ПРОИЗВОДСТВО ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

 

Химические волокна – это волокна, созданные искусственным путем с помощью физико-химических процессов. Химические волокна подразделяются на две большие группы: синтетические волокна и искусственные волокна. Искусственные волокна вырабатывают из древесной, хлопковой целлюлозы. К ним относят вискозное волокно, ацетатное волокно, штапельное волокно. Синтетические волокна производят из расплавов полимеров, таких как полиамид, полиэфир, полиолефина. К синтетическим волокнам относят: капрон, лавсан, нитрон, хлорин, винол.

К устоявшемуся понятию химические волокна следует относиться с пониманием того, что волокна в данном случае являются заключительным продуктом получения химических нитей. А нити на специальном оборудовании рубятся на отрезки, превращаясь в волокна наподобие волокон хлопковых, льняных, шерстяных и др. Полученные химические волокна обычно используются в смесях с натуральными при производстве текстильных изделий.

В данном разделе мы будем говорить о производстве химических нитей и задачах автоматизации этого производства.

Химические целлюлозные нити обычно получаются формованием «мокрым» способом. Раствор целлюлозы дозирующим насосом продавливается через фильеру (пластину с большим количеством отверстий очень малого диаметра) и попадает в так называемую осадительную ванну, где под действием растворенных химикатов происходит затвердевание струек, превращающихся в «комплексные» нити, состоящие из множества «мононитей». На выходе из ванны полученный продукт наматывается на бобины. Средства автоматизации должны обеспечить необходимую производительность дозирующего насоса, определяемую скоростью вращения его электропривода, стабилизировать уровень осадительной ванны, поскольку ее раствор постоянно уносится сформованными нитями, управлять скоростью наматывания комплексной нити на бобины, обеспечивать смену бобины при наработке полного съема.

Синтетические нити, как правило, получают из расплава соответствующего полимера. Гранулы полимера подаются в плавильную головку с электронагревом, откуда расплав дозирующим насосом направляется в фильерный комплект (фильера предваряется фильтром, предотвращающим попадание к фильере не полностью расплавленных частиц полимера). Образовавшиеся струйки расплава попадают в сопроводительную шахту, где поток подогретого воздуха обеспечивает превращение струек в затвердевшие комплексные нити. Они поступают в приемно-намоточный механизм, формирующий бобины.

Еще одним способом формования синтетических нитей является использование экструдера – своеобразной «мясорубки» с нагревом. В приемное устройство подается гранулят, который шнеком перемещается вдоль нагретого до определенной температуры экструдера. Полимер плавится и поступает в головку экструдера, где размещен фильерный комплект. Дальнейшие операции аналогичны описанным выше.

Важной процедурой дальнейшей обработки полученной комплексной синтетической нити является термовытягивание (вытягивание при определенной температуре нити). При этой операции происходит ориентация макромолекул полимера вдоль нитей, что существенно повышает их физико-механические свойства (в частности, прочность). Вытягивание производится парой вытяжных цилиндров (нить охватывает их определенным числом витков), из которых принимающий вращается быстрее подающего. Нагрев нити происходит либо на электрообогреваемом подающем цилиндре, либо на так называемом термопластификаторе (утюжке), расположенном между цилиндрами.

Круг задач, требующих автоматизации производства синтетических нитей, весьма широк. Прежде всего, есть множество узлов, требующих точного регулирования температуры (плавильная головка, экструдер, сопроводительная шахта и др.). Необходимо поддерживать уровень гранулята в приемном устройстве формовочного агрегата, управлять производительностью дозирующего насоса, стабилизировать давление расплава в головке экструдера, управляя оборотами электропривода, вращающего шнек, регулировать расход воздуха в сопроводительной шахте и скорость работы приемно-намоточного механизма. Требуется точно выдерживать соотношение скоростей вытяжных цилиндров. Уже этого перечня достаточно для характеристики потребности в автоматизации производства химических нитей. Операция превращения их в волокна оказывается намного более простой.

 

ТРИКОТАЖНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

 

Оно выпускает изделия, состоящие из петель, образованных из одной или множества нитей, переплетенных между собой в продольном и поперечном направлении. Трикотажные машины подразделяются на две основные группы: кругловязальные (выпускающие трубчатое полотно) и плосковязальные (для изготовления обычного полотна). Есть и специальные машины, выпускающие чулки, носки, перчатки, шарфы и другие изделия.

Вязание осуществляется путем взаимодействия игл (крючков) с так называемыми платинами и нитеводителями, в результате чего происходит образование того или иного переплетения нитей. Для получения необходимого характера переплетения нитей (типа вязки) требуется обеспечить определенную программу отбора игл, выполняющих процесс вязки. Раньше это программа реализовывалась определенным образом расположенными толкателями, поэтому смена рисунка вязки была весьма обременительной. В настоящее время средствами автоматизации реализуется компьютерное управление независимым электромеханическим отбором игл, что позволяет программным способом обеспечивать необходимый вариант вязки.

Трикотажное полотно может подвергаться крашению теми же способами, как и ткань. Рисунчатый трикотаж получается не печатанием, а многоцветной вязкой.

Существуют полуавтоматы для формования, крашения и сушки чулочно-носочных изделий.

 

ШВЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

 

Онозанимается изготовлением изделий из тканей или полотен трикотажа. Основными переходами являются раскрой материала, непосредственно швейные операции и влажно-тепловая обработка изделий.

На раскройном переходе важными задачами автоматизации производства является получение настила материала для последующего его раскроя дисковыми или ленточными ножами и оптимальная раскладка лекал, обеспечивающая минимизацию отходов материала. В настоящее время существуют компьютерные программы, решающие задачу оптимальной раскладки лекал. Решаются задачи и масштабирования лекал для получения деталей одежды разного размера.

Автоматизация швейных машин решает следующие задачи: останов иглы в заданном верхнем или нижнем положении, подъем лапки, останов машины при обрыве нити, пришивание пуговиц, прорезку и обметывание петель, вышивку многоцветных рисунков и др.

Влажно-тепловая обработка изделий выполняется утюгами, гладильными прессами, паровыми манекенами. При этих операциях необходимо регулировать температуру объектов, давление пара, усилие прижима гладильных прессов.

КОЖЕВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

 

Оно обеспечивает получение натуральных кож. Основными технологическими процессами обувного производства являются: отмока, сгонка шерсти, двоение, преддубильные и дубильные процессы, сушка, покрывное крашение и прессование.

Наибольшие потребности в автоматизации возникают при реализации преддубильных и дубильных процессов, сушки, покрывного крашения и прессования кож.

В первых двух необходимо обеспечить приготовление и дозирование растворов агрессивных химикатов, выдерживание временных режимов технологических переходов. Реверсивное вращение барабанов, в которых реализуется обработка кож.

Сушка требует реализации требуемых температурных режимов и расхода горячего воздуха в течение заданного времени.

При покрывном крашении, выполняемом распылением краски в камере над поверхностью кожи, имеющей сложные контуры, необходимо включать распыление только тогда, когда форсунка, совершающая возвратно-поступательное движение поперек движения транспортера с кожами, находится над поверхностью кожи. Это требует использования специальной системы контроля с фоточувствительными датчиками. Кроме того, требуется обеспечить необходимый температурный режим в камере окраски и согласование скорости движения транспортера со скоростью движения красочной форсунки.

Прессование кож, являющееся заключительной операцией их отделки, и осуществляемое на гидравлических прессах с нагреваемой плитой, требует регулирования температуры плиты, давления прессования и выдержки времени прессования. Все это реализуется средствами автоматизации.

 

ОБУВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

 

Оно предполагает изготовление верха и низа обуви, их последующее соединение.

Раскрой деталей обуви обычно выполняется на вырубных прессах, особенно, если речь идет о подошвенном материале. Детали верха, как правило, сшиваются. Крепление верха к низу может быть швейным, клеевым, гвоздевым. И на этих переходах используются устройства, уменьшающие долю ручного труда, хотя эта доля все еще высока. 

Существуют карусельные автоматы заливки низа обуви из полиуретана. На них вручную только надеваются заготовки обуви на специальные формы и снимаются готовые изделия. Заготовки поочередно подаются в рабочее положение, где их нижняя часть охватывается устройством из пуансона и двух полуматриц, создающих объем, в который под определенным давлением при заданной температуре впрыскиваются в нужном объеме компоненты полиуретановой смеси. После этого карусель ставит в рабочее положение очередную заготовку, а обработанная постепенно перемещается к месту съема изделий, при этом материал подошвы полимеризуется, приобретая необходимую прочность и эластичность.

На этом обзор технологических процессов текстильной и легкой промышленности можно закончить. Следует только добавить, что в задачи автоматизации производств входит непременный учет расхода энергоресурсов: электричества, пара, сжатого воздуха, горячей воды, поскольку все это стоит денег.