О СВЯЗИ ВЛАГИ С ВОЛОКНОМ. Для правильного построения процессов отжима и сушки следует учитывать факторы связи влаги с волокном. Волокнистый материал представляет собой капиллярно-пористое тело, микроструктура которого состоит из аморфных и кристаллических участков.
Все это определяет многообразие видов связи волокна и влаги. Как было показано П.А. Ребиндером, между влагой и материалом устанавливаются следующие формы связи химическая, физико-химическая и физико-механическая. Химически связанная влага удерживается материалом очень прочно и обычной сушкой не удаляется. Наиболее легко удаляется механически связанная влага. Различают влагу макрокапилляров, которая удаляется не только сушкой, но и механическими способами, и влагу микрокапилляров. Физико-химическая связь влаги с волокном может включать два вида влаги, имеющих различную прочность связи с материалом адсорбционно-связанную и осмотически связанную влагу набухания механическим способом ни один из этих видов влаги не удаляется.
При рассмотрении связи влаги с текстильными волокнами обычно выделяют три ее вида гигроскопическую, капиллярную и грубокапиллярную. Гигроскопическая влага сорбируется волокном из окружающего воздуха и прочно удерживается волокном ее удаление возможно при сильном пересушивании волокнистого материала, которое нежелательно, так как волокно становится жестким, хрупким частично утрачивает свойства смачивания.
Капиллярной называют влагу, содержащуюся в порах набухшего волокна, поэтому она содержит асмотически связанную влагу. В зависимости от природы волокна ее содержание может доходить до 40 . Удалять капиллярную влагу нужно сушкой. Грубокапиллярная влага свободно обволакивает волокно или находится в капиллярах между волокном и нитями.
Эту влагу в значительном количестве можно удалить механическим способом. Попытки снижения влажности механическим способом до уровня влаги набухания могут привести к повреждению волокнистого материала. В технических расчетах влажностью ткани называют массу влаги, приходящуюся на единицу массы абсолютно сухого волокна. Тогда влажность где Gм масса влажной ткани Gа.с. масса абсолютно сухого волокна. Этот показатель часто используется в производственной практике, в особенности в фабричной лаборатории, когда контролируют величину и ровноту отжима на валковых машинах.
Кроме того, в практике используют также понятие степень отжима, которое иногда отождествляют для упрощения с понятием влажность ткани. Но эти понятия не тождественны, потому что степенью отжима называют отношение приращения массы отжатого материала к массе воздушно-сухого волокнистого материала а не абсолютно сухого, которую он имел до пропитывания. Тогда степень отжима где Gв.с масса воздушно-сухого волокнистого материала.
Между влажностью и степенью отжима существует отношение W2Wотж1W1100W1, 3 где W1 первоначальная влажность воздушно-сухой ткани, W2 после пропитывания, W2 Wотж. Зависимость между влажностью и степенью отжима при пропитывании тканей химическими растворами, плотность которых больше единицы, еще более усложняется. Показатель степени отжима ткани включает в себя массу не только воды, но и химиката. В этом случае степень отжима 4 где отношение, показывающее массовое содержание химикатов в растворе, определенное по отношению к растворителю alW1100. В условиях производства можно определить методом взвешивания массу ткани до и после пропитывания и рассчитать влажность, решив уравнение относительно W2. ОТЖИМНЫЕ МАШИНЫ Отжимными называются отделочные машины, служащие для механического удаления влаги из текстильных материалов путем отжима их между вращающимися валами.
Встречаются жгутоотжимные машины и отжимные машины для полотна. Отжимы тканей жгутом между валами с обычными резиновыми покрытиями не обеспечивают равномерного распределения остаточной влаги по ширине полотна, так как жгут хорошо отжимается только в утолщенной его части и плохо по краям, которые попадают в просвет жала валов.
Отжим жгута будет несколько равномернее, если вал покрыть мягкой резиной, но в этом случае нельзя применять высокие удельные давления, которые мягкое покрытие не выдерживает. Нужно иметь в виду, что при высоких удельных давлениях при отжиме тканей жгутом возникает опасность образования заломов.
Отжимные машины для полотна, известные под названием водяные или отжимные каландры, получили широкое распространение для отжима хлопчатобумажных и льняных тканей. В их состав входят один металлический и один или два эластичных и в то же время упругих вала, способных выдерживать повышенные нагрузки удельного давления. Таким эластичным валом является наборный вал, изготовленный из прессованной хлопчатобумажной ткани или путанки или из джутового волокна, который легко выдерживает удельное давление до 100 кНм. Степень отжима зависит главным образом от удельного давления, жесткости покрытия, скорости прохождения ткани, температуры отжимаемой жидкости, свойств текстильного материала и его связи с влагой.
Чем выше скорость продвижения ткани, тем меньше степень отжима. Перед отжимом ткань рекомендуется промывать в горячей воде при температуре не менее 40 50 С в это случае хорошо разглаживаются складки и заломы, которые могли образоваться при лежке жгутов ткани в ящиках.
Горячая вода имеет меньшую вязкость и легче отжимается. Отжимные машины бывают с пневматическими, гидравлическими и рычажно-грузовые прижимами. Последние устарели и теперь не выпускаются. Bыпускаются двухвальные отжимные машины KB с рабочими ширинами 1200, 1800 и 2200 мм для индивидуальной работы и для работы в составе линий. Рис. 1. Схема отжимной машины для полотна КВ-120 На рис. 1, а показана схема отжимной машины КВ-120 для полотна, в состав которой входят ванна, отжимные валы, выборочное устройство и жгуторасправитель.
При работе в составе линии выборочное устройство снимается, модернизируется привод и вводятся механизмы для агрегирования каландра с другими машинами. Отбеленная ткань жгутом по кольцам поступает на жгуторасправитель и последовательно проводится через било 1, тканерасправители 2, текстильный лоцман 3, жгутоуловитель 4. Расправленное полотно выбирается вальяном 5 и подается в ванну 10, в которой прополаскивается теплой водой, расправляется окончательно на винтовых тканерасправителях 9 и поступает в жало отжимных валов.
Вал 7 имеет неподвижную ось вращения, является приводным и имеет медную рубашку, а вал 8 наборный джутовый установлен на рычагах рис. 1,6, закрепленных в рамах машины. Валы установлены в горизонтальной плоскости, а рычаги под действием пневматических механизмов поворачиваются, обеспечивая прижим или разведение валов. Выборочное устройство представляет собой вращающийся подвижной барабанчик 6, установленный на остове так, что по направляющим рамы он передвигается вперед и назад величина хода 1000 мм, обеспечивая автоматический ход по всей длине тележки.
Машины с рабочей шириной 2200 мм дают возможность устанавливать жгуторасправитель в двух модификациях для одного полотна с двумя билами или для двух полотен с двойным билом и двумя лоцманами. Скорость движения ткани достигает 100 180 ммин, а при агрегировании машин она соответствует технической характеристике линии.
Степень отжима составляет 70 90. На отжимных машинах предусмотрены автоматическое регулирование, кон-роль температуры в ванне, контроль давления сжатого воздуха в пневмосистеме, останов машины в случае обрыва ткани или прохождения не расправленного жгута и др. Главный привод машины, приводы жгуторасправителей и баранчиков выборочного устройства выполнены от электродвигателей переменного тока. При работе на отжимных машинах необходимо контролировать равномерность прижима с помощью манометров давления и путем лабораторного контроля влажности отжимаемой ткани с правой и левой сторон. 3.