Подготовка тканей

Содержание

      Введение                                                                                                             

  1 Выбор и  технико-экономическое обоснование  проектных решений        

    1.1.Обоснование  выбора ассортимента                                                          

    1.2.Аналитический  обзор научно-технической литературы                        

    1.3.Выбор, обоснование и характеристика оборудования                          

    1.4.Производственная  программа цеха                                                          

2. Технологическая  часть                                                                                    

    2.1.Склад  суровых тканей                                                                               

    2.2.Теоретические  основы выбранных процессов                                        

    2.3Технологические  проводки                                                                        

    2.4 Контроль  технологических параметров и  качества готовой 

продукции                                                                                                              

    2.5.Химическая  станция цеха                                                                          

    2.6 Расчетная  часть                                                                                           

       2.6.1. Расчет необходимого количества  суровья                                        

       2.6.2.Расчет площади склада суровых  тканей                                            

       2.6.3.Расчет количества оборудования                                                       

       2.6.4.Расчет расхода пара и электроэнергии                                               

3. Внутрифабричный  транспорт и механизация трудоемких  работ                

4.Мероприятия  по охране труда и технике  безопасности                                

Заключение                                                                                                            

Список используемой литературы                                                                      

      Приложение  
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Последние десятилетия характеризуются значительными  трудностями в развитии текстильного производства. Одним из главных факторов неблагоприятного положения в отрасли является низкий технический уровень производства. Большинство предприятий отрасли работают на физически изношенном и морально устаревшем оборудовании.

     Продукция, производимая на устаревшем оборудовании, не может конкурировать на мировом рынке. На большинстве предприятиях отрасли производительность оборудования ниже мирового уровня, а расходные нормы сырья и энергоресурсов в большинстве технологических процессах превышают аналогичные показатели современных зарубежных предприятий.

     В связи с переводом текстильных  предприятий на самофинансирования, на первый план выдвигаются вопросы качества и обновления ассортимента за счет разработки новых структур с ярко-выраженной рельефной поверхностью, в соответствии с потребностями населения и направлениям моды.

     В настоящее время наблюдаются  существенные изменения в структуре  текстильного сырья для хлопчатобумажной промышленности, что обусловлено увеличением использования химических волокон.

     В хлопчатобумажной промышленности наибольшее распространение получили ткани  из смеси хлопкового и полиэфирного волокон. Наличие в хлопкополиэфирных  тканях хлопкового волокна обеспечивает хорошую гигроскопичность, мягкую фактуру, невысокий заряд статического электричества, а полиэфирное волокно придает высокие прочностные характеристики, повышенную сопротивляемость к смятию и формоустойчивость.

     Однако  при создании технологических режимов  обработки тканей из смеси волокон  возникают трудности, обусловленные  различием в строении и свойствах  волокнистых составляющих. Это определило существенные изменения старых и создание принципиально новых технологических процессов подготовки имеющегося ассортимента тканей хлопчатобумажного производства.

     Несмотря  на существующие трудности и нерешенные проблемы, текстильное производство восстанавливает высокий объем выпуска и эта тенденция сохраниться в дальнейшем.

     Главным направлением разработки данного проекта  стало нахождение оптимального решения  выше изложенных задач, стоящих перед  текстильной промышленностью в  настоящем. 

   1. Выбор и технико-экономическое  обоснование проектных  решений

1. Обоснование выбора ассортимента

     В ассортименте тканей, выпускаемых хлопчатобумажной промышленностью, насчитывается более 1000 артикулов. Хлопчатобумажные и смешанные ткани в зависимости от назначения, художественно-колористического оформления и способа изготовления подразделяются на 16 групп, в некоторых из них выделяют подгруппы.

       Классификация ассортимента выпускаемых тканей на группы и подгруппы производится, с одной стороны, по назначению (бельевая, платьевая, подкладочная, полотенечная, платочная и др.), с другой — по особенностям структуры (сатиновая группа), а также по признакам свойств, которые ткани приобретают в результате технологических процессов производства (например, гладкокрашеная, меланжевая и пестротканая подгруппы, ворсовая подгруппа). В ряде подгрупп учитывается сезонность назначения (демисезонная, летняя и зимняя подгруппы платьевой группы).

      В последнее время происходит неуклонный рост использования химических волокон и их смесей с натуральными в производстве текстильных материалов.

     Доминирующее  положение среди смесовых волокон  занимают смеси из полиэфирных и  целлюлозных волокон с различным  соотношением компонентов. При выработке смесовой ткани хлопковому волокну сообщаются ценные свойства полиэфирного волокна лавсан: устойчивость к действию кислот, окислителей, щелочей, тепловому старению и инсоляции, непревзойденная форомустойчивость, несинаемость и высокая прочность. В то же время благодаря  вложению хлопка ткань получает отличные гигиенические  свойства, хорошую воздухопроницаемость, влагопоглащение, что создает в процессе эксплуатации комфортные ощущения.

     Кроме лавсана широко используется вискоза. Вложение такого волокна придает ткани приятный шелковый гриф, влагопоглощаемость и получить более чистую поверхность. При этом прочностные показатели качества не ухудшаются. Вискозное волокно является легко перерабатываемым и самым дешевым из химических волокон. Вискозную ткань получают из древесной целлюлозы по вискозному способу путем резки жгутов на небольшие отрезки длиной 32-120 см, из которых в дальнейшем изготавливают пряжу. Главное достоинство вискозного волокна -  его хорошая гигроскопичность. Способность хорошо поглощать влагу обуславливает малую электрилизуемость, быстрое набухание, а, следовательно, и окрашивание. Кроме того, ткани мягкие, устойчивы к действию повышенных температур, хорошо сохраняют тепло и хорошо драпируются. Но имеются и недостатки: большая потеря прочности в мокром состоянии – до 60%, значительная усадка, большая способность к набуханию, пониженная формоустойчивость и износостойкость изделий, сминаемость, что является следствием малой упругости и большей остаточной влажности. Среди других недостатков следует отметить неустойчивость волокна к действию микроорганизмов, водно-щелочных растворов, а также горючесть волокна. Однако хорошая гигроскопичность вискозного волокна вызывает повышенный интерес к нему с точки зрения изготовления из него плательных тканей, для которых гигиеничность является важнейшим потребительским свойством. Вискозные ткани по внешнему виду напоминают шелковые, несколько уступая им в блеске и тонкости полотна, они легкие и недорогие. Оформляются рисунками различного характера как по тематике, так и графически. Обычно ткани решаются в ярких, чистых, сочных, насыщенных тонах. Механическая печать на машинах с сетчатыми шаблонами позволяет воспроизводить на тканях очень изящные рисунки с ювелироной разработкой фона.

     На  основании выше написанного данный проект ориентируется на выпуск следующего ассортимента тканей из целлюлозных волокон и их смесей с синтетическими:

     Хлопко-полиэфирной «Фортуна»;

     Хлопко-полиэфирной  «Карат»;

     Хлопко-полиэфирной  «Рубин»;

     Вискозно-полиэфирной «Панацея» 

      Ниже  приведены технические характеристик  тканей, выбранного ассортимента (см. табл. 1.1) 

Таблица 1.1

                                              Техническая характеристика тканей

2. Аналитический обзор научно-технической литературы  и      выбор технологических процессов

    При выборе технологических процессов  в данном  проекте принимается  во внимание то, что совершенствование  существующих и создание новых  технологических  процессов и оборудования направлено на решение следующих задач:

• удовлетворение потребностей населения в изделиях текстильной промышленности, обладающих высокими потребительскими свойствами;
• значительное повышение производительности труда;
• сокращение расхода энергетических и материальных ресурсов;
• исключение возможности загрязнения окружающей среды отходами производства;
• комплексная автоматизация и механизация технологических процессов.

            Подготовка текстильных материалов  из природных целлюлозных   волокон включает комплекс операций, часть из которых носит характер  чисто механического или физического воздействия на материал, но большинство операций основано на химическом и физико-химическом воздействии на волокно.  К механическим операциям относятся опаливание и стрижка; к физико-химическим и химическим – расшлихтовка, отварка, отбелка и мерсеризация.  

    Для выбранных тканей предусматривается  следующая последовательность технологических обработок.

    Первой  операцией для всех тканей является опаливание.

    Опаливание  необходимо для удаления с поверхности  ткани выступающих волоконец. Не опаленная окрашенная  ткань имеет белесоватую окраску, причиной которой является рассеяние света от окрашенных выступающих волоконец. Для тканей из смеси  целлюлозных и полиэфирных волокон эта операция способствует также предупреждению пиллинга.

    В настоящее время доминируют непрерывные  способы обработки, в том числе  и подготовки. Современные способы  подготовки тканей предусматривают совмещение процессов расшлихтовки и щелочной отварки в одну стадию, различных текстильно-вспомогательных веществ.

    Для хлопкополиэфирной  ткани «Фортуна» и вискозополиэфирной ткани «Панацея» с преимущественным вложением полиэфира применяется энзимная расшлихтовка с последующим вылеживанием ткани на станции.Для тканей «Карат» и «Рубин» с преобладанием хлопка в массовом соотношении, предусматривается проведение процесса отварки, и совмещение процесса беления и окислительной расшлихтовки.

    Как самостоятельная операция расшлихтовка сохраняет свое значение и продолжает совершенствоваться при подготовке тканей поверхностной плотности  более 200 г/м² с высокой степенью засоренности, а также для тканей из смеси хлопка и химических волокон, из технологических режимов которых исключена щелочная отварка.

    Центральная операция процесса подготовки текстильных  материалов – отварка тканей, в  результате которой, из ткани удаляется  большая часть примесей. Воска эмульгируются, протеины расщепляются, гидролизуются и растворяются пектины и крахмал шлихты.

    Для окончательного удаления и обесцвечивания природных примесей и красящих веществ, ткань подвергают собственно белению. Для беления чаще всего используют окислители – пероксид водорода и его производные (пероксигидрат мочевины, персульфат натрия, перкарбонат натрия, органические гидроперекиси), хлорсодержащие окислители (хлорит натрия, гипохлориты, производные дихлоризоциануровой кислоты). В настоящее время гипохлоритное отбеливание утратило свое значение из-за сложности приготовления белящих растворов гипохлорита, их нестабильности, а также опасности повреждения волокна в условиях отбеливания. Беление хлоритом натрия не используется из-за опасности для окружающей среды и коррозии оборудования.

    Еще одной важной операцией беления  является мерсеризация –процесс воздействия  на волокно концентрированного раствора едкого натра при одновременном натяжении текстильного материала. В результате мерсеризации материал приобретает блеск, шелковистоть, прочность, адсорбционную способность. Мерсеризацию в данном проекте проводим после процесса подготовки для тканей «Карат» и «Рубин»

    Особенностью  вискозных тканей, которую необходимо учитывать при отделке, является их пониженная по сравнению с хлопком  устойчивость к действию щелочных и  перекисных растворов. К тому же искусственные  волокна содержат небольшое количество примесей и ткани, изготовленные из них, не требуют проведения операции по разрушению и удалению естественных нецеллюлозных примесей.

    Важной  особенностью хлопкополиэфирных волокон  является проведение термостабилизации (термофиксация). При формовании комплексных синтетических нитей последние, выходя из фильер прядильной машины вытягиваются, причем неравномерному, нити подвергаются и при последующих текстильных обработках. В результате неравномерных растяжек в волокнах возникают скрытые внутренние напряжения и нить приобретает способность к образованию необратимых деформаций при последующих влажно-тепловых обработках.

    Основное  назначение данного процесса является стабилизация линейных размеров, предотвратить возможность усадки, а также образования складок и засечек, заломов и других дефектов, как при последующих обработках, так и при эксплуатации в бытовых условиях. В данном проекте хлопкополиэфирную ткань стабилизируем после отварки и беления. Это обусловлено тем, что при термостабилизации суровой ткани возможна фиксация примесей, которая затрудняет процесс их удаления.

    Процесс термостабилизации состоит из двух последовательно проводимых операций:

    тепловой  обработки: в результате поперечные связи между макромолекулами ослабевают и они получают относительную подвижность, что приводит к выравниванию внутренних напряжений;

    быстрого  охлаждения ткани в натянутом состоянии: приводит к фиксации нового, более компактного взаиморасположения макромолекул в элементарном волокне.

    Заключительным  этапом в процессе подготовки является стрижка, которая служит для очистки поверхности ткани от выступающих кончиков волокон, нитей, узелков, петель. 

1.3. Выбор, обоснование  и характеристика  оборудования.

   При выборе оборудования руководствуемся  следующими факторами: высокой технологичностью и производительностью оборудования; оснащённостью оборудования средствами автоматизации, контроля и регулирования технологических процессов; необходимостью применения в оборудовании устройств для повторного использования воды, тепла, химических материалов, что приводит к повышению эффективности технологических процессов.

   В настоящее время на рынке представлен  широкий выбор оборудования как  импортного, так и отечественного производства. Оборудование отечественного производства отличается более низкой ценой и простотой в ремонте и на нём выпускается ткань не худшего качества, чем на оборудовании импортного производства.

   Наибольшее  распространение получили газоопаливающие  машины, позволяющие опаливать ткань с двух сторон, обеспечивающие сжигание ворсинок на поверхности и в толще ткани, имеющие высокие скорости движения ткани, высокий коэффициент автоматизации и КПВ не ниже 0,95. Газоопаливающие машины работают как индивидуально, так и в составе линий, обеспечивающих опаливание, пропитку технологическим раствором и накатывание в рулон для выдержки его на холоду. В настоящее время на предприятиях России успешно эксплуатируются линии следующих фирм: «Остхофф-Зенге» (Германия), «Вакаяма» (Япония), «Интес» (Италия),  «Кюстерс» (Германия), отечественные газоопаливающие машины марки МТО.

   Машины  фирмы «Вакаяма» (Япония) и фирмы  «Кюстерс» (Германия)

универсальны, пригодны для опаливания тканей из любых видов волокон и их смесей, отвечают всем требованиям взрыво - и пожаробезопасности. Наличие в немецкой машине сложного роликого компенсатора значительно увеличивает габаритные размеры оборудования, однако эта модификация обеспечивает малое натяжение ткани и хорошую сохранность структуры ткани, а также имеет высокий коэффициент автоматизации (все параметры задаются через компьютер).

   Линия фирмы «Кюстерс» (Германия) даёт возможность не только опаливать ткань, но и осуществлять пропитку технологическим раствором и накатку пропитанной ткани в ролик для выдерживания ее на холоду на станции вылеживания рулонов ткани. Поэтому для данных тканей выбираем газоопальную машину фирмы «Кюстерс» (Германия), так как она соответствует всем необходимым требованиям для выбранных процессов подготовки, то есть позволяет проводить операцию опаливания и пропитку ферментативным раствором  для расшлихтовки ткани.

   Состав газоопальной машины «Кюстерс» (Германия): заправочное устройство, щетко-пухоочистительная камера, камера опаливания, искрогасительная камера, ванна пропиточная с отжимным устройством, выборочное устройство роликового типа.

   Характеристика  линии фирмы «Кюстерс» представлена в таблице 1.2. 
 
 
 
 
 
 
 

   Таблица 1.2.

   Техническая характеристика  линии фирмы «Кюстерс»

   Способы подготовки тканей врасправку получили широкое распространение во всем мире. Этому способствовало создание новых прогрессивных технологий и качественное изготовление оборудования, отличающегося более высокой производительностью и меньшими габаритами. Большинство иностранных машиностроительных фирм использует модульный принцип построения линий. Создаются базовые машины (модули) для пропитки и промывки, запаривания и сушки, что позволяет на их основе комплектовать любые линии.

   Для тканей «Фортуна» и «Панацея» выбираем  линию беления фирмы «Кюстерс» (Германия), так как она соответствует всем необходимым требованиям для данного процесса подготовки. В состав линии входят следующие машины и устройства: раскатное устройство; промывная роликовая ванна закрытого типа; промывная ванна башенного типа; ширильная машина для расправки, ширения и снятия внутренних напряжений; устройство «Флекснип»; запарная машина с роликовым конвейером; компактная промывная ванна; промывные ванны; двухвальное промывное устройство; накатное устройство.

      Техническая характеристика линии  представлена в таблице 1.3

   Таблица 1.3.

   Техническая характеристика линии «Кюстерс»

     Отличительной и важной особенностью  этой линии является наличие в ней устройства «Флекснип». Данное устройство предназначено для нанесения на мокрое полотно высококонцентрированных растворов. Такой метод пропитки позволяет сократить расход химикатов на 10% и обеспечить минимальное повреждение волокна. Ткань после промывки проходит высокопроизводительное отжимное устройство и выходит с остаточной влажностью 60-70%. После этого происходит дополнительное внесение раствора на ткань в клинообразном корыте устройства «Флекснип», причем без обмена раствора ванны. В силу предельно незначительного объема раствора (12 л) и быстрому, постоянному его возобновлению (в пределах долей секунды), при прохождении горячей ткани, (поступающей с промывки), температура раствора в устройстве не изменяется. Не наблюдается и снижения стабильности отбеливающего раствора. На ткань дополнительно наносится около 80 % раствора, причем без смешения и опасения реакции обмена обеих жидкостей, т.е. происходит чисто наложение раствора на обе стороны влажной ткани.

   Для дополнительного (аддитивного) внесения раствора требуется добавка раствора, с концентрацией в 1,5 раза выше, чем при обычном способе пропитки. Колебания концентрации раствора на ткани исключаются, т.к. в этот момент никакого обмена раствора не происходит. Затем ткань поступает в запарную камеру с общим количеством раствора (60 ÷ 70) %  +80% = (140 ÷ 150) %. Благодаря большому количеству влаги в ткани, реакции в запарной машине улучшаются, достигается лучший вид и качество ткани.

   Опыт  внедрения одноступенчатого метода подготовки тканей на линии фирмы «Кюстерс» с установкой устройства «Флекснип» подтвердил преимущества такого способа, а именно:

             - мягкий одностадийный способ с исключением операции щелочной отварки и благодаря этому весьма незначительное повреждение волокна;

   - равномерная, аддитивная выборка  раствора без обмена ванны,  благодаря чему обеспечивается постоянная концентрация химикатов в растворе;

   - равномерный эффект отбеливания;

   - хорошая воспроизводимость результатов;

   - меньшее образование отложений  на роликах в запарной машине;

               - равномерное распределение отбеливающего раствора;

               - способ более благоприятный для окружающей среды, т.к. используется меньшее количество щелочи (по сравнению с обычной отваркой) и намного уменьшается количество остатка раствора, спускаемого из ванны (обычная ванна вмещает 500-600 л, а установка «Флекснип» 8-10 л), метод является экономичным (требует меньшее количество машин, снижен расход энергии, более простое обслуживание).