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:     | 1 ||

Пономарёва антонина николаевна     оптимизация и моделирование технологического процесса дублирования тафтинговых ковров     

-- [ Страница 2 ] --

В качестве примера рассмотрены свойства наиболее часто используемых для тафтингового производства полимеров, а именно: полипропилен на первичной и вторичной подложек, полиамид для ворсовой пряжи, в качестве связующего вещества выбран - полиэтиленовый мелкодисперсный порошок (Табл.1).

Максимальная температура процесса склеивания и его временная выдержка определена температурой размягчения пропиленовой первичной подложки по причине незащищенности первичного слоя ворсом, данное ограничение составляет 150°С.

Минимальной температурой определена температура 110°С, что соответствует температуре размягчения, участвующего в процессе дублирования, термопластичного полиэтиленового мелкодисперсного порошка.

Таблица 1 - Свойства материалов коврового полотна

Материал Максимальная рабочая температура, °С Температура размягчения, °С Температура плавления, °С
Полиэтилен 80 90-120 140
Полипропилен 90 155 175
Полиамид 80-150 170-180 215

Исследования показали, что минимально допустимая прочность при расслаивании получается при использовании на 1 кв.м. 70 г порошка, поэтому при исследовании такое содержание порошка на квадратный метр принято за начальное. Время провидения эксперимента ограничено 30 секундами.

Учитывая, что текстильный ковровый материал обладает строением, которое позволяет применять адгезионные методы соединения, благодаря пористости нетканого материала и температурной стойкости волокон - является подходящим использование в качестве связующего термоплавкого полиэтиленового порошка. Температура плавления полиэтиленового порошка не превышает температуру плавления волокнистого состава, сохраняя внешний вид ворсового покрытия, как и при использовании в качестве связующего латексного состава. Такая унификация текстильного материала позволяет легко перевести производство с латекса на термопластичный порошок.

На основе проведенного анализа, разработана модель технологического процесса дублирования (Рис. 2) тафтингового коврового материала с вторичной подложкой. Результатом решения является повышение технологичности изготовления ковра за счет разъединения стадий: расплавления связующего вещества и соединение слоев, с одновременным повышением прочности скрепления по всей поверхности за счет равномерного распределения связующего вещества на вторичной подложке, с сохранением внешнего вида ворсового слоя за счет соединения первичной и вторичной подложек с различной температурой каландров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения тафтингового покрытия, нанесение связующего вещества, мелкодисперсного термоплавкого полиэтиленового порошка, происходит на вторичную синтетическую нетканую подложку, с переходом связующего вещества в вязкотекучее состояние при нагреве, соединение под давлением вторичной подложки с первичной полипропиленовой тканой подложкой, прошитой ворсом из синтетической пряжи. Нанесение мелкодисперсного термопластичного полиэтиленового порошка осуществляется на вторичную синтетическую нетканую подложку при одновременном ее продвижении и воздействии сверху температурой, а соединение первичной полипропиленовой тканой подложки, прошитой синтетическим ворсом и вторичной синтетической нетканой подложки со связующим веществом в вязкотекучем состоянии. Причем первичную подложку подают непосредственно в зону соединения слоев, со скоростью поступления вторичной положки со связующим веществом.

В третьей главе реферируемой диссертации анализируются физические характеристики ворса ковровых изделий; количества ворсовых пучков; толщина текстильного материала; линейная плотность ворсовой пряжи; определяется поверхностная плотность ворса; изучена поверхностная плотность коврового материала; определена поверхностная плотность приклея.

Распространенной технологией производства является тафтинговый способ, где в качестве склеющего вещества

Совершенствование технологического процесса, внедрение современных технологий является стратегическим направлением в развитии текстильного производства. Сравнительный анализ физических характеристик дублирования ковровых покрытий по традиционной и новой технологии при идентичности их механических свойств показал, что использование термопластичного порошка в качестве связующего материала позволяет достичь снижения:

    • толщины коврового покрытия;
    • массы коврового покрытия;
    • расхода связующего материала.

Вместе с тем данные преимущества нового способа дублирования позволят компаниям занятым в производстве ковровых покрытий повысить свою конкурентоспособность за счет оптимизации затрат на материалы.

В четвертой главе реферируемой диссертации исследуются физико-механические свойства коврового покрытия.

Оценка физико-механических свойств покрытий производится с применением сертифицированного оборудования при использовании отечественных и зарубежных норм, а также на основании методик разработанных в СПбУТиД. Выбор оценочных характеристик базируется на требованиях, предъявляемых к прочности тафтинговых ковровых материалов.

Исследованы следующие физико-механические свойства: прочность при расслаивании, разрывная нагрузка, удлинение при разрыве, работа разрыва, прочность закрепления ворсового пучка, стойкость к истиранию, изменение толщины под действием динамической нагрузки. По международным стандартам определено воздействие роликового стула. Дополнительно исследована стойкость к истиранию, при помощи имитации хождения на каблуках, на оборудовании и методике, разработанных в СПбУТиД.

На основании анализа неуправляемых параметров процесса дублирования определены начальные условия на проведение эксперимента по определению физико-механических свойств коврового покрытия, а именно:

  • температурное ограничение на каждый материал (первичная подложка, вторичная подложка, связующий материал);
  • количество порошка;
  • время термонагрузки.

Наибольшее практическое значение имеют опыты, направленные на определение предела прочности при расслаивании, поскольку данная характеристика определяет однородность структуры коврового покрытия, то есть степень его растрескивания. Трещины могут возникать вследствие неплотного соединения двух подложек связующим материалом вследствие неправильного выбора управляемых параметров.

Графическая интерпретация полученных результатов, представленная на рисунке 3, позволяет заключить, что зависимость прочности расслаивания от массы связующего материала при постоянстве температуры и давления носит квадратичный характер, т.е.

где: Р – прочность при расслаивании;

m – масса связующего порошка;

a, b, с – постоянные коэффициенты;

Коэффициенты a, b, с определяются путем экстраполяции экспериментальных данных и имеют следующие численные значения:

Таблица 12 – Расчет постоянных коэффициентов

Внешние параметры Постоянные коэффициенты
a b c
T=110oC 18.2 15.9 78.0
T=150oC 38.6 83.1 324.0

Кроме этого, на основании данных представленных в таблице 11 можно сделать вывод о том, что для достижения требуемой прочности коврового покрытия увеличение температуры дублирования со 110 оС до 150 оС приводит к снижению расхода порошка на 20-30 г с квадратного метра.

Прочность закрепления пучка ворса в грунте оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики ковровых покрытий. Ворс держится в ковровом материале за счет переплетения первичной подложки, а так же связующего материала, с помощью которого дублируется ковровый материал. Прочность закрепления ворса может значительно колебаться в зависимости от способа выработки и свойство основания, ворса и клея. Недостаточное сопротивление прочности закрепления коврового ворса внешним воздействиям может привести к тому, что ковровый материал начнет терять ворс. Внешними воздействиями, в данном случае, могут быть воздействия динамических нагрузок на ковер: уборка, хождение, передвижение мебели и.т.д.

Согласно ГОСТ 28867-90 «Покрытия и изделия ковровые нетканые машинного способа производства. Общие технические условия» минимально допустимая прочность закрепления ворсового пучка коврового покрытия с латексным связующим составляет 20000 мН.

Результатом исследований прочности закрепления пучков ворса в грунте являются следующие графики, на рисунке 4. Они показывают крайние эксперименты проведенных исследований. На графиках видно как изменяется прочность при количестве порошка 70 г/м2 (а), при 90 г/м2 (б), а так же изменение прочности закрепления ворса при 110 г/м2 (в).

Из приведенных графиков видно, что при 70 г/м2 требуемая прочность не достигается. Стабильность появляется при 90 г/м2 и более. Однако 90 г/м2 являются недостаточными для прочности, предъявляемой к тафтинговым коврам в целом, при таких данных прочность на расслаивания ниже необходимой.

Общие результаты исследований в главе наглядно демонстрируют, что оптимальным соотношением по всем показателям прочности является масса связующего вещества 110 г/м2.

а б

в

Одним из исследований тафтингового коврового материала является жескость на изгиб. Жесткость на изгиб характеризует способность коврового покрытия сохранять свои эксплуатационные свойства при изменении формы. Примером такой ситуации может служить сворачивание покрытия в рулон при транспортирове, эксплуатация ковра в местах имеющих резкие перепады высот (лесничный марш). При этом ковры, имеющие большую жесткость, являются менее гибкими и компактными.

На основании представленных результатов сделано заключение, что жесткость коврового покрытия с латексным связующем в три раза больше жесткости покрытия с термопластичным связующим, что значительно расширяет область применения ковров созданных по оптимизированной технологии.

Материалы, представленные в четвертой главе позволяют сделать ряд выводов имеющих не только научный, но и практический интерес:

  1. Существующая отечественная нормативная база по определению физико-механических свойств ковровых покрытий является недостаточной и требует дополнения;
  2. Использование в качестве связующего термопластичного порошка обеспечивает:
    • повышение износостойкости коврового покрытия при действии динамических нагрузок;
    • снижение жесткости коврового покрытия, что делает его более универсальным;
  1. Вариация управляемых параметров влияет не только на прочностные характеристики коврового покрытия, но и на себестоимость продукции. Так увеличение температуры дублирования на 40° С при постоянном времени термовоздействия и давлении приводит к снижению расхода термопластичного связующего на 20-30 г с каждого квадратного метра.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе выполнены разработки модели технологического процесса дублирования тафтингового материала с вторичной подложкой и выбраны входные параметр. Проведены экспериментальные исследования, показавшие возможность использования термоплавкого полиэтиленового порошка. Данная технология позволяет увеличить гибкость с сохранением прочности коврового материала. По итогам работы сделаны следующие выводы:

    1. Произведенный анализ существующих технологий производства тафтинговых ковровых покрытий подтвердил возможность использования термопластичного полиэтиленового порошка при дублировании тафтингового полотна.
    2. На основании исследования смоделирован технологический процесс дублирования тафтинговых ковров с применением термопластичного полиэтиленового порошка. Техническим результатом созданного решения является: повышение технологичности изготовления ковра за счет разъединения стадий: расплавления связующего вещества и соединение слоев, с одновременным повышением прочности скрепления по всей поверхности за счет равномерного распределения связующего вещества на вторичной подложке, с сохранением внешнего вида ворсового слоя за счет соединения первичной и вторичной подложек с различной температурой: нижнего каландра 130°-150°С, верхнего каландра 50° - 80°С.
    3. Определены физико-механические характеристики полученного тафтингового коврового материала, определены и рекомендованы основные технологические параметры работы опытно-промышленной установки, обеспечивающие получение тафтингового ковра, дублированного с использованием термопластичного полиэтиленового порошка.
    4. С помощью математического аппарата произведена сравнительная оценка физико-механических свойств тафтингового коврового материала, дублированного латексным связующим и термопластичным полиэтиленовым порошком.
    5. Разработанный способ получения тафтингового материала позволяет расширить ассортимент тафтинговых ковровых покрытий отечественного производства и увеличить объем импортозамещения.
    6. Разработаны и апробированы способ получения тафтингового коврового покрытия с использованием в качестве связующего вещества термопластичный полиэтиленовый мелкодисперсный порошок.
    7. Эффективность разработанного способа получения тафтингового материала, заключающаяся в сокращении времени производства, увеличении гибкости материала при сохранении его прочностных свойств,

Основное содержание диссертации опубликовано в

работах

Статьи в журналах, входящих в «Перечень» ВАК РФ:

  1. Пономарева А.Н., Просвирницын А.В. Оптимизация процесса дублирования тафтингового ковра с использованием термоплавкого порошка. Исследование прочностных свойств полученного материала//Дизайн. Материалы. Технология, 2009, № 4 (11), с. 27-30.

Статьи:

  1. Пономарева А.Н., Просвирницын А.В. Влияние нагрузок на ковровый материал, изготовленный тафтинговым способом, и характеристика использования латекса в операции дублирования//В кн.: Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», «Дни науки – 2008» (СПГУТД, Санкт-Петербург, 2008 г.), с. 75-76.
  2. Пономарева А, Н., Гирич Т. Е. Энергосберегающие технологии на этапе дублирования при производстве тафтингового материала//В кн.: Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», «Дни науки – 2007» (СПГУТД, Санкт-Петербург, 2007 г.), с. 68-69.
  3. Пономарева А.Н., Просвирницын А.В. Исследование физико-механических свойств тафтингового материала, дублированного с использованием термоплавкого связующего //Технология легкой промышленности, 2009, № 3, с. 27-30.
  4. Пономарева А.Н., Просвирницын А.В. Влияние нагрузок на тафтинговый ковровый материал//В мире оборудования, 2008, №3 (78), с. 24-25.
  5. Пономарева А.Н. Исследование физико-механических свойств тафтингового материала, дублированного с использованием термоплавкого связующего//В кн.: VIII Межвузовская научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество – 2010», г. Омск, 2010, с. 35-36.
  6. Пономарева А.Н. Проблемы контроля качества на ковровом производстве//В кн.: VII межвузовская научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество - 2009», г. Омск, 2009, с. 84-85.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 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.