Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Трикотажные


Технологии/Трикотажные/Проблемы производства технического интегрированного трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах

Проблемы производства технического интегрированного трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах

20 декабря 2008
Технический текстиль №17, 2008

Галавская Людмила Евгеньевна

В настоящее время производство технического текстиля является бизнес-сферой, в которой есть возможность постоянного наращивания объемов благодаря расширению ассортимента выпускаемой продукции. В частности, трикотаж, обладая целым рядом отличительных от других текстильных материалов ценных свойств, находит свое применение в самых различных технических целях. При этом наблюдается тенденция изыскания новых возможностей применения вязального оборудования в сфере производства технического трикотажа. 

Особое внимание уделяется изучению возможности переработки новых нетрадиционных видов сырья на вязальном оборудовании, так как именно с их появлением стало возможным производство многих видов технического трикотажа. На наш взгляд, производство технического трикотажа является новым витком в успешном развитии не только трикотажной отрасли, но и трикотажного машиностроения. И это радует.

Сегодня приоритетной тенденцией во всем мире стало создание полифункциональных текстильных материалов определенного целевого назначения с широкой гаммой заданных функциональных прогнозируемых свойств. Известны способы придания полифункциональности текстильным материалам путем смешивания волокон с разными свойствами в одном текстильном материале, модификации волокон и модификации поверхности текстильного материала 1.

Наиболее используемыми способами получения полифункциональных многослойных текстильных материалов (рис.1) является процесс ткачества (ткани), процесс вязания (трикотажные полотна) и соединение готовых текстильных полотен в многослойную структуру различными способами 2.

Анализ данных способов с точки зрения преимуществ и недостатков позволил сделать вывод о том, что наиболее приемлемым является способ получения многослойных текстильных материалов в процессе вязания. К преимуществам данного способа можно отнести:

  • высокую прочность соединений структурных элементов между собой;
  • возможность варьирования толщины полотен и свойств трикотажа в целом и отдельных его частей;
  • возможность получения полотен с количеством слоев от 2 до 7 3.

Переход к вязанию сложных многослойных петельных структур предоставляет принципиальную возможность варьировать технические свойства текстильных материалов специального назначения.

Для характеристики полифункционального трикотажа мы использовали термин «интегрированный». Этот термин широко употребляется в отечественной и зарубежной научной и технической литературе.

Интегрированный трикотаж представляет собой систему, сформированную минимально из двух слоев нитей, взаимно соединенных в процессе вязания, с целью получения повышенного эффекта с точки зрения одежно-физиологических свойств и достижения более высоких потребительских качеств. Такой трикотаж при соответствующем подборе сырья для его слоев имеет широкие возможности не только в изготовлении функциональной спецодежды для различных сфер профессиональной жизнедеятельности человека, но и в медицине, обувной промышленности, автомобиле- и самолетостроении.

Главной характеристикой интегрированного трикотажа является то, что на изнаночной стороне, которая непосредственно контактирует с телом человека, находится гидрофобный, гигиенический так называемый «диффузный» слой, который содержит полипропиленовые волокна или другие синтетические гидрофобные волокна. На лицевой стороне находится гидрофильный так называемый абсорбционный слой, который состоит из натуральных или химических гидрофильных волокон (рис.2).

Одежда, созданная на основе интегрированного трикотажа обеспечивает поглощение влаги, выделенной телом человека и ее передачу во внешний слой. В результате этого тело человека остается сухим, а трикотаж не прилипает к телу.

В этой связи следует также обратить внимание на использование в производстве гидрофобного слоя интегрированного трикотажа нитей на основе ультратонких полипропиленовых волокон, которые показывают лучшие результаты с точки зрения влагопередачи и уменьшения теплопроводности. Теплоизоляционные свойства этого волокна намного выше, чем у хлопка, что позволяет улучшить свойства текстильного материала с точки зрения тактильных ощущений. Исследования показывают, что по тактильным ощущениям (теплый при прикосновении) полипропилен является наиболее приемлемым видом сырья для изготовления изнаночного слоя интегрированного трикотажа. Однако, на  практике, возникает целый ряд проблем при переработке ультратонких полипропиленовых нитей  на кругловязальном оборудовании.

Для изготовления интегрированного кулирного трикотажа могут быть использованы следующие виды переплетений (рис.3), петельная структура которых состоит из двух видов сырья: гладкое одинарное платированное, плюшевое, футерованное, двойное прессовое переплетение фанг, а также различные двухслойные.

Анализ петельной структуры указанных видов кулирных переплетений показал следующее. Недостатком трикотажа, произведенного гладким платированным переплетением, является смешивание слоев нитей в точках контакта игольных и платинных дуг петель  (рис.4). Кроме того, с изнаночной стороны грунтовая нить не полностью перекрывает платировочную и при этом в игольных дугах петель располагается под ней, а в платинных - над ней. Поэтому изнаночная сторона выглядит смешанной.

В трикотаже футерованных переплетений (рис.5), как известно, футерная нить, которая образует гидрофобный изнаночный слой полотна, в местах перехода из наброска в платинную дугу выходит на лицевую сторону трикотажа, пересекая при этом платинные дуги петель лицевого слоя. Кроме того, наброски из футерной нити располагаются поверх игольных дуг петель грунта, что приводит к смешиванию волокнистых слоев - это вообще неприемлемо для производства интегрированного трикотажа.

Наблюдается смешивание слоев и в трикотаже плюшевых переплетений (рис.6). Как и в трикотаже платированных переплетений остовы петель состоят из двух нитей, наложенных одна на другую. При этом в точках контакта игольных и платинных дуг, если рассматривать сечение трикотажа вдоль петельного ряда, происходит следующее чередование нитей: грунтовая - плюшевая - грунтовая - плюшевая.  Такое частичное смешивание слоев нитей различного волокнистого состава в структуре полотна будет препятствовать эффективному выполнению процесса транспорта влаги от внутреннего изнаночного слоя к внешнему лицевому.

Недостаток двойного прессового переплетения фанг (рис.7) с точки зрения применения его для изготовления интегрированного трикотажа состоит в том, что соединительные элементы слоев трикотажа поочередно (ряд за рядом) образуются из нитей то одного, то другого слоя, что также повлияет на эффективность влагопередачи от гидрофобного к гидрофильному слою.

Таким образом, наиболее подходящим способом образования интегрированного трикотажа, на наш взгляд, является  дублирование одинарных трикотажных полотен  в процессе их вязания,  в  результате   чего  получается   двухслойный трикотаж. Классификация и  технология производства  двухслойного трикотажа разработана  Поспеловым Е.П. в 1980-х годах 3. Однако этот уникальный по своим свойствам трикотаж обратил на себя внимание лишь в начале XXI века. Сегодня многослойные трикотажные полотна стали новым поколением текстиля,  их применяют в производстве спортивной обуви, одежды для активных видов спорта, фильтров для жидкостей, повязок, которые заменяют гипс  и др.

Особенностью структурообразования является то, что при роспуске одного слоя второй слой остается без изменений. Иными словами, каждый слой представляет собой отдельное кулирное либо основовязаное полотно. Слои могут быть соединены различными способами с помощью основных или дополнительных нитей.

Анализ технологических возможностей вязального оборудования различных типов показал, что в основном для изготовления технического трикотажа с возможностью применения нетрадиционных видов сырья используется однофонтурное кругловязальное, двухфонтурное плосковязальное, а также одно- и двухфонтурное основовязальное оборудование. Однако с учетом того, что изготовление двухслойного трикотажа предполагает наличие двух фонтур, в изготовлении двухслойного технического трикотажа могут быть использованы лишь двухфонтурные плоско- и кругловязальные машины, а также двухфонтурные основовязальные машины.

В результате теоретического анализа особенностей производства технического двухслойного трикотажа на указанных выше типах оборудования, нам удалось выяснить причины проблем, возникающих в процессе вязания двухслойного технического трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах.

Известна практика получения двухслойного кулирного технического трикотажа на двухфонтурном плосковязальном оборудовании фирмы Stoll 4. В настоящее время фирма предлагает плосковязальное оборудование с совершенно новой технологией производства широкого ассортимента технического трикотажа. При этом на данном оборудовании возможна переработка самых разнообразных нетрадиционных для трикотажной отрасли видов сырья, таких как: стеклянные, углеродные, металлические, термопластические нити и др.

Секрет такого успеха, на наш взгляд, кроется в конструкции вязального механизма данного типа вязального оборудования. В отличие от двухфонтурных кругловязальных машин, на плосковязальных автоматах фонтуры идентичны и расположены под одинаковым углом к горизонтальной плоскости. Кроме того, в процессе вязания принимают участие платины, что является немаловажным фактором с точки зрения вязания на отдельной группе игл и возможности переработки нетрадиционных видов сырья, обладающих значительной степенью жесткости.

Важным фактором также с точки зрения переработки нетрадиционных видов сырья является наличие механизма принудительной нитеподачи (нитенакопители) с возможностью контроля натяжения и скорости потребления нити, поступающей в зону вязания. Однако вязальное оборудование фирмы  Stoll  выпускается низких и средних классов, хотя и наблюдается тенденция к повышению класса. Производство технического интегрированного трикотажа в ряде случаев с точки зрения требований, предъявляемых к его свойствам (более тонкий и мягкий гриф), требует использования оборудования более высоких классов.

Лидером по выработке двухслойного основовязаного трикотажа являются двухфонтурные основовязальные машины фирмы  Karl Maer  (Германия) 5. В этой фирме с конца 2002 года налажено серийное производство двухфонтурных основовязальных рашель-машин высокого  класса для выработки многослойных полотен значительной толщины (до 60 мм).

Особенность процесса вязания на двухфонтурных основовязальных машинах состоит в том, что петли образуются последовательно на каждой игольнице. Кроме того, при основовязальном способе петлеобразования создаются более благоприятные условия для выполнения операции сбрасывания: во время опускания игл отрезок нити, который идет к ушковине,  будет уже изогнут в головке иглы.

Все эти факторы способствуют переработке нетрадиционных видов сырья, обладающих значительной степенью жесткости. Однако следует отметить, что в силу отличия в структурообразовании кулирного и основовязаного двухслойного трикотажа, последний не всегда может быть использован для изготовления функциональной одежды из-за несоответствия его физико-механических свойств.

Таким образом, в ряде случаев отсутствует альтернатива двухслойному техническому трикотажу, полученному на двухфонтурных кругловязальных машинах.

Как показывает практика, вязание двухслойного кулирного трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах, даже в случае использования традиционных видов сырья, связано с целым рядом проблем, решение которых  возможно лишь благодаря установке дополнительных приспособлений в зоне вязания. Кроме того, производство технического трикотажа зачастую требует использования нетрадиционных видов сырья, переработка которого на данном типе вязального оборудования в свою очередь также приводит к нарушению процесса петлеобразования.

На наш взгляд, проблемы изготовления двухслойного трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах, прежде всего, связаны с конструктивными особенностями вязального механизма:

  • расположением игольниц: одна игольница вертикальная, вторая - горизонтальная;
  • различным расположением игл цилиндра и диска, образующих слои трикотажа,  что влияет на нормализацию процесса вязания даже в случае использования традиционных видов сырья;
  • исключением платин из операций процесса петлеобразования.

В случае необходимости увеличения расстояния между слоями за счет увеличения длины соединительных элементов из основных нитей, а также в случае соединения слоев в процессе вязания дополнительными нитями происходит нарушение процесса петлеобразования. Именно платины на двухфонтурных плосковязальных машинах фирмы Stoll обеспечивают:

  • удержание соединительных элементов от подъема вместе с иглами при выполнении операции заключения;
  • надежное изгибание нитей повышенной жесткости в процессе кулирования;
  • оттяжку соединительных элементов, сосредоточенную на платинных дугах.

Возможно, в будущем будет создана новая серия двухфонтурных кругловязальных машин, на которой в процессе петлеобразования будут принимать участие платины. При основовязальном же способе петлеобразования, как отмечалось ранее, нить вообще до момента сбрасывания уже изогнута и находится под натяжением.

Таким образом, модернизация двухфонтурного кругловязального оборудования должна базироваться на основе выявленных особенностей процесса изготовления на нем технического трикотажа. Решение такого рода задач трудно представить без проведения большого объема экспериментальных исследований.

В настоящее время экспериментальным путем исследованы особенности процесса вязания технического двухслойного кулирного трикотажа на двухфонтурных кругловязальных машинах среднего и высокого классов. В процессе вязания мы использовали как традиционные, так и нетрадиционные виды сырья.

В частности, в качестве дополнительной соединительной нити слоёв трикотажа использовалась капроновая мононить (типа «рыболовецкой лески») повышенной жесткости диаметром 0,15 мм, стеклонить линейной плотностью 18 текс х 2, а также стальная металлическая мононить диаметрами 0,031 и 0,093 мм для образования одного из слоев трикотажа. Образцы двухслойного трикотажа вырабатывались с прессовым способом соединения слоёв как основной, так и дополнительной нитью (Рис.8).

В ходе проведенных теоретических и экспериментальных исследований выявлен целый ряд факторов, которые влияют на нормализацию процесса вязания данного вида трикотажа, и предложены пути совершенствования вязального оборудования.

Каковы же первопричины проблем, возникающих при производстве технического трикотажа на данном типе оборудования? Одной из причин, которая сразу же бросается в глаза и требует решения, является особенность направления усилия оттяжки. В двухфонтурных кругловязальных машинах усилие оттяжки вырабатываемого полотна направлено под острым углом к вертикали (рис.9), в результате чего старые петли, расположенные под крючками игл диска оттягиваются со значительно большей силой, чем петли, расположенные под крючками игл цилиндра 6.

На плосковязальном оборудовании усилие оттяжки равнонаправленное по отношению к иглам обеих игольниц. Такое неравенство приводит к образованию неодинаковой длины нити в петлях, образованных на иглах цилиндра и диска. И это немаловажный аспект особенно при выработке двухслойного трикотажа.

Для устранения указанного недостатка производители вязального оборудования должны предусмотреть установку внутри цилиндра машины, вблизи зоны петлеобразования направляющее кольцо, которое будет обеспечивать оттяжку старых петель под углом 45о. Такого же эффекта можно достичь в случае уменьшения глубины кулирования на иглах диска в сравнении с иглами цилиндра. Однако такая регулировка - более трудоемкая и требует изготовления партии пробных образцов.

В случае соединения слоев основной нитью при установлении минимально возможной глубины кулирования для игл, образующих соединительные элементы, удавалось выработать образцы без нарушения процесса петлеобразования.

При использовании прессового способа соединения дополнительными нитями нормализация процесса петлеобразования достигается лишь при установлении пруткового механизма в промежутке между фонтурами в зоне после образования соединительных набросков и до момента выполнения операции заключения в системе образования слоя трикотажа.

Необходимость установления пруткового механизма объясняется недостаточным усилием оттяжки (рис.10), поскольку соединительные элементы образованны из дополнительной нити и ещё не связаны с полотном, а на вязальном оборудовании обеспечивается только общая оттяжка за счёт действия механизма оттяжки зажимного типа.

Экспериментальным путем установлено, что немаловажную роль играет и последовательность образования слоев. При установлении пруткового механизма в случае, когда после системы, в которой образуются соединительные наброски, процесс петлеобразования осуществляется на иглах цилиндра, старые петли при подъеме игл цилиндра выталкивают прутковый механизм, в результате чего происходит нарушение процесса петлеобразования и поломка крючков игл диска. Данное нарушение процесса петлеобразования характерно при использовании не только нетрадиционных, но и традиционных видов сырья.

При образовании же первым слоя на иглах диска, процесс петлеобразования протекает без осложнений. Это также объясняется неравномерностью расположения усилия оттяжки. Поскольку усилие оттяжки петель игл диска значительно больше, то при выдвижении от центра петли игл диска, поворачиваясь на приведенный угол трения, не перемещаются вместе с иглами и тем самым не оказывают значительного давления на пруток. Кроме того, даже в случае незначительного выталкивания пруток не располагается на линии движения игл.

Таким образом, исходя из вышеизложенных результатов теоретических и экспериментальных исследований, весь спектр проблем может быть решен на уровне разработчиков двухфонтурного кругловязального оборудования.

Усовершенствование данного оборудования ведется в направлении увеличения модуля машины (т.е. увеличения количества систем при одном и том же диаметре оборудования), расширения технологических возможностей, автоматизации и повышения производительности, а также повышения надежности его работы путем создания антиударных игл и безударных клиньев.

В связи с возросшим спросом на технический трикотаж, ведущим производителям двухфонтурного кругловязального оборудования необходимо обратить внимание на его модернизацию для производства технического двухслойного трикотажа с использованием как традиционных, так и нетрадиционных видов сырья. Ее проведение позволит вырабатывать на оборудовании данного типа двухслойный и даже многослойный кулирный трикотаж значительной толщины.

ПРИМЕЧАНИЯ

Литература

1     Ковтун С.И. Разработка и исследование текстильных композиционных материалов для изделий медицинского назначения: Дисс. ...канд. техн. наук: 05.02.01. - К., 2007. - 218 с.

2 Труевцев Н.И. и др. Технология и оборудование текстильного производства. - М: Легкая индустрия, 1975. - 640 с.

3 Поспелов Е.П. Двухслойный трикотаж. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 154 с.

4     Агапов В.А. Многослойный трикотаж // Текстиль бытовой, технический, специальный. - 2003. - №4.

5     Агапов В.А., Макаренко С.В. Технический трикотаж с плосковязальных автоматов // Текстиль. - 2003. - № 3.

6 Гарбарук В.К. Проектирование трикотажных машин. - Л.: Машиностроение, 1980. - 472 с.

 

Журнальный варинат доклада, зачитанного на 44 конгрессе Международной трикотажной федерации

СПРАВКА

Abstract

The integrated (multilayer) weft knitting fabric with specifically prediction properties is one of technical knitwear manufacturing directions. Such knitting fabric at proper selection of raw material for its layers has large opportunities in sphere of clothing with thermo- and cooling effects manufacturing. The analysis of weft knitting fabric structures, and the scientific and technical, patent literature has shown, that the most acceptable to its manufacturing is the structure of two-layer knitting fabric. Knitting of two-layer textile on circular rib machines, even in case of traditional raw materials using, is characterized by lot of problems. The decision of such problems is difficult without carrying out of great volume of experimental researches. During carried out theoretical and experimental researches it is revealed a lot of factors which influence on normalization of knitting process of this kind of knitting. In this paper the ways of the knitting equipment modernization are offered.

According to the new tendencies of wide fields of technical knitting fabrics application, leading manufacturers of circular rib machines must to pay attention and investigation to the decision of the equipment modernization for needs of technical knitting fabric with using of different kinds of raw material.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ