Виготовлення нетканий матеріалів

На теперішній час  у світі виробляється більше 7000 різних видів нетканих матеріалів з яких приблизно третина приходяться на полотна технічного призначення. Швидкими темпами розширюється асортимент НТМ і в нашій державі. Якщо спочатку (в 60-х роках) асортимент НТМ обмежувався технічними серветками для залізничного транспорту, ватином, тарними і обтиральними матеріалами, то в наш час це досить різноманітний перелік різних виробів.

Зараз, в більшості  випадків, уже відсутнє таке положення, коли який-небудь нетканий матеріал спочатку розробляють, а потім відшукують можливих споживачів. В переважній більшості споживач пред’являє до виробника свої потреби, вимоги, які у відповідності з цим, як правило, розробляють нетканий матеріал із заданими властивостями. Виготовлені матеріали по призначенню діляться на дві групи: побутового і технічного призначення.

До першої групи відносяться  полотна для одягу домашнього побуту, взуттєві, прокладкові для  швейної промисловості, штучне хутро, напільні покриття та інші.

До другої групи – полотна, що використовують в різних галузях промисловості: привідні паси, транспортні стрічки, фільтрувальні матеріали для автомобільної промисловості, тепловозів, літаків тощо.

В наш час освоєно широкий  асортимент нетканих матеріалів побутового і технічного призначення, які знайшли  застосування в різних галузях народного господарства. Організовано виробництво нових видів фільтрувальних полотен, утеплювачів для одягу, нових видів полотен для оббивки меблів, нових матеріалів для взуття і одягу; ведеться виробництво полотен для потреб меліорації, медичної промисловості, сільського господарства тощо.

Асортимент НТМ побутового призначення  постійно оновлюється і розширюється за рахунок застосування нових видів  волокон та ниток, нових нидів  латексів та різноманітного оздоблення.

Передбачається також  розвиток НТМ технічного призначення, що умовлено техніко-економічною ефективністю застосування нової технології, необхідністю заміни тканини із натуральної сировини, що використовуються в різних галузях промисловості, можливістю заміни натуральних волокон хімічними.

 

 

 

 

 

 

1.2. Технічна характеристика  нетканого  полотна

 

Полотно  неткане  голкопробивне  для  меблів “ПІМА”  арт.7В 076(400) Н6.  Полотно за  фізико – механічними показниками повинно відповідати вимогам ,  що  вказані в таблиці 1 .

 

Таблиця 1.               Технічні вимоги на неткане полотно.

 

Найменування показників	Значення
1. Ширина, см	170  +  4
2. Поверхнева щільність,  г/м2	400  +  4
3. Розривне навантаження, н, не менше
по довжині	30
по ширині	15
4. Видовження при розриві, %, не більше
по довжині	98
по ширині	115
5. Товщина, мм
6.Повітрепроникливість, дм3/м2 сек, не   більше	400
7. Гігроскопічність, %, не  менше	2
8. Нерівність по масі, %, не більше	10
9. Пружність ,  %  не  менше	25
10. Зміна  лінійних  розмірів  після  замочки % . не  більше ( по  довжині , по  ширині  )	3,5
11. Нормована  вологість  . %  не  більше	10

 

 

 

 

                                 1.3. Структура полотна

 

Структура волокнистого холста визначається степінню його стиснення, а також товщиною і лінійною щільністю волокон, їх орієнтацією. Також властивості нетканих матеріалів в значній мірі залежать від їх структури.

Під структурою нетканих матеріалів розуміють форму, розміри, взаємне розміщення її елементів і зв’язок між ними.

Неткані матеріали мають  більш складну структуру, ніж  тканина і трикотаж так, як включають  в себе такі різносторонні елементи як: волокнистий холст і пряжу, волокнистий холс і тканину. Наприклад, холстопрошивні неткані матеріали  мають в своєму складі пряжу і рихлу волокнисту масу у вигляді холста; неткані голкопробивні матеріали-волокнистий холст і каркас із тканин; валяно-войлочні неткані матеріали включають в себе крім волокнистого холста каркас із пряжі, а неткані полотна отримані на машинах Маліполь і Тафтінг складають із ворсової (прошивної) нитки і каркасу із тканин або нетканого матеріалу Малімо.

 

Для одержання нетканих текстильних матеріалів широко використовують голкопробивну технологію, яка базується на формуванні волокнистих холстів традиційними методами з послідуючим скріпленням волокон спеціальними голками з зазубринами.

Сутність процесу  виготовлення голкопробивних полотен (ГП) базується на протягуванні волокон пробивними голками із одного волокнистого настилу в другий, тобто проходить переорієнтація волокон. Захоплені зазубринами голок волокна проходять із горизонтального положення у вертикальне, перпендикулярне площині настилу (це найбільш поширений варіант). Розміщення захоплених голками волокон за рівнем перетину по товщині полотна залежить від глибини проколювання. Оптимальним варіантом для одержання рівномірної структури ГП по всій його товщині є такий, при якому перша зазублина голки з волокнами настилу проходить наскрізь всю товщину настилу. При виході голки з настилу зворотна сторона зазублин може захопити за собою деяку кількість волокон, що проходить за рахунок сил тертя між ними, тобто зв'язуючим елементом ГП являються самі волокна. Таким чином, волокна у волокнистому настилі не тільки з'єднуються (щеплюються, переплутуються) в площині настилу, але і розмішуються в суміжних шарах, утворюючи просторову структуру, яка стійка до механічних дій.

Принципова  схема робочої зони голкопробивної машини.

 

1 – живильні валики; 2 – голкопробивне полотно; 3 –  скидний стіл; 4 – пробивні голки; 5 – голкова дошка; 6 – голківниця; 7 – підкладочний стіл; 8 – волокнистий настіл; 9 – живильний конвеєр.

 

 

 

Структура ГП може бути одержана із волокнистого настилу з орієнтованими  в різних напрямках і неорієнтованими  волокнами, одержаними різними методами формування (механічним, аеродинамічним та іншим). Міцність голкопробивного полотна в значній мірі залежить від орієнтації волокон в настилі.

Особливістю голкопробивних матеріалів є те, що незалежно від  обладнання, яке застосовується для  утворення волокнистого холста, волокна  в холсті розташовуються шарами, в  яких скріплення волокон одне з одним  більше, ніж між окремими шарами.

Полотна, які одержують голкопробивним способом можна одержати з каркасом і без каркасу. Якщо полотно виготовляється без каркасу, тоді використовують довгі волокна.

 

Для деяких нетканих текстильних  матеріалів можна використовувати  каркас, структура та властивості  якого впливають на властивості нетканого матеріалу. Каркасом може бути неткане полотно «Малімо», плівка, сітка, тканина, а також клеєні полотна. Каркас володіє значною міцністю і рухомою структурою, а його складові нитки мають бути тонкими, міцними, з малим коефіцієнтом тертя.

В процесі голкопробивання  проходить руйнування волокон. Більш  руйнуються довгі волокна. З застосуванням  довгих волокон одержується об’ємна  структура і міцність полотна  підвищується.

Орієнтація волокон  також впливає на міцність. Кращою орієнтацією для даного полотна є поздовжня.

Згідно дипломного проекту передбачається такий вид асортименту, для виготовлення полотна, для меблів арт. 7В 076 (400) –  Н6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Характеристика переплетення

 

Метою голкопробивання, виготовленого на чесальній машині волокнистого настилу, є – перетворення волокнистого настилу, що складається з маси орієнтованих або неорієнтованих волокон, в неткане полотно з раніше заданими геометричними параметрами і фізико-механічними властивостями. Процес голкопробивання перервний і умовно може бути розділений на окремі операції, які мають певне технологічне призначення. Невиконання одної з операцій робить неможливим правильне виконання процесу в цілому. Процес голкопробивання невидимий і скритий від нагляду, тому під час роботи машини практично не можливо розглянути взаємодію робочих органів один з одним та із волокнистим настилом (волокнами), а відповідно й встановить точну межу окремих операцій і визначить правильність їх виконання.

Тому весь процес розділяється на сім окремих операцій. Графічно окремі операції можуть бути зображені у вигляді одно- і двомоментно зафіксованих положень. Це дає змогу в загальному циклі і етапі виділити характерні установочні ознаки, які можуть бути критерієм надійності роботи машини. Неточність в установці, або русі голок, їх взаємодії з підкладковим і скидним столами порушує процес і викликає виникнення дефектів в полотні, а інколи і поломку голок.

 

За способом виконання процес голкопробивання може бути одно- та двостороннім. При односторонньому процесі проколювання проводиться однією голківницею і в одному напрямку; при двосторонньому – повинно бути дві голківниці, які позмінно переміщуються у зустрічному напрямку.

 

 

 

Схема голкопробивання волокнистого настилу.

 

а – одностороннє під кутом (15 – 45 ^о);

б – двостороннє під  прямим кутом;

в – двостороннє під кутом до поверхні настилу.

 

 

 

 

 

 

Одностороннє  голкопробивання волокнистого настилу під прямим кутом – найбільш простий спосіб, який має перед іншими наступні переваги: спрощується конструкція машини; збільшується надійність її роботи, для проколювання можна використовувати тонкі голки.

 

Односторонній спосіб голкопробивання складається з  наступних операцій:

1. – подача волокнистого настилу в зону пробивання;
2. – підведення голок в зону  пробивання – початок  переміщення кривошипно-шатунного механізму приводу  голкового стола із верхньої або нижньої «мертвої» точки, до виходу вістря голок на рівень нижньої площини скидного стола;
3. – вхід голок в зону  пробивання, етап починається, коли кінець вістря голок знаходиться на рівні нижньої площини скидного стола і продовжується процес пробивання настилу;
4. – голкопробивання – протягування волокон через настил, тобто проходить їх переорієнтація в просторі за рахунок проходження голками всієї зони проколювання з виходом вістря голок нижче площини підкладкового стола;
5. – скидання, зняття волокон з зазублин і леза пробивних голок виконується в два етапи: а) знімання пучків волокон з зазублин і леза при виході голок із настилу за рахунок сил тертя між волокнами в зоні проколювання (стискання голок настилом); б) знімання всіх залишених на голках волокон скидним столом;
6. – вихід голок із зони пробивання  переміщення – кривошипно-шатунного механізму  голкового стола із верхньої «мертвої»  точки до моменту, коли вістря голок будуть на рівні нижньої площини скидного стола;
7. – замкнення – повернення голківниціі в початкове, тобто крайнє верхнє або нижнє положення.

 

При двохсторонньому пробиванні волокнистого настилу під прямим кутом голки двох голківниць розміщені вертикально до площини настилу і проколюють настил позмінно. На початку пробивання настилу голками одної з голківниць проходить його подача. Після її закінчення голки повністю проникають скрізь настил частково протягуючи волокна, захоплені із верхнього шару настилу. Далі голки цієї голківниці виходять із настилу у вертикальному  напрямку.  В  цей час  починають  пробивання  голки  другої голківниці. Далі проходить подача настилу, а після її закінчення голки другої голківниці повністю пробивають волокнистий настил.

 

При двохсторонньому пробиванні настилу під кутом до його поверхні голки, які розміщені симетрично відносно настилу, позмінно проколюють його під гострим кутом (20 – 30°) в напрямку, протилежному переміщенню подачі настилу. Перетин траєкторії переміщення голок в настилі приводить до його додаткового зміцнення.

Розрізняють два методи виконання двостороннього голкопробивання:

– голкопробивання проходить при нерухомому настилу;

– голки в момент подачі настилу частково входять в нього.

 

Основні параметри голкопроколювання:

• число проколів на одиницю площі;

• глибина пробивання;
• ефективність голкопробивання та інше.

 

Ефективність  голкопробивання визначається типом і розміром пробивних голок, які використовують, видом і числом зазублин, формою вістря, перерізом леза тощо. Для надійного закріплення волокон в полотні, чим тонші голки і менша величина зазублин, тим більшою повинна бути кількість проколів на одиницю площі полотна.

Глибина пробивання – подвійна відстань між верхньою площиною підкладкового стола (нижньої поверхні настилу) і першою зазублиною на голці після її проходження через волокнистий настил. Також, це положення голки і підкладкового стола в залежності від конструкції машини (положення голківниці відносно настилу) відповідає нижній або верхній «мертвій» точці кривошипно-шатунного механізму приводу голкового стола. Глибина пробивання впливає на щільність голкопробивного полотна. Із збільшенням глибини пробивання зменшується товщина полотна (при незмінній площині) і збільшується його щільність та поверхнева густина. Регулювання глибини пробивання проходить за рахунок зміни положення у вертикальній площині підкладкового столів або одночасно їх обох.

Величина переміщення  голківниці для конкретної машини завжди постійна.