авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Пономарёва антонина николаевна     оптимизация и моделирование технологического процесса дублирования тафтинговых ковров     

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи     

ПОНОМАРЁВА АНТОНИНА НИКОЛАЕВНА
 
 
 


ОПТИМИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДУБЛИРОВАНИЯ ТАФТИНГОВЫХ КОВРОВ


 
 

 
Специальность 05.19.02 – «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья»


 

 
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
 
 

Санкт-Петербург 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургском университете технологии и дизайна».

 

Научный руководитель:    кандидат технических наук, доцент, Просвирницын Александр Викторович   
Официальные оппоненты:    Доктор технических наук, профессор, Киселёв Александр Михайлович

Кандидат технических наук, доцент, Гусаков А.В.
Ведущая организация:    ООО «ДЮНА-ТАФТ», г. Калининград

          

Защита состоится «27» декабря 2010 года в 1200 на заседании диссертационного Совета Д 212.236.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18, ауд 241.

 
  С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18. Автореферат размещен на сайте http://www.sutd.ru .

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "26" ноября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета А.Е. Рудин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. 90% мирового рынка производства ковровых изделий осуществляется тафтинговым способом. Данная технология выработки является доминирующей, так как обладает рядом неоспоримых преимуществ: экономичностью производства, коротким временным производственным циклом, относительной доступностью сырьевой базы.

Ковры, изготовленные тафтинговым способом, по своему внешнему виду напоминают традиционные ковры с ворсистой поверхностью. Богатое ассортиментное разнообразие достигается за счет комбинации и замены ворсовой пряжи, первичной и вторичной подложек, кроме этого во время производства каркасного материала появляется возможность создания новой архитектуры поверхности. Влагоустойчивость, износостойкость, теплостойкость, огнестойкость – лишь немногие качества, которые можно получить в готовом тафтинговом материале. Таким образом, большой ассортимент тафтинговых ковров дополняется широкой областью их применения.

Объем рынка ковровых покрытий в России оценивается, примерно, в 193.2 млн. евро. При этом доля импорта в общем объеме предложения составляет 80%, что соответствует 49,0 тыс. тонн (40-50 млн. кв.м.) в натуральном выражении или 110,6 млн. долл. в стоимостном выражении. Лидером по импорту ковров оказалась компания ЗАО «Таркетт Рус». Объем импорта этой компании в натуральном выражении составил 15,3% от всего объема импорта, в стоимостном выражении – 15,4%. Что же касается экспорта, то по данным ВНИИ потребительского рынка и мониторинга предметом экспорта России до сих пор являются товары с низкой добавленной стоимостью (см. рис.1).

ў - одежда, трикотаж; ў - готовые ткани, технический текстиль; ў - суровые ткани; ў - предметы интерьера, ковры и ковровые изделия, ў - кожа, обувь, мех; ў - прочие

Рис. 1 - Сравнительная структура российского и мирового экспорта товаров, % (по данным ВНИИ потребительского рынка и мониторинга)

Объем экспорта ковровых покрытий в 2008 году составил лишь 2,1 тыс. тонн в натуральном выражении или 4,2 млн. долл. в стоимостном выражении. Лидерами по экспорту ковров являются компании ООО «СП ЗАРТЕКС» и ООО «ДЮНА-ТАФТ». Объем экспорта этих компаний в натуральном выражении составил 16,4% и 23,9% от всего объема экспорта ковровых покрытий.

Таким образом, на рынке ковровых покрытий отмечается значительное преобладание импорта над экспортом, как в натуральном, так и  в стоимостном выражении. Несмотря на большой процент экспорта, спрос на ковровую продукцию в России удовлетворяется лишь на четверть от потребности. Для отечественных производителей открываются широкие возможности по развитию отрасли в интересах промышленности и населения.

Цели и задачи работы. Целью работы является оптимизация технологического процесса дублирования тафтингового материала, путем замены связующего материала – латексного компаунда, термоплавким полиэтиленовым мелкодисперсным порошком. Достижение поставленной цели предусматривает решение задач:

- выявление основных способов изготовления тафтинговых материалов;

- обобщение и систематизация информации особенностей технологии дублирования тафтингового материала с использованием латексного компаунда и альтернативных видов создания тафтингового материала;

- установление точек, требующих оптимизации в технологии дублирования при помощи латексного компаунда;

- выявление информации о современных клеевых соединениях, использующихся в текстильной промышленности, и научное обоснование выбора мелкодисперного термоклеевого полиэтиленового порошка;

- установление значимых свойств тафтингового материала и мелкодисперного термоклеевого полиэтиленового порошка при дублировании тафтингового материала, а так же требований к качеству тафтингового материала;

- моделирование технологического процесса дублирования тафтингового материала, путем замены связующего материала – латексного компаунда, полиэтиленовым мелкодисперсным порошком;

- исследования физических свойств объектов: образца, изготовленного по латексной технологии и образца, изготовленного по оптимизированной технологии (определение высоты ворса, числа ворсовых пучков, толщины, линейной плотности ворсовой пряжи, поверхностной плотности ворса, поверхностной плотности коврового материала, поверхностной плотности приклея)

- установление режимов проведения операции дублирования оптимизированным способом;

- исследование физико-механических свойства тафтингового материала, полученного новым способом дублирования (определение прочности при расслаивании, разрывной нагрузки, удлинения при разрыве, работы разрыва, прочности закрепления ворсового пучка, стойкости к истиранию, измерения толщины ковров под действием динамической нагрузки, жесткости при изгибе, исследования на воздействие роликового стула, стойкости к истиранию, имитацией каблуков);

- проведение сравнительного анализа латексного способа дублирования с оптимизированным способом дублирования мелкодисперсным термопластичным порошком.

- оценка возможности реализации оптимизированной технологии дублирования тафтингового материала с использованием мелкодисперного термоклеевого полиэтиленового порошка

Объект исследования. Объектом исследования является технологический процесс дублирования тафтингового материала.

Методы исследования. При выполнении работы использовались: методы системно-структурного анализа, теории классификации, методы экспертных оценок, математической статистики, социологических и маркетинговых исследований, теории алгоритмизации и программирования.

Экспериментальные исследования свойств материалов проводились в лабораторных условиях с использованием как разработанных, так и стандартных методов. В работе использованы программные продукты: Windows, MatCAD, Microsoft Word, Microsoft Excel, Photoshop, CorelCraw, Microsoft PowerPoint, Paint.

Научная новизна результатов проведенных исследований:

- разработана модель технологического процесса дублирования путем замены латексного компаунда мелкодисперсным термоплавким полиэтиленовым порошком;

- разработаны режимы дублирования тафтингового материала с использованием мелкодисперсного термоплавкого полиэтиленового порошка;

- исследованы свойства тафтингового материала, полученного новым способом дублирования;

- предложен сравнительный анализ латексного способа дублирования с оптимизированным способом дублирования мелкодисперсным термопластичным порошком.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что:

- оптимизирован технологический процесс дублирования тафтингового материала, что значительно сокращает затраты на производство и снижает стоимость готового продукта;

- разработаны режимы дублирования тафтингового материала с использованием мелкодисперсного термоплавкого полиэтиленового порошка, что позволяет изготавливать продукт при использовании минимальных расходов и одновременно добиваться необходимых свойств;

- исследованы свойства тафтингового материала, полученного новым способом дублирования, тем самым продукт имеет предсказуемые свойства;

- предложен более экономичный тафтинговый материал, отвечающий основным требованиям к данному виду продукции.

Производственная апробация и реализация результатов работы осуществлена в условиях ООО «Нева-Тафт», г. Санкт-Петербург, что подтверждено актами производственной проверки и внедрения. Установлено, что результаты работы позволяют получить значительный социальный и экономический эффект.

  1. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на: Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», «Дни науки – 2008» (СПГУТД, Санкт-Петербург, 2008 г.), Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», «Дни науки – 2007» (СПГУТД, Санкт-Петербург, 2007 г.), VIII Межвузовской научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество – 2010» (г. Омск, 2010), VII Межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество - 2009» (г. Омск, 2009).

Публикации. Основные результаты исследований, выполненные в рамках настоящей диссертации, опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по каждой главе и общих выводов по работе, списка использованной литературы. Диссертация изложена на 133 страницах основного текста, включающего 49 рисунков и 21 таблицу. Список литературы содержит 103 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна и практическая ценность. Сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе на основе методологии системного подхода проведены аналитические исследования структуры, содержания и информационной составляющей технологического процесса дублирования тафтингового материала, выявлены основные проблемы и возможные пути их решения.

Вопросам совершенствования технологического процесса дублирования процессов тафтинговых материалов с использованием латексного компаунда посвящены работы Андреевой Е.Г., Старковой Г.П., Золотцевой Л.В., Железнякова А.С., Субботиной Е.В. и др. Результаты их исследований составляют основу накопленного опыта в данной области. Однако требуются дополнительные исследования альтернативных способов создания дублированного тафтингового материала, которые направлены на поиск более экологичных, экономичных, энерго- и ресурсосберегающих технологий. Мировые тенденции на сегодняшний день подтверждают необходимость таких исследований. Анализ разработок показал, что лидерами в наукоемком производстве данного товара являются Германия и США, что подтверждено множеством патентов. Примерами могут служить многочисленные иностранные патенты: патент США 3940525 - тафтинговый ковер с использованием полиолефиновой пленкой в качестве вторичной подложки), патент США 6475592 – вторичные подложки, стабилизирующие ковер, патент США 4508771 – вторичная подложка, произведенная методом экструзии с использование резиновых компонентов и эластомеров, патент США 5538776 – ковер, укрепленный при помощи расплавленного слоя полиэстра, одна из последних разработок немецких специалистов, отраженная в патенте WO/2006/029654 - Способ стабилизации ковров усилением подложки с использованием гидроскрепления.

Анализ современных разработок в данной области показывает, что исследования ведутся в направлении дублирования тафтинговых ковров с помощью термопластичных волокон, включенных в структуру вторичных подложек либо в ворсовую пряжу, что приводит к росту зависимости от номенклатуры сырьевых материалов. В отличие от зарубежных, отечественные исследования в области дублирования тафтинговых ковров ведутся в основном по двум направлениям:

  • удешевления клеевых композиций и создания менее токсичных и пожаробезопасных клеевых композиций;
  • с сохранением необходимых свойств коврового материала.

Мировые тенденции в решении технологии производства тафтингового материала показывают, что в настоящее время активно используются термоплавкие волокна, внедренные с структуру одного и более участвующих в процессе элементов коврового покрытия. Однако, предлагаемые патентные разработки содержат либо дорогостоящие способы производства (например, внедрение термоплавких волокон в структуру подложек или ворсовой пряжи, что подразумевает организацию отдельного производства или использование только импортного сырья и зависимость от поставщиков; либо комбинированные методы, которые частично используют латексную технологию.

Особенности современной, распространенной на территории России технологии изготовления тафтингового материала, заключаются в использовании в качестве связующего материала, для операции дублирования каркасного материала с вторичной подложкой, латексного компаунда.

Проанализированные существующие способы производства тафтинговых материалов, а также клеевых соединений, используемых при дублировании, показали, что при дублировании латексным компаундом происходят значительные затраты на площадь, оборудование, подготовку кадров. Вместе с тем испарения от латекса во время прохождения сушильного участка вызывает массу вредных испарений. Основными причинами являются габариты оборудования (длина 57 метров, ширина 5,7 метра, высота 3,5 метра), в том числе сушильного участка (длина около 15 метров), затраты электроэнергии. Установлено, что данный способ производства не является прогрессивным и требует определенной оптимизации процессов и затрат.

Представленный обзор литературы подтверждает, что производство нетканых тафтинговых ковров является перспективным направлением. Достоинствами тафтинговых ковров являются: низкая стоимость затрат, резкое сокращение времени производства, высокие потребительские качества товаров и их многообразие.

Одним из предложений, вынесенных в СПбУТиД, является использование термоплавкого полиэтиленового порошка в качестве связующего материала для дублирования тафтингового материала. Анализ литературы также подтвердил широкое распространение термоплавких клеев в текстильной промышленности. А так же возможность применения полиэтиленового порошка в качестве связующего, так как его характеристики являются подходящими к требованиям, предъявленным для процесса склеивания. Одни из них: совместимость с другими элементами коврового покрытия, возможность процесса адгезии с ними, необходимая температура плавления.

Использование термоплавких порошков имеет ряд преимуществ, вот только некоторые из них:

  • удобство при производстве полотен;
  • минимальные производственные площади (например, по сравнению с использованием водных дисперсий смол и поливинилхлоридов);
  • экономичность и доступность порошков;
  • возможность повторного использования отходов производства;

Отличительной особенностью термоплавких клеев от водных дисперсий является меньшее время плавления и стеклования, что значительно ускоряет процесс склеивания.

Безусловно, у каждого решения есть свои преимущества и недостатки. Не будем забывать, что не маловажным условием применения технологии в России является возможность ее использования в наших условиях. Под этим подразумевается и попытка адаптировать технологию на действующих предприятиях страны, без кардинальной перестройки всех потоков: от сырья до готовой продукции.

Данная работа носит инновационный характер, результаты которой позволяют расширить сегмент рынка отечественных производителей.

Во второй главе формулируются и решаются задачи определения факторов, влияющих на процесс склеивания и факторов. Проанализированы технологии, применяемые для нанесения и фиксации термопластичных порошков. В рамках данной главы разработаны теоретические основы технологического процесса дублирования тафтинговых ковров с применением термопластичного полиэтиленового связующего. Установлены ограничения для входных факторов, влияющих на компоненты объекта исследования.

Для выбора технологического режима дублирования определены степень влияния параметров материала и связующего на процесс склеивания. Данные параметры условно разделены на два класса:

- управляемые – параметры, допускающие численное изменение своих величин в процессе склеивания (например, температура нагрева каландров, давление и т.д.)

- неуправляемые – параметры, являющиеся не постоянными по величине и не изменяются в ходе процесса склеивания, но они могут влиять на выбор численных значений управляемых параметров (например, температура плавления связующего, характеристики подложек и т.д.);

С практической точки зрения, для изменения свойств клеевого соединения наибольший интерес представляют управляемые параметры, поскольку они позволяют регулировать технологический режим дублирования.

Основным этапом дублирования тафтингового коврового материала является процесс склеивания каркасного материала с вторичной подложкой. Характеристики процесса склеивания (время, температура и давление каландров, количество связующего материала) напрямую зависят от параметров коврового и связующего материала. В структуре тафтингового ковра встречается: ворс, первичная и вторичная подложки.



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.