Základy textilní a oděvní výroby 1, jaro 2011 Přednáška č.2 Petr Benešovský, benesovsky@tzu.cz C:\Users\benesovsky\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.IE5\P0DHP5XF\MC900333942[1].wmf - shrnutí předchozí přednášky - technologie zpracování vybraného přírodního vlákna (od pole po nit) - technologie zpracování vybraného syntetického vlákna (od granulí po nit) - technologie výroby plošné textilie – pletení, tkaní, výroba netkaných textilií Témata přednášky č.2 Shrnutí předchozí přednášky - vymezení textilního průmyslu, rozdíl textil x oděvy x kůže - specifika textilního průmyslu - statistiky obratu, mezd, zaměstnanosti apod. v textilním průmyslu v blízké minulosti - současné trendy v textilní výrobě v ČR - - výzkum a vývoj v textilu - uplatnění textilních aplikací v různých oblastech - textilní materiály – výčet a rozdělení - vlastnosti textilních materiálů nanospider nch-sal-4 3 1164097726 Technologie výroby délkových textilních útvarů •Rozdíl ve složitosti úpravy mezi přírodními a syntetickými vlákny •Mnoho operací na speciálních strojích, mnoho různých „meziproduktů“ Výroba délkového textilního útvaru – předení - fáze Praní a čištění Mísení (Čechrání)* Mykání (Česání)* Předpřádání Dopřádání Zvlákňování z granulátu Dloužení (Tvarování)* (Trhání či stříhání)* * operace, které se provádějí pouze někdy Bavlna a živočišná vlákna Syntetická vlákna Dokončovací operace 2.1. Zpracování přírodních vláken •Vlákno je základním stavebním kamenem všech textilií a nositelem mnoha vlastností výsledného produktu. • •Přírodní vlákna jsou nestejnoměrná, dlouhá řádově jednotky cm •Syntetická vlákna se vyrábí ve formě „nekonečné“, dle potřeby se trhají či stříhají na tzv. střiž. Praní a čištění •Přírodní vlákna obsahují nečistoty, například: prach, pot, tuk, zbytky rostlin, špínu (bláto apod.), semena. Ty je třeba odstranit. • •Vlna: vše krom rostlinných zbytků (řepíků) se odstraňuje praním, řepíky tzv. karbonatací ve zředěné kyselině sírové, kde se rozpadnou na prach, který se dá vyklepat. • •Bavlna: odstraňování prachu a semínek mechanicky Mísení •Surovina přichází do výroby ve slisovaných balících. Tyto balíky mohou mít navzájem relativně rozdílnou kvalitu, proto se před dalším zpracováním vlákna z různých balíků mísí, čímž se výsledný polotovar více homogenizuje. UNIMIX B7/3 Rieter Schéma mísícího agregátu 1 – svislé plnící šachty 2 – doopravní pás 3 – svislý odebírací pás 4 – mísící komora 5 – snímací válec … S NÁLOŽÍ DYNAMITU A VYHODILI DO POVĚTŘÍ SKLAD MYKANÉ PŘÍZE… Mykání Účelem mykání je paralelizace vláken. Vlákenná surovina se vede přes soustavu válců, opatřených pilkami či různými tvary hrotů, které si navzájem surovinu podávají, zrovnoměrňují její tok a srovnávají vlákna rovnoběžně ke směru technologického procesu. Za posledním válcem je z vláken vytvořena souvislá pavučina Ta je pomocí několika prstenců stažena do tzv. pramenů, které se navíjí nebo volně stáčí do konví. mykani1 Příklady různých velikostí a tvarů mykacích hrotů (v praxi jsou umístěny na válcích) mykani2 Mykání mykani3 Detail povrchu mykacího válce mykani4 Mykací stroj mykanec (kliknutím skryj) pramen Česání • Provádí se pouze při výrobě velmi jemných, zejména vlněných přízí, a to za účelem dalšího srovnání vláken a odstranění příliš krátkých vláken. Při česání je pramen rozvolněn a v několika fázích pročesáván různě hustými hřebeny. Vznikne dokonaleji uspořádaný pramen – tzv. česanec. VlnÄ›nĂ˝ ÄŤesanec Vlněný česanec Předpřádání •Při předpřádání se z pramen nebo česanec (které jsou pro finální operaci dopřádání příliš „tlusté“) protáhnou do podoby úzké stužky, která se, aby držela pohromadě, musí zpevnit ochranným zákrutem – tzv. přástu. Ta je potom předlohou pro finální operaci – dopřádání. přást (kliknutím skryj) přást Předpřádání Dopřádání • Finální fáze předení. Provádí se nejčastěji na prstencových strojích. Přást se zde v průtahovém ústrojí nadlouží až na potřebnou tloušťku výsledné příze a v zakrucovacím ústrojí se jí udělí zákrut a navine se. Předení na prstencovém dopřádacím stroji - 1 - potáč, 2 - prstenec, 3 - běžec, 4 - prstencová lavice, 5 - pohon vřeten, 6 - vřetenová lavice, 7 - vodící očko (vodič) (kliknutím skryj) 1 - potáč (cívka) 2 – prstenec 3 – běžec 7 – vodící očko Dopřádání dopradani1 Detail zakrucovacího ústrojí Dokončovací operace •Po předení mohou následovat další operace: • •Soukání – převinutí na cívky vhodnějšího tvaru či velikosti •Sdružování – spojování dvou nebo více jednoduchých přízí bez zákrutu a jejich navinutí (příklad: látací příze) •Skaní – spojování dvou nebo více jednoduchých přízí se zákrutem a jejich navinutí •Snování – příprava osnovy pro následné tkaní či pletení, tj. navinutí velkého množství přízí (stovky) vedle sebe na osnovní vál. jednostupňové a vícestupňové skaní Skaní (vlevo jednostupňové, vpravo vícestupňové) Plast nebo papír na přást, přízi Výhodou možnost rychlého odvíjení směrem vzhůru bez otáčení cívky Tvary cívek Osnovní vál – pro paralelní návin osnovních přízí pro tkaní nebo pletení osnovní pleteniny Dokončovací operace 2.2. Výroba syntetických vláken • Běžná vlákna (viskóza, polyester, poylamid, polypropylen aj.) se vyrábějí v podobě „nekonečného“ vlákna zvlákňováním. • •Zvlákňuje se buď do: • - horkovzdušné komory či šachty (poylpropylen, většina polymerů) • - lázně (viskóza) • • extrudér se šnekem Chlazení vzduchem Svazek vláken Dloužení a navíjení Zvlákňování do šachty extrudér se šnekem lázeň navíjení Zvlákňování do lázně Zvlákňování •Obvykle se při zvlákňování vytváří několik až několik desítek jemných vláken současně (tzv. multifil). Počet průměr a průřez vláken lze snadno modifikovat pomocí volby zvlákňovací hubice, tedy „síta“, přes které je extrudovaný polymer z extruderu vytlačován. Příklad zvlákňovací hubice (otvory mají být rozmístěny pravidelně) Laboratórne zvlákňovacie zariadenie [Š Æ16] Základná modifikácia Dávkov. čerp. s pohonom Obdélníkový popisek: Prevodovka Prevodovka Obdélníkový popisek: Závitovka extrúdera Závitovka extrúdera Zvlákňov. blok Obdélníkový popisek: Pohon extrúdera Pohon extrúdera Násypka granulátu Obdélníkový popisek: TS Æ 16 mm TS Æ 16 mm Zvlákňování – schéma extruderu Laboratórne zvlákňovacie zariadenie [Š Æ16] Modifikácia s galetovým odťahom a navíjaním na cievku Vlákno Džínovina Vlákno od vaničky Navíjací stroj K dlžiacemu a navíja-ciemu zariadeniu Fialová motanina Zvlákňovacia hubica : jednootvorová - kruhového profilu, Æ = 1,0 mm, D = 4 Dávkovanie : 1,8 g.min-1 Odťahová rýchlosť : v závislosti od zrealizovaného l Výstupná rýchlosť : 150 m. min-1 Navíjacia rýchlosť : 150 m. min-1 Základné technologické parametre Variant Z1 / Z2 // ZB GD1/GD2 Ohrev G1 variant „a“ 210/210//210°C 118 / 150 m.min-1 variant „b“ 210/210//210°C 118 / 150 m.min-1 G1> 40°C variant „c“ 220/220//230°C 118 / 150 m.min-1 G1> 40°C variant „d“ 220/220//230°C 130 / 150 m.min-1 G1> 40°C Jednotlivé kroky pri nastavovaní technologických parametrov až po dosiahnutie optimálnej procesnej stability boli nasledovné : Z1 ohrevná zóna 1 extrúdera Š1 Z2 ohrevná zóna 2 extrúdera Š1 ZB ohrev zvlákňovacieho bloku Š1 GD1 rýchlosť galetového dua 1 [m. min-1] GD2 rýchlosť galetového dua 2 [m. min-1] G1 ohrev galety [°C] Zvlákňování – příklad technologických parametrů Dloužení Vlákno od extruderu Navíjecí stroj Při dloužení se extrudované vlákno délkově protáhne obvykle v poměru cca 1:2 – 1:5. Tím se polymerní řetězce ve vlákně lépe zorientují ve směru vlákna a vlákno získá pevnost a sníží se jeho tažnost. Dlouží se: - za tepla na vyhřívaných válcích (viz. obr.). Horní dvojice GD1 se točí pomaleji než dolní GD2, vlákno se tedy mezi nimi protáhne. - za studena (méně často) podobně, ale bez ohřevu. GD1 GD2 Další operace se syntetickým vláknem Nekonečný multifil je dále možno: -Nechat tak (tzv. hladký multifil) -Tvarovat (pro zlepšení omaku a pružnosti) za tepla nebo za studena – narušením povrchu a/nebo vzájemným promísením vláken. -Trhat nebo stříhat – vznikají několik cm dlouhá vlákna (tzv. střiž), která lze směsovat s přírodními vlákny nebo příst klasickými technologiemi. - Tvarování – možné způsoby Technologie výroby plošných textilií • Délkový textilní útvar (příze) je buď hotovým produktem (šicí nit, provaz, lano, stužka apod.), nebo se dále zpracovává na plošnou textilii. Rozeznáváme tyto 3 technologické procesy výroby plošné textilie: • • 1)Tkaní 2)Pletení 3)Výroba netkané textilie (vpichování apod.) 3.1. Tkaní •Tkaní je spojování dvou nití (osnovní a útkové) vzájemným provázáním (obvykle jsou navzájem kolmé). • •Různými způsoby provázání lze vytvořit různé vazby tkaniny. Vazba ovlivňuje mechanické parametry, omak, prodyšnost apod. • •Počet osnovních či útkových nití na jednotku délky (obvykle na 1 cm, někdy na 10 cm) vyjadřuje parametr zvaný dostava tkaniny. Vazby tkanin Fáze tkaní 1)Snování 2)Navádění osnovy 3)Vlastní tkaní 4)Dokončovací práce (zarovnání krajů, prohlídka, oprava vad) Snování a navádění osnovy • Snování je přípravná operace, při které se na osnovní vál navíjí paralelně vedle sebe mnoho desítek/stovek nití, které později při tkaní budou tvořit osnovu tkaniny. • • Při navádění osnovy se osnovní nitě z osnovního válu navádějí do tkalcovského stavu. V této fázi se na ně umísťují lamely osnovní zarážky, což jsou plíšky, které při přetrhnutí osnovní nitě spadnou do trychtýře pod osnovou a způsobí zastavení činnosti stavu. • • Při snování i navádění je třeba respektovat střídání barev nití podle požadovaného vzoru. Tkalcovský stav Soubor:Weben 3.jpg 1 – osnovní vál 2 – nítěnky (drátěná očka) 3 – list (rám na němž jsou zavěšeny nítěnky 4 – prošlup (mezera mezi “horními“ a „dolními“ osnovními nitěmi 5 – zanašeč útku (zařízení, protahující prošlupem útkovou nit) 6 – paprsek (zařízení k utahování útku) paprsek plochý Paprsek a navádění osnovy do něj Schéma tkalcovského stavu Žakárový tkalcovský stav •Běžný tkalcovský stav má jen několik málo listů (minimálně dva), existuje jen omezené množství kombinací které osnovní nitě jsou „nahoře“ a které „dole“. •V žakárových stavech lze pomocí táhla ovládat jednotlivé osnovní nitě nezávisle na ostatních. Takto lze vytkávat prakticky libovolné vzory. Používá se např. při tkaní ozdobných stužek. •Požadavky na příze pro zpracování pletením: hladká, ohebná, rovnoměrná, pevná. • •Obecně je pletení více náročné na kvalitu zpracovávané příze než tkaní či jiné technologie. • • • Výroba plošných textilií - pletení PLE-zatah-2 Namáhání nitě při pletení PLE-2-01-b Pletení - tvorba pleteniny •Pletenina může vzniknout např ze soustavy rovnoběžně položených nití s nedostupnými oběma konci. Pletení – pletací jehly PLE-2-07a-b Na pletení se podílí velké množství pletacích jehel, které mají různou konstrukci (viz. obrázek), ale princip je prakticky stejný. a)Jazýčková jehla b)Háčková jehla c)Závěrková jehla Pletení – funkce jehel PLE-2-08-b a - jehla drží očko X b, c - vyvléká se z očka d - chytá očko Y e – g - Protahuje Y skrz X a) -Osnovní pletací stroje – plete se z osnovy, výsledkem je pás pleteniny -Okrouhlé pletací stroje – mají kruhové uspořádání jehel a výsledkem jejich funkce je „hadice“, tedy válcový nekonečný útvar. Pletení – vybrané druhy strojů Soubor:Circular knitting machine.jpg Pletení – druhy strojů Okrouhlý pletací stroj PLE-Osnov-pletarna Osnovní pletací stroj •Netkaná textilie – textilie vyrobená jinak než tkaním či pletením. • •Vyrábí se: • •Vpichováním •Tepelným či chemickým pojením •Zvlákňováním (spun bond, melt blown) • •Použití – filce, technické aplikace (automobily, geotextilie, filtry,…), tašky, zdravotnické prostředky, klobouky,… Výroba plošných textilií – výroba netkaných textilií •Netkané textilie se vyrábějí z nových či recyklovaných vláken nejčastěji vpichováním: • 1)Na mykacím stroji (principielně shodném s tím, který se užívá při výrobě přízí se vyrobí tenká pavučinka. 2)Několik pavučinek se volně naklade přes sebe, stlačí mezi dvěma válci a poté propichuje soustavou speciálních jehel, pohybujících se kolmo k ploše textilie. Jehly díky tvaru svého hrotu projdou hladce vzhůru a cestou dolů zachytí z horních vrstev vlákna, která protáhnou celým objemem textilie směrem dolů. Takto protažená vlákna pak z tenkých pavučinek vytvoří kompaktní a pevný plošný útvar. Výroba netkaných textilií - vpichování F:\Projekty\DIDACTEX\elearning\návrhy\popisproduktu\propichovani.gif Výroba netkaných textilií - vpichování •Netkané textilie se vyrábějí z nových či recyklovaných vláken takto: • a)Použije se směs vláken, z nichž některé mají výrazně nižší teplotu tání než ostatní b)Po výrobě vrstvy pavučinek se za působení vysoké teploty některá vlákna nataví a fungují jako pojivo. c) •Poznámka: pojení může probíhat též „klasickými“ lepidly. • • • • Výroba netkaných textilií - pojení •Probíhá podobně jako výroba syntetických vláken: z extrudéru s roztaveným polymerem jsou tryskami vyfukována tenká vlákna, která dopadají nahodile či pravidelně na dopravníkový pás (či na podkladní textilii, papír apod.), cestou tuhnou a vytvářejí souvislou vrstvu. • Názvy technologií: spun bond, melt blown • Poznámka: největší evropský výrobce netkaných textilií je česká firma Pegas Nonwovens. • •Zvláštním případem zvlákňování je elektrospinning, při kterém vznikají velmi jemná vlákna. • Poznámka: první komerční stroj využívající tohoto principu byl český Nanospider firmy Elmarco. Výroba netkaných textilií - zvlákňování Domácí úkol 1)Pro jak staré děti by mohla být aktivita určena? Proč? 2) V rámci jakých předmětů na ZŠ, gymnáziu, SŠ, SOU, popř. přímo na Vaší škole byste jako učitel aktivitu realizoval? Kde v aktivitě je ten který předmět patrný? 1) 3)Jak dlouhý časový úsek byste jako učitel pro realizaci této aktivity ve výuce vyhradili? Zdůvodněte odpověď na základě vlastní zkušenosti s absolvováním aktivity. 4)Jakým způsobem byste v různých vyučovacích předmětech ověřili, co si žák z absolvování aktivity odnesl? 5) 5)Prezentujte vlastní názor na aktivitu (co se vám osobně líbí/nelíbí, co a jak by mohlo být jinak… „Absolvovat“ e-learningovou aktivitu na http://www.didactex.cz/final.html a promyslet odpovědi na otázky: