309,1

0,096

265,5

0,076

331,5

4

7

0,058

434,1

0,090

280,7

0,095

266,5

0,111

228,9

0,089

285,9

5

8

0,066

382,6

0,103

247,3

0,108

234,7

0,126

201,6

0,101

251,8

переплетение - основный полурепс 3/1

1

4

0,08

320,0

0,13

205,90

0,13

195,60

0,15

168,40

0,12

220,3

2

5

0,10

254,7

0,17

163,30

0,16

155,00

0,19

133,20

0,15

176,1

3

6

0,12

212,0

0,19

135,50

0,20

128,60

0,23

110,40

0,18

138,2

4

7

0,14

181,9

0,22

116,10

0,23

110,10

0,27

94,50

0,22

118,2

5

8

0,16

159,7

0,25

101,70

0,26

96,50

0,31

82,80

0,25

103,6

Анализ значений массы воды, поглощаемой образцом петельной ткани с размерами a и b , за определенный промежуток времени Мвт, приведённых в таблице 1, показал, что максимальным влагопоглощением будет обладать петельная ткань, линейная плотность основных нитей которой составляет 18,5 текс.

На основе проведённых исследований были получены графики зависимости влагопоглощения петельной ткани от различной высоты петли при различных переплетениях коренных основных нитей с уточными нитями при использовании пряжи линейной плотностью 18,5 текс (см. рис. 3)

p

Рис. 3. Графики зависимости влагопоглощения петельной ткани от вида переплетения коренных основных нитей с уточными нитями и высоты петли

Анализ графиков позволяет сделать вывод о том, что петельная ткань, выработанная переплетением - основный репс 2/2 с высотой петли - 4 мм, будет обладать максимальными влагопоглощающими способностями. Параметры строения петельной ткани, обладающей максимальным влагопоглощением приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры строения петельной ткани, обладающей максимальным влагопоглощением

Плотность ткани по основе
Ро, нит/дм

Плотность ткани по утку,
Ру, нит/дм

Уработка коренных нитей основы,
аок, %

Уработка петельных нитей основы,
аоп, %

Уработка уточных нитей основы,
ау, %

Поверхностная плотность петельной ткани,
Mm, г/м2

Величина «недосеки»,
ln,мм

492

329

7,7

82,3

7,9

409,4

6,9

Результаты расчетов влагопоглощения петельных тканей с различными параметрами строения показывают, что:

  1. Наибольшее влияние на влагопоглощение петельной ткани влияют такие параметры строения петельной ткани, как: высота петли, длина нити в петле, плотность по основе и плотность по утку, раппорт по основе и по утку.
  2. Линейная плотность уточных нитей существенного влияния на влагопоглощение петельных тканей не оказывает.
  3. Проведённые исследования зависимости влагопоглощения петельных тканей от параметров её строения позволяют проектировать петельные ткани с заданной степенью влагопоглощения.
  4. Анализ таблицы 1 и графиков, представленных на рис. 3, показал, что при линейной плотности коренных и петельных основных нитей 18,5 текс и при высоте петли равной 4 мм, а также при переплетении - основный репс 2/2, петельная ткань будет обладать наибольшей влагопоглощаемостью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Белов М.И. Исследование строения и свойств х/б махрово-петельных тканей. Дисс. к.т.н. ЛТИ, 1954
  2. Кузьмин В.В. Разработка метода проектирования петельных тканей по заданным параметрам. Дисс. к.т.н. МГТУ им. А.Н. Косыгина - 2000
  3. Розанова Н.П. О натяжении петельной и грунтовой основ при выработке петельной ткани. // Сборник научных трудов МТИ. - М. 1958 - т. XX - с.124-128