Проведение исследования процесса нанесения порошков дисперсных красителей на полиэфирные швейные нитки в псевдоожиженном слое. Изучение процесса фиксации нерастворимых веществ в виде порошка и разработка оптимальных режимов закрепления их в волокне.
Аннотация к работе
Поэтому для колорирования текстильных материалов предлагается использовать порошковые способы нанесения красителя, когда вместо раствора красителя или печатной краски применяют порошкообразный, легкосыпучий препарат красителя, а обрабатывающей является газообразная среда. Перспективным развитием данного направления может быть крашение и металлизация швейных ниток в псевдоожиженном слое, так как использование псевдоожиженного слоя позволяет создать условия для равномерного и регулируемого контакта частиц порошка с поверхностью волокон, образующих нить, а наносящие устройства для таких текстильных материалов довольно просты по конструкции. -выявлены закономерности, характеризующие влияние скорости подачи воздуха, высоты насыпного слоя порошка, размера пор пористого элемента на псевдоожиженный слой, полученный из порошков дисперсных красителей и металлических пудр; Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в разработке эффективной технологии крашения и металлизации швейных ниток с использованием псевдоожиженного слоя, реализация, которой позволит:-в условиях отделочного производства получить окрашенные нитки требуемого качества по всем параметрам при значительном снижении себестоимости процесса на 50-60 %; Анализ известных способов порошкового крашения и металлизации швейных ниток позволил сделать вывод, что наиболее перспективным является способ нанесения порошков красителей и металлов на текстильные материалы в псевдоожиженном слое.В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований и полученных на их основе новых технических и технологических решений, разработана технология порошкового крашения и металлизации швейных ниток в псевдоожиженном слое, обеспечивающая выпуск швейных ниток с высокими эксплуатационными качествами, при снижении стоимости, за счет уменьшения энергетических затрат и повышении экологичности отделочного производства. Показано, что к основным направлениям совершенствования технологии порошкового крашения текстильных материалов относятся: снижение до минимума пыление порошков в процессе нанесения их на материал; использование минимального количества воды для промежуточной фиксации порошка красителя на поверхности материала. Установлено, что высота насыпного слоя, скорость прохождения воздуха через слой, а также удельная поверхность ниток в большей или меньшей степени оказывают влияние на количество частиц металлического порошка или красителя наносимых на нить. 5.Предложено критериальное уравнение для анализа и расчета количества порошка красителя или металлической пудры, при нанесении их на швейные нитки в псевдоожиженном слое. 7.Исследовано влияние структурно-объемных свойств нитей и их волокнистого состава на осаждение частиц красителя на поверхности нитей.
Вывод
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований и полученных на их основе новых технических и технологических решений, разработана технология порошкового крашения и металлизации швейных ниток в псевдоожиженном слое, обеспечивающая выпуск швейных ниток с высокими эксплуатационными качествами, при снижении стоимости, за счет уменьшения энергетических затрат и повышении экологичности отделочного производства.
Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему: 1.Проведен анализ теоретических и экспериментальных работ, отражающих современное состояние процессов порошкового крашения и металлизации текстильных материалов в нашей стране и за рубежом. Показано, что к основным направлениям совершенствования технологии порошкового крашения текстильных материалов относятся: снижение до минимума пыление порошков в процессе нанесения их на материал; использование минимального количества воды для промежуточной фиксации порошка красителя на поверхности материала.
2.Установлено, что металлизация текстильных материалов способом окрашивания является наиболее простым из всех способов в технологическом отношении. Однако нанесение металлических порошков на поверхность хлопчатобумажных, шерстяных и других нитей с помощью различных лаков и пленкообразующих веществ не обеспечивает получение металлического блеска на поверхности нити, а образуемая металлизированная пленка характеризуется низкой электропроводностью.
3.Исследовано влияние высоты насыпного слоя порошка и скорости подачи воздуха на свойства псевдоожиженного слоя. Установлено, что высота насыпного слоя, скорость прохождения воздуха через слой, а также удельная поверхность ниток в большей или меньшей степени оказывают влияние на количество частиц металлического порошка или красителя наносимых на нить.
4.Установлено, что скорость подачи воздуха, при которой начинается процесс псевдоожижения, зависит от структуры пористой перегородки. При использовании пористой перегородки с меньшим размером пор, образование псевдоожиженного слоя начинается при большем расходе воздуха.
5.Предложено критериальное уравнение для анализа и расчета количества порошка красителя или металлической пудры, при нанесении их на швейные нитки в псевдоожиженном слое.
6.Разработано устройство для порошкового крашения и металлизации швейных ниток с использованием псевдоожиженного слоя.
7.Исследовано влияние структурно-объемных свойств нитей и их волокнистого состава на осаждение частиц красителя на поверхности нитей. Показано, что количество осажденного красителя зависит не только от удельной поверхности нитей, но и от развитости ее поверхности. Так, на более тонкие полиэфирные нити, наносится красителя несколько меньше чем на хлопколавсановые нитки, характеризующиеся большей удельной поверхностью.
8.Показано, что при скорости подачи воздуха в диапазоне 0,08-0,1 м/с, достигается максимальное осаждение красителей как на чисто полиэфирные, так и на смесовые нитки. При этом с увеличением скорости подачи воздуха, количество частиц красителей, осевших на нить, снижается, что объясняется тем, что при увеличении расхода воздуха уменьшается плотность псевдоожиженного слоя. Получены расчетные уравнения, позволяющие определять массу дисперсных красителей, нанесенных на нить, при прохождении нитью псевдоожиженного слоя.
9.Проведены экспериментальные исследования по изучению факторов, оказывающих влияние на фиксацию дисперсных красителей, нанесенных на полиэфирные волокна в виде порошка. Показано, что с увеличением температуры и времени термообработки количество зафиксированного в волокне красителя увеличивается, достигая практически сто процентной фиксации при температуре сублимации красителя (180ОС) и времени термообработки 180 секунд.
10.Исследована возможность использования бутадиен-стиролного латекса СКС-65ГП и акриловой дисперсии «Акремос 805» в качестве вспененных связующих композиций, обеспечивающих закрепление металлических порошков, нанесенных на поверхность швейных ниток с помощью псевдоожиженного слоя. Установлено, что пены, полученные из композиций содержащих дисперсию полимера «Акремос 805», в отличие от вспененных композиций, на основе латекса СКС - 65ГП, характеризуются более высокой дисперсностью, однородностью и устойчивостью, что позволяет использовать их в качестве связующих веществ для закрепления металлических частиц в процессе металлизации швейных ниток.
11.Установлено, что независимо от вида швейных ниток и типа бронзовой пудры, максимальное количество металлических частиц, закрепившихся на поверхности волокон, наблюдается при скоростях прохождения воздуха через слой от 0,055 м/с до 0,065 м/с. При этом показано, что именно при этих скоростях, средняя зона ожиженного слоя, характеризующаяся наиболее высокой и постоянной концентрацией частиц, занимает большую часть объема этого слоя. Получены расчетные уравнения, позволяющие определять массу металлического порошка, нанесенного на нить, при прохождении нитью псевдоожиженного слоя.
12.Предложены схемы технологических процессов крашения и металлизации швейных ниток в псевдоожиженном слое. Разработаны рекомендации для выбора необходимых режимов технологии металлизации швейных ниток бронзовыми пудрами в псевдоожиженном слое, с использованием разработанного автором устройства.
Публикации, отражающие основное содержание работы
1.Кучма А.Е. Вывод критериального уравнения для анализа и расчета количества порошка красителя, нанесенного на швейные нитки в псевдоожиженном слое. / А.Е. Кучма, В.В. Павутницкий // Швейная промышленность. - 2008. - №1.- С.50-52.
2.Патент № 2003132005/12 РФ. Устройство для крашения хлопчатобумажной пряжи и нити порошковыми красителями в смеси с гидротропными веществами. // Павутницкий В.В., Кормильцина А.Е. - заявлен 31.10.2003. Опубл. 10.11. 2004. Бюл. №31.
3.Патент № 2282691 С1 РФ, МПК D06В 1/02. Устройство для крашения хлопчатобумажной пряжи и нити порошковыми красителями в смеси с гидротропными веществами в псевдоожиженном слое. // Павутницкий В.В., Кучма А.Е. - Опубл. 27.08.2006. Бюл. № 24
4.Кучма А.Е. Фиксация дисперсных красителей, нанесенных на швейные нитки в псевдоожиженном слое. / А.Е. Кучма, С.В. Павутницкая, В.В. Павутницкий // Сб. материалов Международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2008). - Москва: МГТУ имени А.Н. Косыгина.- 2008.- С. 152-153.
5.Кучма А.Е. Вывод критериального уравнения для анализа и расчета количества порошка красителя, нанесенного на текстильный материал. / А.Е. Кучма, В.В. Павутницкий, О.С. Цимбалюк // Сб. материалов Международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2007). - Москва: МГТУ имени А.Н. Косыгина.- 2007.- С. 175-176.
6.Кучма А.Е. Металлизация текстильных материалов в псевдоожиженном слое. / А.Е. Кучма, В.В. Павутницкий // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (Техтекстиль-2007).- Димитровград: ДИТУД УЛГТУ.- 2007.- С. 181-182.
7.Кучма А.Е. Вывод критериального уравнения для анализа и расчета количества порошка красителя, нанесенного на текстильный материал. / А.Е. Кучма, В.В. Павутницкий // Вестник ДИТУД УЛГТУ.- 2006. - №4(30). - С. 25-27.
8.Павутницкий В.В. Подготовка порошкообразных красителей к нанесению на текстильный материал. / В.В. Павутницкий, А.Е. Кормильцина // Вестник ДИТУД УЛГТУ.- 2003. - №2(14). - С. 21-22.
9.Павутницкий В.В. Нанесение порошкообразных красителей на текстильный материал. / В.В. Павутницкий, А.Е. Кормильцина // Сб. материалов научно-технической конференции «Разработка современных технологий текстильной и легкой промышленности и исследование их экономической, экологической и социальной эффективности».- Димитровград: ДИТУД УЛГТУ.- 2003.- С. 95.
10.Кормильцина А.Е. Получение пен с различными свойствами и нанесение их на текстильный материал. / А.Е. Кормильцина, В.В. Павутницкий // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности».- Москва: МГТУ имени А.Н. Косыгина.- 2004.- С. 164-165.