Порівняйте технологічні процеси при виробництві натуральних та штучних волокон

Натуральні волокна (нитки) виробляють з пряжі, а штучні можуть робити як з пряжіі (особливо комбіновані нитки – з штучного та натурального волокна), так і скручуванням окремих павутин, що видавлюються крізь фільєру з дуже малими отворами (від 0,01 до 0,1 мм).

Пряжею називається тонка нитка, вироблена з коротких волокон за допомогою їх скручування і призначена для виробництва тканин, швейних ниток, трикотажу і інших текстильних виробів. Сировиною для вироблення пряжі служать прядильні волокна: бавовна, льон шерсть, короткі волокна натурального шовку, штапельне волокно

Сукупність процесів, при яких з коротких волокон отримують безперервну нитку, - пряжу, називається прядінням.

Волокно переробляють в пряжу в декілька стадій. Послідовність і зміст окремих процесів прядіння змінюються залежно від виду волокна і пряжі, що виробляється. Але як би не були різні окремі способи прядіння, вони мають багато загального і переслідують одну мету - отримання тонкої, рівної і міцної нитки.

Нижче приводиться коротка характеристика восьми основних процесів прядіння на прикладі переробки волокон бавовни як основного виду волокнистої сировини.

Основними процесами прядіння є наступні.

1. Розпушування волокнистої маси - процес розділення спресованої волокнистої маси на дрібні клаптики. Цей процес необхідний для змішування волокнистої маси і одночасного очищення її від смітних домішок і дефектних волокон. Процес здійснюється на живильниках-змішувачах.

2. Змішування волокнистої маси проводиться для сумісного використання різних за якістю і кольору волокон. Іноді до складу суміші вводять волокна, різні за природою (бавовна і штапельне волокно), з метою додання пряжі певних властивостей, що виробляється. Змішування різних волокон повинне бути здійснене до отримання однорідної волокнистої маси. Волокнисту масу починають змішувати одночасно з її розпушуванням; цей процес продовжується у всіх стадіях прядильного виробництва. Основне змішування відбувається на гратах змішувача.

3. Тіпання волокнистої маси - процес якнайповнішого розпушування волокнистої маси і подальшого звільнення її від сторонніх домішок. Процес здійснюється на тіпальних машинах. Розпушені і очищені волокна перетворяться в полотно, яке намотується на качалку у вигляді рулону. Волокна в полотні знаходяться у вигляді невеликих клаптиків, розташованих довільно.

4. Карданне чесання волокон, тобто чесання кардами, що є багатошаровою тканиною, в якій укріплені тонкі металеві дужки або голки, - процес роз'єднання дрібних клаптиків на окремі волокна, а також звільнення волокон від залишків домішок і дефектних волокон і їх паралелізування. Процес здійснюється на чесальній машині. Продуктом процесу є ущільнена неоднорідна округла стрічка.

5. Гребінне чесання волокон полягає у видаленні коротких волокон, розпрямленні і паралелізуванні довгих волокон, видаленні залишків смітних домішок і дефектних волокон. Процес здійснюється на гребенечесальної машині. Продуктом процесу є однорідна гребінна стрічка.

6. Вирівнювання стрічки - процес вирівнювання стрічки по товщині, а також подальшого розпрямлення і паралелізування волокон в стрічці. Процес здійснюється на стрічкових машинах. Продуктом процесу є рівномірна стрічка
7. Передпрядіння - процес стоншування (у 6 - 40 разів) за допомогою витягування і деякого закручування стрічки з метою її зміцнення. Процес здійснюється на рівничній машині. Продуктом процесу є рівниця.

8. Власне прядіння - процес стоншування рівниці і остаточного сукання, в результаті якого виходить готовий продукт, - пряжа. Процес здійснюється на прядильних машинах.

Виробництво волокон на основі продавлювання через філь'єри розглянемо на прикладі вироблення капронового волокна.

Сировиною для виробництва капрону є фенол, бензол, толуол або циклогексан, що отримуються з кам'яного вугілля або нафти. Найбільш розробленим є спосіб промислового виробництва капрону з фенолу.

Фенол шляхом декількох хімічних реакцій перетворюється на капролактам (мономер), який шляхом полімеризації (з'єднанням молекул в довгий ланцюг) перетворюється на полімер.

Формування капрону йде за сухим способом і полягає в тому, що розплавлена смола при температурі 270 - 280'С (температура плавлення смоли 215'С) продавлюється через філь'єри з 12-24 або 39 отворами діаметром 0,2-0,3мм.

Формування капрону йде з великою швидкістю, що досягає 1000 м/мін, при цьому нитки отримують 20-25-кратну витяжку філь'єри в гарячому стані.

Потім нитки піддаються витяжці на 400 - 600 % первинної довжини залежно від того, яких фізико-механічних властивостей необхідно набути в готовому продукті.

Після витяжки нитки замаслюють, сушать, піддають суканню і перемотуванню.
При виробництві капронового штапельного волокна використовуються філь'єри, що містять 200 - 250 отворів. Формування волокна йде із швидкістю 400 - 500 м/мін. Після формування отримані джгути витягають, гофрують і розрізають на штабельки певної довжини.