Файл: Кузьмичев Ф.И. Технология валяльно-войлочного производства учебник.pdf

Сопротивление текстильных волокон перемещению вызывается трением и цепкостью, а поэтому отношение сопротивления пере­ мещению соприкасающихся волокон к нормальному давлению пра­

Разница в коэффициенте тангенциального сопротивления по на­ правлению от верхушечной части к корневой и от корневой к вер­ хушечной является наиболее важным свойством волокон, обусло­ вливающих валкоспособность.

Получая в процессе валки удары, толчки и прочие воздействия, шерстяное волокно благодаря такому строению своей поверхности

химическое соединение, состоящее из атомов углерода, кислорода, азота, водорода, серы и фосфора.

Атомы образуют молекулы, которые, соединяясь между собой, составляют длинные цепочки. Вещества, состоящие из таких длин­ ных цепочек, называются высокомолекулярными соединениями. Длинные цепочки располагаются вдоль волокон и соединяются между собой.

Внутреннюю структуру кератина можно представить в виде па­ раллельных главных цепей, соединенных между собой боковыми цепями в различных направлениях. На рис. 116 представлена схема структуры кератина. Темными кружками отмечены боковые цепи, направленные за чертеж перпендикулярно его плоскости, светлыми кружками — боковые цепи, направленные перпендикулярно пло­ скости чертежа, но в обратном направлении.

Из рисунка видно, что связанные между собой цепи представ­ ляют упругую систему. Связи являются как бы пружинами, от сте­ пени натяжения и прочности которых зависит упругость всей си­ стемы и ее способность к деформации.

Имеется большое количество боковых, так называемых солеподобных связей, взаимное притяжение которых основано на нали­ чии двух противоположно заряженных связей. Прочность связей,

265

в зависимости от их типа, различна. Наиболее прочные связи цистиновые, в состав которых входит сера.

По длине главных изогнутых цепей имеются активные группы с определенными электрическими зарядами. Это приводит к возник­ новению в цепи сложных взаимодействий, способствующих изгиба­ нию этих цепей. Благодаря такой внутренней структуре кератин при воздействии на него воды, кислоты или щелочей резко изменяет свои упругие свойства и способность к деформации. Молекулы воды значительно меньше молекул кератина и легко проникают между ними. Вода оказывает сильное воздействие на электрические группы боковых цепей, снижая силу их связей и увеличивая способность шерстяных волокон к деформации. Поэтому применение увлажне­

Слабые растворы кислоты влияют на солевые связи, снижая притяжение электрических групп, сопровождающееся иногда даже

изменяют также коэффициент тангенциального сопротивления по­ верхности волокон.

В табл. 28 показано влияние влаги, температуры и химикатов на коэффициент тангенциального сопротивления шерстяных воло­

266

Наиболее важным показателем, обусловливающим повышение валкоспособности, является разница в коэффициенте тангенциаль­ ного сопротивления при движении по чешуйкам и против чешуек.

Из табл. 28 видно, что эта разница увеличивается при смачи­ вании шерсти водой и еще больше возрастает при замачивании шерсти в растворах кислоты и щелочи. Наибольшая разница по­ лучается при замачивании шерсти в растворе серной кислоты с температурой 60° С. Следовательно, применение кислотного рас­ твора и высокой температуры должно обеспечить лучшие условия для проявления валкоспособности шерсти.

Данный вывод подтверждается практикой работы предприятий валяльно-войлочной отрасли промышленности, а также многочис­ ленными экспериментальными работами.

На первой стадии уплотнения ватных основ, которую называют свойлачиванием, происходит первичное сближение и перепутывание волокон, особенно на обеих поверхностях ватного слоя. При этом ватный холст приобретает некоторую механическую проч­ ность, уменьшается его толщина, а площадь поверхности изделия почти не изменяется. Процесс свойлачивания практически осуще­ ствляется следующим образом. Прогретый и увлажненный ватный холст зажимается между двумя плитами, из которых одна (иногда и две) вибрирует.

На второй стадии уплотнения основ, которую называют валкой, под воздействием многократных механических ударов площадь по­ луфабриката сокращается и образуется плотная масса — войлок с высокой механической прочностью и значительной объемной массой.

Интенсивность процесса валки определяется по показателям усадки площади изделий и достигнутому показателю объемной массы.

В процессе валки войлочные изделия получают значительную усадку во всех направлениях, благодаря чему обеспечиваются их плотность и прочность.

Для более полного понимания процесса валки необходимо знать, как получается такая большая усадка по площади. Счита­ лось, что усадка происходит за счет перемещения волокон шерсти. Исследованиями, проведенными Ф. И. Кузьмичевым, Я- Я. Качкуровым и Ю. И. Мертвищевым, было установлено, что шерстяные во­ локна, действительно, перемещаются и выявлены расстояния, на которые они перемещаются.

Передвижение волокон проверялось путем формирования и валки образцов войлока из шерсти разного цвета. Образцы войлока располагали в шахматном порядке и накладывали слои шерсти разного цвета один на другой. В процессе валки образцы войлока получали усадку по площади на 80—83%.

Количество волокон одного цвета, продвинувшихся в массу волокон другого цвета, определялось путем подсчета их в срезах, сделанных через каждый миллиметр от плоскости соприкосно­ вения.

267

Из анализа значений количества волокон в различных срезах установлено, что перемещение шерстяных волокон в горизонталь­ ном направлении войлочного изделия в процессе валки происходит на сравнительно небольшие расстояния. Так, на расстояние 5 мм перемещается не более 20% от общего числа волокон, находя­ щихся в плоскости соприкосновения, а на расстояние 10 мм — всего лишь 2 % •

Площадь изделия уменьшается в основном за счет изменения конфигурации волокон и изменения их положения в общей массе. Протяженность волокон становится меньше за счет приобретения большей извитости.

лачивания — 40,1%, а в готовом войлоке —24,0%. Эти показатели увязываются с показателями усадки войлока по площади в про­

и собирания волокон в более плотную массу без значительных перемещений.

Г Л А В А Д Е В Я Т А Я

ВАЛКА

I. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАМАЧИВАНИЕ И ПРОПИТКА ОСНОВЫ ВАЛЯНОЙ ОБУВИ И ВОЙЛОКОВ ПЕРЕД ВАЛКОЙ

1. Приготовление раствора серной кислоты

Лучшей и быстрейшей усадке во время валки способствует за­ мачивание основы в растворе серной кислоты.

Процесс замачивания должен протекать при определенной кон­ центрации раствора. Так как при замачивании шерсть поглощает кислоту, то необходимо проверять концентрацию рабочих раство­ ров кислоты. В процессе производства для быстрого определения концентрации применяется способ ее определения по удельному весу.

Чистая концентрированная серная кислота имеет удельный вес 1,84, т. е. 1 л кислоты весит 1840 г. Чем меньше кислоты в рас­ творе, тем меньше его удельный вес.

На практике обычно используют зависимость между удельным весом и концентрацией раствора серной кислоты (табл. 29).

Концентрация раствора определяется ареометром. Имеются ареометры, показывающие концентрацию раствора по удельному весу, а также ареометры, показывающие концентрацию раствора в градусах Боме.

Для определения концентрации раствор наливают в высокий стеклянный мерный цилиндр и в него опускают ареометр. В зави­ симости от концентрации раствора ареометр погружается в жид­ кость на различную глубину. Степень погружения отсчитывается

268

по шкале, которая имеется на ареометре, и по ней определяют кон­ центрацию раствора.

Определение концентрации раствора кислоты ареометром дает удовлетворительные показатели лишь при применении чистых, незагрязненных растворов. В загрязненных растворах концентри­ руются загрязняющие вещества и удельный вес раствора изме­ няется.

Более точно концентрация раствора определяется методом титрования. При работе с растворами серной кислоты необходимо

Рис 117. Схема установки для подачи серной кислоты

269