bazele tehnologiei materialelor textile netesute
TRANSCRIPT
-
I N S T I T U T U L P O L I T E H N I C I A IFACULTATEA DE TEHNOLOGIA l CHIMIA TEXTILELOR
rACjAfATlA Ot
5: Chiwi
Constantin Preda
BAZELE TEHNOLOGIEI MATERIALELOR TEXTILE NEESUTE
Pentru uzul studenilor 1 9 8 0
-
PREFAAI
Directivele Congresului al XlI-lea al Partidului Comunist
Romn prevd creterea produciei industriei uoare din ara
noastr ntr-un ritm mediu anual de 7 ,1 . . .8 %, n vederea satis
facerii oerlnelor de consum ale populaiei i extinderii expor
tului. Orientri principale de dezvoltare ale industriei uoare
vieaz mbuntirea substanial a structurii sortimentale i
calitii produselor, valorificarea la un nalt nivel a resurse
lor de materii prime naturale i sintetice din ar.
Ca una din cele mai importante ramuri ale industriei uoa
re, industria textil din ara noastr a cunoscut n ultimii ani
o dezvoltare impetuoas a tuturor sectoarelor componenta, Inclu
siv tnra industrie a textilelor neesute.
Un accent deosebit se pune pe intensificarea procesului de
modernizare a produciei Industriale, prin asimilarea de noi
prodase i reprolectarea celor existente. De asemenea, se insist
asupra elaborrii i aplicrii de tehnologii avansate care s
asigure sporirea productivitii muncii, reducerea consumurilor
specifice i creterea substanial a eficienei economice.
Prezenta lucrare este elaborat pe baza programei analiti
ce a disciplinei "Bazele tehnologiei materialelor neesute" l
constituie primai curs universitar de acest fel care apare n
ara noastr.
Coninutul cursului se nscrie n aciunea de perfeciona
re a nvmntului tehnic superior, prin legarea acestuia cu
cerinele cercetrii tiinifice i produciei, n vederea satis
facerii cerinelor de pregtire profesional a viitorilor specia
liti din industria textil.
2h lucrare s-a urmrit o exprimare concis l clar, cu
scopul de a uura nelegerea temeinic a laturilor teoretice i
practice privind elementele de baz ale tehnologiei materialelor
textile nsesute.
-
- * -
iasd ti-se eeams de programele aaalifci.ce ale altor cussur i
(Fbre textile, Chimia polimerilor, -Fizica polimerilor, Bazele
fcehneiogiei firelor, Bazele tehnologiei esturilor, Bazele teh
nologiei tricoturilor i confeciilor), s-a urmrit evitarea unor
suprapuneri i reluarea unor probleme deda cunoscute de studeni.
Cursul se adreseaz studenilor din anul IV, Facultatea de
tehnologia i chimia textilelor, secia de tehnologia firelor i
esturilor. De asemenea, el poate constitui un preios ndrumar
pentru specialitii din producie, cercetare i proiectare care
au ic preocuprile lor probleme privind tehnologia materialelor
textile neesute.
Lucrarea reprezint rodul eforturilor depuse de autor d-
tr-c perioad de mai muli ani pentru studierea unui vast mate
rial bibliografic i pentru elaborarea unui numr nsemnat de lu
crri tiinifice n domeniul textilelor neesute.
De un real ajutor n elaborarea acestui curs au fost vizi
tele de documentare la Facultatea de textile din Lberao - 8 .3 .
Cehoslovacia i ndrumrile primite din partea profesorului
Badkc Krfcma, eminent personalitate n domeniul textilelor nee
sute, recunoscut pe plan mondial De asemenea, menionez ajuto
rul primit ca urmare a colaborrii de cercetare tiinific ca
Institutul de cercetri textile Bucureti, Direcia tehnic a
Ministerului Industriei Uoare l ntreprinderi de profil din
Bistria, Bucureti, Iai i Buhui.
Tuturor celor care m-au ajutat la elaborarea presantei lu
crri le exprim alese mulumiri i profund recunotin.
AUTOHUL
-
CAPITOLUL 'iiiREAL1ZAR1 SI TENDINE DE DEZVOLTARE A PRODUCIEI DE MATERIALE TEXTILE NETESUTE
Textilele neesute snt produse textile obinute prin pro
cedee diferite fa de cele clasice de esere i tricotare. Sie
se obin prin consolidarea mecanic sau chimic a unui suport
textil constituit din straturi fibroase sau combinaii de strat
f ibros i fire, esturi i fire, esturi sau tricoturi i f i
bre.
Id mod paradoxal, cu cit termenul de textile neesute de
vine tot E i cunoscut, cu att devine mai dificil de definit.
Astfel, cele mai multe produse crora l i se atribuie aceast de
numire prezint o singur caracteristic comun i anume aceea
c nu au fost obinute prin procedee clasice de esere sau de
tricotare.
Iniial, denumirea de textile neesute a fost atribuit
acelor produse care se obineau dintr-un strat fibros, consoli
dat chimic prin liere.
Cu timpul, au aprut numeroase tehnologii de consolidare
att a- stratului fbros, ct i a unor combinaii de fibre,fire,
esturi sau tricoturi i folii din materiale termoplastice.
Astfel, textilelor neesute l i s-au atribuit o serie de
def in i iis
Prof. Badko KrSma /4 2 ,43 ,44 ,45 ,46 / definete textilele ne-
esute ca produse textile care se realizeaz din straturi fib
roase cu fibre orientate pe o singur direcie sau pe mai multe
direcii, care pot f combinate cu fire, esturi i materiale
plastice, consolidate prin procedee mecanice sau chimice.
La colocviul tiinific cu tema "Textile neesute i alte
materiale noi din fibre", organizat de AtST la Grenoble n anul
1969, textilele neesute au fost definite drept structuri texti
le obinute prin liere, prin mpslire sau mpslire i liere a
-
fibrelor, utilizndu-se procedee mecanice, chimice, termice sau
prin combinaii ale acestor procedee
Dei noiunea de textile neesute este considerat impro
prie, deoarece nu exprim adevratul sens al tuturor categoriilor
de produse pe oare le cuprinde, ea este folosit pe plan Interna
ionali NOJ fOVffl n limba englez, NON-TIBS^ n limba francez,
NETKANI n limba rus.
lh limba german, n locul denumirii de textile neesute
se folosete termenul de textile legate (TSST3L VEHBUNDSTOFFE).
Tot mai mult este folosit denumirea de textile neconven
ionale (NOU-CONVENIONAL FA3RICS n limba englez) care este
atribuit tuturor produselor textile obinute prin procedee dife
rite de cele de filare, esere i tricotare.
La simpozionul Internaional de la Praga din anul 1962 >
textilele neesute au fost mprite n dou mari grupei
- textile neesute obinute prin consolidarea straturilor
fibroase cu adezivi i prin mpslire;
- textile neesute "semlneesute" obinute prin consolida
rea stratului fibros cu ajutorul firelor.
In aceast clasificare lipsesc foarte multe produse care
conin i alte suporturi textile (esturi, tricoturi, fire ). De
asemenea, lipsesc o serie de procedee de consolidare (coasere-
tricotare, coasere-1iere, coasere-scmoare, etc .).
Pentru eliminarea acestor deficiene, a fost susinut pro
punerea specialitilor din R.S. Cehoslovac ia ca textilele neesu
te s fie clasificate n dou mari grupei
- textile neesute consolidate mecanic;
- textile neesute consolidate chimic.
0 asemenea clasificare ar cuprinde majoritatea textilelor
neesute. Lipsesc textilele neesute care se pot obine ntr-un
proces continuu, att prin consolidare mecanic, ct i prin
consolidare chimic (consolidare mixt). De asemenea, din aceas
t clasificare lipsesc o serie de criterii de foarte mare impor
tan: materia prim, gradul de complexitate al tehnologiei de
consolidare, starea liantului i modul de aplicare a acestuia pe
suport- etc.
In ara noastr, Dr.Semerad Rdulescu /? 4 / a prezentat o
clasificare care ine seama de materia prim i procedeele de
formare i consolidare a stratului fibros sau a altor suporturi
text ile.
-
- 7 -
Dup De . W.Albrecht /1 3 V i G.Kirkenbarger /J 7 / , texti
lele neesute se pot clasifica n trei mari categorii:
(- textile neesate din fibrei
-
- materiale destinate pentru o singur ntrebuinare (ar
ticole sanitare, cearceafuri, rochii, etc. - materiale cu mas
redusa i ieftine)
- materiale cu durat de utilizare limitat;
- materiale destinate pentru un timp mai mare de utiliza
re (pleduri, mochete, articole tehnice, materiale auxiliare pen
tru confecii, etc.).
Dup aspectul pe oele dou fee, textilele neesute se pot
clas if ica n:
- textile neesute cu acelai aspect pe ambele feei
- textile neesute cu aspect diferit pe cele dou fee.
Practic, textilele neesate se pot obine din toate tipuri
le de fibre textile. Tendina de cretere a produciei de fibre
chimice fa de fibrele naturale (fig .1 .1 ) se regsete i n
producia de materiale textile neesute. In plus, se pune tot mai
mult accentul pe utilizarea fibrelor recuperate din materii pri
me secundare i deeuri care se preteaz cel mai bine procedeelor
de prelucrare neconven ional.
F ig .1 . 1.
In fig .1 .2 se prezint o schem general de clasificare a
materialelor textile obinute prin procedee ne convenionale, i~
nndu-se seama de materia prim, procedeele de consolidare chi
mic, mecanic i mixt (mecanic i chimic) i particularit
ile tehnologiilor de consolidare (funcie de tipul liantului,
funcie de modul de depunere a liantului, funcie de tipurile
de ace de coasere-tricotare, etc .).
Primul brevet acordat pentru obinerea de textile neesute
dateaz din anul 1860.
Producia mondial de textile neesute este pentru prima
oar consemnat n statisticile anulai 1940, cnd se realizau
-
25 tone* Imediat dup cel de al doilea rzboi mondial, producia
mondial a ajuns la 11450 tone/an, cea mai mare parte a acestei
producii fiind realizat n S.U.A.
In ultimii 30 de ani, producia mondial de textile nee
sute a crescut continuu, ea fiind evaluat la 150.000 tone n
anul 1967, 203.000 tone n anul 1971 i 452.000 tone n anul 1975.
Ritmuri de dezvoltare deosebit de nalte (14 %) s-au n
registrat n S.U .A . care deine i ponderea cea mai mare n pro
ducia mondial (77 % n anul 1965, 74 % n anul 1970) .
Se estimeaz faptul c, ponderea textilelor neesate n
consumul de materii prime textile, va ajunge n anul 196C la 3 , 536,
iar producia materialelor textile neesate n raport ou produc
ia de esturi va crete de la 8 % la 13 36.
Adm iind an ritm mediu anual de 11 56, Ducrot /89 / apreciaz
c n anul 1985, pentru producerea de textile neesute se va con
suma 9 % din producia mondial de fibre textile.
Aa cum se poate observa din tabelul 1 .1 , exist tendina
creterii ponderii produciei de tricoturi i textile neesate,
n comparaie cu producia de esturi.
Tabelul 1 .1
(Tipul de material textil
A n u l196'- ... 1980
[esturi 80 % - 85 % 76 36 - 80 % 60 % - 70 %
{Tricoturi 14 36 - 17 % 18 % - 20 36 24 % - 32 36
Eextiie neesute 1 36 2 S - 3 % 5 % - 8 %
Snt ri n care ponderea tehnologiilor neconvenionale
prezint creteri deosebite. Astfel, n R.D.German, pentru pe
rioada 1970-1990 se prevede ca producia de textile neesute s
reprezinte 30 % din producia total de materiale textile, fa
de 24 % pentru tricoturi i 46 % pentru esturi.
lancSa de destinaie, procentele diferitelor categorii de
produse preliminate s fia obinute n anul 1980, comparativ cu anul 1968, pot f i urmrite n tabelul 1 . II .
Creterea produciei de fibre sintetice a Impus ca necesa
r aplicarea tehnologiilor de obinere a textilelor neesute
direct din polimer. Astfel, n anul 1976, producia de textile
neesate obinute prin extrudare direct din polimer a fost de
-
- 10 -
Tabelai l . I I
Produse textile neesute,cu diferite destinat ii
H fat de prod net ia mondial1966 I9S0
Articoie tehnice 35 20
Articole de uz casnic 17 18
mbrcminte 20 22
Articole sanitare 10 15
Acoperitori de pardoseli 15 20
nlocuitori de piele 3 C
50.000 tone, din oare 80 % s-a obinut n S.U .A . Pn n anal
1981, producia de textile neesate obinute direct din polimer se va dubla. Acest lucru este explicabil datorit indicilor de
prod^-t ivitate foarte ridicaii de 2000 ori mai mare fa de o
main automat de esut cu o vitez de lucru medie de 5 m/h.
Dezvoltarea n ritm susinut a produciei de textile nee-
sute are .la baz o serie de factori tehnico-economici, dintre
care se menionQazi
- proces tehnologic mai scurt fa de tehnologiile clasi
ce de esere i de tricotares
- viteze de lucru i productiviti foarte mari n compa
raie cu tehnologiile clasice de esere i de tricotare
- preuri de cost, n cele mai multe cazuri, mai mici de
ct cele ale esturilor i tricoturilor cu destinaii similare*
- investiii specifice cu costuri sub valorile nregis
trate pentru esturi sau pentru tricoturi.
Vitezele de lucru nregistrate pe agregatele destinate pro
duciei de textile neesute snt net superioare fa de cele nre
gistrate pe maini de esut sau pe maini de tricotat. Astfel,
viteza de lucru a unei maini de esut este de 0 ,07 . . . 0 ,1 m/minut,
viteza de lucru a unei maini de tricotat cu urzeal este de
1,5*1,7 m/minut, fa de 5 m/minut ct se realizeaz pe agre
gate care produc textile neesute consolidate mecanic i 1,7
m/minut ct reprezint viteza de lucra a agregatelor care produc
textile neesute consolidate chimic prin liere.
Productivitatea medie nregistrat pe agregate care produc
textile neesute este ds 17 kg/om or la procedee uscate i
32 kg/om la procedeele umede, fa de 3 kg/om or, ct se nre
gistreaz ntr-o estor ie de bumbac i 4-,5 kg/om or, ct se nregistreaz ntr-o filatur de ln cardat.
-
- 11 -
Bac se iau n consideraie unele aspecte economice privind
preul de cost pentru articole similare, rezulta valori mai mici
pentru textilele nessute n comparaie cu esturile sau trico
turile. Astfel, suportul pentru izolaii hidrofuge realizat prin
esere este cu 20 % mai scump dect produsul neesut similar,rea
lizat prin tehnologii de coasere-tricotare. Vatlrul neesut este
cu 71,1 % mai ieftin dect canafasul esut.
Sxlst situaii, mai puine ca numr, n care produsele
textile neesute au pre de cost mai ridicat, fa de produsele
similare obinute prin tehnologii clasice. Astfel, materialele
neesute destinate confecionrii rochiilor (materiale obinute
pe maini tip MALMO) snt cu 27,3 % mai scumpe dect materialul
similar esut i cu 19,3 % mai scump dect materialul similar
tricotat.
In general, investiiile specifice pentru textile neesute
snt mai mici fa de esturi sau tricoturi. Astfel, pentru ca-
afas neesut investiia specific este cu 19,3 % mai mica dect
n cazul canafasului esut.
Pentru cele mai multe cazuri, consumul de energie electri
c este mai mic n cazul produciei de textile neesute, n com
paraie cu producia de esturi sau tricoturi. Astfel, pentru
obinerea a 1000 m2 material textil neesut se consum cea 38
fcwh, fa de 250 kwh ct se consum pentm obinerea a 1000 m2
esturi.
In ara noastr, primele cercetri ntreprinse pentrn tex
tile neesute au fost efectuate la Institutul de cercetri tex
tile din Bucureti, sub conducerea dr.ing.Semerad Bdulescu. Cer
cetrile au fost ncepute n anul 1957, iar n anul 1963, n ca
drul ntreprinderii industria bumbacului Bucureti a luat fiinO
prima secie de textile neesute care realiza 620.000 m /an , ma
teriale auxiliare pentru confecii textile.
In continuare, au aprut noi secii n cadrul Ihtreprnde-
rii textile Galai i la ntreprinderea "Munca textil" din Bu
cureti. Iii momentul de fa, dou ntreprinderi ("Hetex" Bistri
a i "Munca textil" Bucureti) snt specializate numai n
producia de textile neesute, ele realiznd o producie de cca,
30.000.000 m2/an. De asemenea, au aprut noi secii de textile
neesute la ntreprinderea "Industria iutei" Bucureti, la I.P.A
Corabia, la ntreprinderea romn de psle Bucureti, la ntre
prinderea de piele sintetic Bucureti i la ntreprinderea
-
- 11 -
Bac se iau n consideraie unele aspecte economice privind
preul de cost pentru articole similare, rezult valori mal mici
pentru textilele neesute n comparaie cu esturile sau trico
turile. Astfel, suportul pentru izolaii hidrofuge realizat prin
esere este cu 20 % mai scump dect produsul neesut similar,rea
lizat prin tehnologii de coasere-tricotare. Vaticul neesut este
cu 71|1 % mai ieftin dect canafasul esut.
Sxlst situaii, mai puine ca numr, n care produsele
textile neesute au pre de cost mai ridicat, fa de produsele
similare obinute prin tehnologii clasice. Astfel, materialele
neesute destinate confecionrii rochiilor (materiale obinute
pe maini tip M.L3M5) snt cu 27,8 % mai scumpe dect materialul
similar esut i cu 19,5 % mai scump dect materialul similar
tricotat.
In general, investiiile specifice pentru textile neesute
snt mai mici fa de esturi sau tricoturi. Astfel, pentru ca-
aafas neesut investiia specific este cu 195 % mai mic dect
n cazul canafasului esut.
Pentru cele mai multe cazuri, consumul de energie electri
c este mai mic n cazul produciei de textile neesute, n com
paraie cu producia de esturi sau tricoturi. Astfel, pentru
obinerea a 1000 m2 material textil neesut se consum cca 38
kwh, fa de 250 kwh ct se consum pentru obinerea a 1000 m2
esturi.
In ara noastr, primele cercetri ntreprinse penfcrn tex
tile neesute au fost efectuate la Institutul de cercetri tex
tile din Bucureti, sub conducerea dr. ing.Semerad Bdulescu. Cer
cetrile au fost ncepute n anul 1957, iar n anul 1963 n ca
drul ntreprinderii industria bumbacului Bucureti a luat fiinp
prima secie de textile neesute care realiza 620.000 m /an , ma
teriale auxiliare pentru confecii textile.
In continuare, au aprut noi secii n cadrul ntreprinde
rii textile Galai i la ntreprinderea "Munca textil din Bu
cureti. 3h momentul de fa, dou ntreprinderi ("Netex" Bistri
a i "Munca textil" Bucureti) snt specializate numai n
producia de textile neesute, ele realiznd o producie de cca,
30.000.000 m2/an. De asemenea, au aprut noi secii de textile
neesate la ntreprinderea "Industria iutei" Bucureti, la I.P.A
Corabia, la ntreprinderea romn de psle Bucureti, la ntre
prinderea de piele sintetic Bucureti i la ntreprinderea
-
- 12 -
"Libertatea" Sibiu. S-a dezvoltat producia de covoare, pleduri
i blnuri TOTTED, existnd o ntreprindere specializat n aces
sens ("Dumbrava" Sibiu) i n construcie o alt unitate la Bo
olean pe Some.
Dup cum se poate observa din f ig .l .J , n anul 1978t pro
ducia de textile neesute din ara noastr a crescut de peste
10 ori fa de anul 1965. Salturi spectaculoase se vor nregis
tra n cincinalul 1981-1985 cnd oonsumul de fbre pentru texti
le neesute va ajunge la 56 % din necesarul de fibre pe n
treaga economie. '
Studiile de progno'
z prevd extinderea
utilizrii textilelor
neesute n fabricarea
mbrcmintei (tabelul
l .I I I ) n cadrul Cen
tralei Industriei con
feciilor. Creteri
deosebite se vor nre
gistra n ceea ce pri
vete utilizarea cu
precdere a textilelor
neesate ca materiale
auxiliare pentrr. con
fecii textile (tabe
lul l.XV).W g .l .J .
Un rol important n
dezvoltarea produciei de
textile neesute din ara
noastr a revenit cerce
trii tiinifice. Astfel,
n cadrul Institutului de
cercetri textile Bucureti
i n cadrul ntreprinderilor
de profil au fost elaborate numeroase tehnologii pe baza crora
se produc materiale cu destinaii diferites inserii pentru con
fecii textile, materiale fono i termoizolatoare pentra auto
turisme, vat pentru tapierie, suport pentru piele sintetic,
suporturi pentru izolaii hidrofuge, articole de uz sanitar,huse
Tipul de material text il
[Prognoza pe 1 an ii
Test uri 88 % 70 % 55 %
Tricoturi 10 % 25 % 55 *
|Tex_p.e neesute [ 2 %j 10J5_
-
- 13 -
pentru aparate de radio l
televizoare, acoperitori
de pardoseli, perdele,
pleduri, materiale fil
trante i altele.
O atenie deosebit
se acord l cercetrilor
privind valorificarea aa-
triilor prime secundare
i a deeurilor textile, ut 11 izndu-se procedee ne convenionale*
Dup cum se poate observa din f lg.1.4 exist tendina de cretere
a cantitilor existente de materii prime secundare l deeuri,
folosindu-se n spe
cial tehnologii ne-
convanlocala Pro
gramul Minister oloi
Industrial Uoare
privind valorificarea
materiilor prime, a
aateriilpr peime se
cundare i a deeu
rilor cuprinde o vast
tematic de cercetare tiinific privind elaborarea unor noi
tehnologii pentru obinerea de noi produse: materiale textile ne
esute cu proprieti fono l termoizolatore(materiale pentru
perei despritori l tavane, materiale pentru izolarea conduc
telor, materiale nlocuitoare de ap de egalizare, mochet In-
teresut, etc .), inserii pentru armarea maselor plastice, ma
teriale filtrante pentru drumuri i terasamente la ci ferate ,
materiale de nsmnat taluzurl, terenuri erodate i hale de
steril, plci presata nlocuitor de lemn i altele.
Se prevede ca pe baza cercetrilor proprii, s se realize
ze noi capaciti de producie la Rmnicu Vlcea i n judeul
Iai. De asemenea, exist preocupri privind proiectarea i rea
lizarea n viitorul cincinal a unor utilaje destinate produci
ei de textile neesute.
Tinnd seama de cerinele de viitor, privind pregtirea
cadrelor necesare produciei de textile neesute, n cadrul Fa
cultii de tehnologia i chimia textilelor s-a introdus cu
ncepere din anul universitar 1972-1973 curs da textile oe-
P is .1 .4 .
tabelai 1.1?
Tipul de material ters 11
Proenoza ne anii1980 2000
esturi 65 % 40 % 20 %
Tricoturi 5 % 10 % 15 %
Text ile neesute 30 % 50 % 65 %
-
- 14 -
esute cu caractcr opional care, dup anul 1976 a devenit obli
gatoria pentru toi studenii de la seciile de tehnologia fire
lor i esturilor i tehnologia tricoturilor i confeciilor.
Odat cu introducerea noului curs au fost create condiiile ne
cesare pentru baza material necesar activitii practice i de
cercetare tiinific. Cu sprijinul Ministerului Industriei Uoa
re exist n plan construirea unei staii pilot de textile nee
sute, necesar bunei desfurri a activitilor didactice, ti
inifice i de producie.
-
CAPI OLUL 211FO RM AREA STRATULUI F1RRDS
2 j PBOCBDEB DB FORMABB A STRATULUI FIBROS
In vederea obinerii materialelor textile din fibre, este
necesar ca mai nti s fie format un strat fibros^care ulterior
va f i supus unui proces de consolidare mecanic sau chimic.
Pentru unele produse se aplic ambele procese de consolidare
(consolidare mixt).
Prin strat fibros sau ptur fibroas se nelege suprapu
nerea a dou sau a mai multor vluri debitate de una sa mal multe
carde precum i aglomerarea de fibre transportate de cureni de
aer sau de suspensii ap-fIbre, depuse pe benzi transportoare
sit sau cilindri sit.
Procedele de formare a stratului fibros se pot clasifica
dup mai multe criterii:
- dup orientarea fibrelor n stratul fbros;
- dup starea fizic n care se realizeaz procesul de for
mare}
- dup elementele care realizeaz transportul stratului
fibros.
Dup orientarea fibrelor n stratul fibros, procedeele de
formare se mpart nt
- procedee de formare cu orientarea fibrelor pe o anumit
d irec ie
- cu orientarea fibrelor pe direcie longitudinal
. (procedee de cardare)}
- cu orientarea fibrelor pe direcia unghiului de
pliere (procedee de cardare-pllere)
- cu orientarea fibrelor pe dou direcii (direcie
longitudinal i direcia unghiului de pliere)}
-
- procedee de formare cu orientarea multidirecional a
fibrelor:
- cu transport pneumatic al fibrelor;
- cu formarea stratului fibros n stare umed, dii
Dup starea fizic n care se realizeaz formarea stratul
fibros se distingi
- procedee uscatei
- procedee umede.
Dup elementele care realizeaz transportul stratului f i
bros, procedeele de formare se pot clasifica nt
- procedee de formare cu transport al stratului fibros pe
benzi transportoare simplei
- procedee de formare cu transport al stratului fibros pe
benzi transportoare sitt
- procedee de formare cu transport al stratului fibros pe
benzi transportoare care se deplaseaz ntr-un cmp electrosta-
t ici- procedee de formare cu transport al stratului fibros as;
gurat de cilindri sit i benzi transportoare.
Stratul fibros format poate f i direct consolidat sau poat
f i supus mai nti unui proces de preconsolidare prin interese-
re (mpslire cu ace) dup care se realizeaz consolidarea final
prin procedee mecanice sau chimice.
2.2.gORMA1gSA STRA!IIULPI FIBROS CP ORIENT ARBA f ibrelor PS DIRSCTIB LOMGCTPDIKALA
Procedeele de formare a stratului fibros cu orientarea fi
brelor pe direcie longitudinal snt cunoscute i sub denumirea
de procedee de cardare, ele folosind dou sau mai muite carde
care debiteaz vluri ce snt suprapuse.
Stratul fibros (SF) rezult prin suprapunerea a n vluri
V debitate de cele n carde
n
SF . vx v2 vn = g v tSe folosesc carde din filatura de ln, cu producii de
30...100 kg/b i carde din filatura de bumbac, cu producii de 15*-.45 kg/h.
-
Oardele de ln snt folosite atunci cnd snt prelucrate
fibre cu fineea mai mare de 3,3 dtex (3 den) i lungimi foarte
7ariate, cuprinse ntre 15 mm i 100 mm (mai ales pentru ames
tecuri cu fibre recuperate din materii prime secundare i dee-
ir i ) .Pentru fibre cu fineea pn la 3 ,3 dtex i lungimea pn
la 50 mm se folosesc carde de bumbac
Limitele foarte largi pentru produciile oardelor depind
de fineea fibrelor care snt prelucrate i de limea de lucru
a cardei. In f ig .2 .1 se prezint diagrama de variaie a produc
iei (Qc) unei carde de ln, cu limea de 2000 mm, n funcie
de fineea fibrelor (X ).
Producia cardei
depinde i de tipul
fibrei care se pre
lucreaz. Astfel,
la aceeai finee
de fibr, produc
ia cardei va f i
mai mare la prelu
crarea fibrelor po-
liasterice n com
paraie cu fibrele
poliamidice.
In f ig .2 .2
este reprezentat
diagrama de var ia
-ie a masei pe unitate de suprafa a vlului (M ) n funciePy
de fineea fibrelor}
pentru dou situaii
1 izit ntlnite pe o
card de ln cu l i-
ea de 2000 mmi vluri
fise Cl) i vluri
groase (2 ) .
In mod curent se
lucreaz cu vLuri ce
su naa cuprins ntre
16 g/a2 i 25 g/m2 pen-
rs fibre lungi, tip
lin i cu vluri oe as ? ig .2 .2 .
-
- 18 -
p pmasa cuprins ntre 3 g/m i 10 g/m pentru fibre scurte,
bumbac*
Pentru obinerea stratului fibros cu orientarea fibre
pe direcie longitudinal se folosesc dou procedee: pentru
xuri continue i pentru fluxuri discontinue.
Pentru procedeele n flux continuu snt agregate dou
mai multe carde care dbteaz vlurile ce se suprapun n vec
obinerii stratului ffbros.
In f Jg.2.3 se prezint schema de principiu pentru un <
gat de formare a stratului fibros cu trei carde (K^, K2 i I
depun succesiv vlurile v^,v2 i v^ pe banda transportoare 1
Fig. 2.3.
care va alimenta stratul fibros SF la mainile destinate real
zrii procesului de consolidare.
Pentru obinerea stratului fibros este necesar respect
rea condiiei
n care V , i Vw reprezint vitezele de debitare a vl*1 2 3 -
rilor oardelor ejk2 3 iar reprezint viteza benzii
transportoare I .
Instalaia prezentat n f ig .2*3 prezint dezavantajele
cauzate de problemele ce le ridic ntreinerea benzii transpi
toare T aflat sub cardele K2 l K y
O alt soluie pentru obinerea stratului fibros este pi
zentafc n f ig .2 .4 .
Vlul debitat de carda este transportat de ctre be
zile i i t2 l Pe deasupra cardei K.,,. Vlurile debitate de
cele dou carde snt preluare de ctre banda transportoare
care mal departe poate transporta stratul fhros SF la mainii destinare consolidrii.
-
Fig 2.4.
Pentru obinerea stratului fibros este necesar respectarea
cood i ie i:
ir care V i T reprezint vitezele de debitare a vlurilor 1 2 _ _
sardelor , i Kp iar V-, , V , V i V reprezint vitezele1 1 a2 H
scailor transportoare T3 T4 *
Aceast -soluie nu se recomand pentru vluri cu masa peO
citate de suprafa mal mici de 10 g/m , care se pot deforma
stb aciunea curenilor de aer.
Pentru exemplificarea procedeelor discontinue, se prezint
ica soluii ( f ig .2 .5 l 2 .6 ) n care stratul fibros format este
transportat la mainile de consolidat, existnd i perico
lul deformrii acestuia sau a delaminrii (atunci cnd stratul
-bros este desfcut).
In f ig .2 .5 este prezentat un agregat compus din dou carde
I. l E2 aezate fa n fa. Vlurile snt preluate de benzile
: : izsportoare l suprapuse cu ajutorul cilindrilor 1 i
1 i apoi nfurate sub form de sul, cu ajutorul cilindrilor
3 9i
-
- 20 -
eotru. obinerea stratului fibros este necesar res;
cond i ie i:
M - k j = l v l = l v l - k i l - F a l - W - F i .
n care, Vg i Vv reprezint vitezele de debitare a vli K
reprezint vitezele bec1 2 _
1 2 de la cardele i X2 , VT^ i V
transportoare T^ i 2 , iar V^, V2 , V^ i V^ reprezint v
periferice ale cilindrilor 1 , 2, 5 i 4 .
.Pentru scoaterea stratului fibros SF snt necesare o;
ale alimentrii i debitrii oardelor l K2>
In cazul fibrelor lungi, tip ln, carda se poate agi
cu band transportoare tip MARTIN (f ig .2 .6 ) . Vlul de fibr<
detaat de pe cilindrul perietor al cardei 1, cu ajutorul ,1N*10 3
Limea materialului neesut (exprimat n m) se poate de
termina n funcie de lSimea suportului textil (l s) i n func
ie de limea marginilor care se ndeprteaz prin tiere (lm) .
De asemenea, lime- materialului neesut se mai poate calcula
i n funcie de numrul de ace care strbat suportul textil(Na)
i pasul irurilor (S , in mm)*
V 1s- im3 ( V 1 ) ,S *10" 3
Pentru produsele realizate din fire (po maini MALB& sau ARUTBX)
i pentru produsele MALJPOL, nu se face tierea marginilor l
i_* O.La produsele MaLIPOL, limea materialului neesut este
egal cu limea esturii. Ia schimb, coaserea nu se execut
pe ntreaga lise a esturii.
Producia teoretic a uaai maini de coasere-tricotare,ex
primat n kg de aatezlal textil noosut pe unitate de timp T
-
98
se calculeaz n funcie de producia teoretic exprimat n p p
m^/T i masa pe unitatea de suprafa (Mmp,in g/m ) a materialu
lui textil neesuti
K =** o 10 3V kg /T / /m /T / mp
Pt = (D-l).T.P.l].M__.10"6=Cn-l).T.P.S(]J -1).10 9.1'/k g /* / mp a P
Masa pe unitatea de suprafa a produsului textil neesut
poate f i exprimat ca o sum a masei pe unitate de suprafa a
suportului textil (Mfi) i masei de fire de coasere-tricotare con
sumat pentru consolidarea suportului textil (M^).
Kmp= V * tDup cum s-a artat la calculul parametrilor de structur
ai produselor consolidate prin coasere-fericotare (pag.71-72),mar-
sa de fir consumat pentru consolidarea unul metru ptrat de su
port textil (Mj)se exprim n funcie de parametrii de structur
F,S,D ,D i l t0 ,1 .I .D .D l.teXtD .D -p
u _ ....... ' 9 S a --- --- JL _ t i p*f Fm 104 P.S
Deci, M se va putea scrie l sub format
^fc8XD_D o fc
V V - f i M - - V W Formula final pentru producia teoretic a unei maini de
coasere-tricotare (producia exprimat n kg de material neesat
produs n unitatea de timp f) va fit
(n-l)(N -l) f .P - -------- ..P .S(M
V k g / / IO9 8 P *S
Pentru calculul producia! practice, producia teoretic
se nmulete cu randamentul mainii (- )
0 ,6 . . .0 ,8
La agregatele compuse din carde, maini de pliat i maini
de coasere-tricotare, producia teoretic se mai poate exprima
l n funcie de viteza de deplasare a stratului fibros (7^)
PW*/,' V *--0' 3
PV t s A / " PV ib/ d/ j V ' 5-
n care lgy este limea stratului fibros (n m).
-
g-J IIPO BI PB LIAHTI UTIL 12A II LA PBODPCBRBA TBEP3LBLOB HBTBSUTB
CAPITOLUL 6 fTEHNOLOGII CHIMICE DE CONSOLIDARE
PRIN LIERF
Primul brevet privind obinerea anul material textil nee-
sat consolidat prin llere s-a nregistrat n anul 1860, n S.U .A .
Pe plan mondial, mal mult de jumtate din producia oare
se realizeaz folosete procedee chimice de llere.
Lianii stilizai pentru obinerea textilelor neesate pot
proveni din polimeri naturali (derivaii celulozei i cauciucul
natural) sau din polimeri sintetloi*
Lianii din polimeri naturali, obinui din derivai al
celulozei (aceSatul de celuloz; metil celuloza etc.) se folo
sesc n special pentru consolidarea straturilor fibroase cu con
inut de fibre de bumbac, utilizate la obinerea articolelor de
uz sanitar.
Dintre lianii obinui din polimeri sintetici, cel mal
utilizai snt latexurile pe baz de polibutadien jstixsn l
polibutadienacrilonitril, rini vlnillce (poliacetat de vinii,
policlorur de vinii l policlorar de vlnlliden), rini feno-
lice, rini acrilice, pollamide l altele.
Pentru consolidarea suporturilor textile, lianii se uti
lizeaz. sub forai det
- dispersii apoase;
soluii cu solveni organici;
- fibre, pulberi i fo lii termoplasties.
Dispersiile apoase snt cele mai utilizate, ele asigurnd
o bun distribuire a liant aiul n suportul textil supus procesu
lui d consolidare.
-
Soluiile cu solveni organici snt utilizate rar, ele pre-
z a n t i n o serie de Inconveniente pre de coat ridicat, toxici
tate ridicat., inflamat 11 itate ridisat, cheltuieli suplimentare
n legtur cu realizarea unor instalaii de recuperare a solvenilor i de protecie mpotriva nocivitii.
Utilizarea fibrelor termoplastice n obinerea textilelor
neesute este rspndit, obinndu-se produse cu rezisten
foarte bun. Snt folosite n special fibre policlorvtoiiice (mi
nim 50 %'} n amestec cu alte fibre, consolidarea avnd loc sub aciunea cldurii i presiunii.
Consolidarea cu pulberi termoplastice este destul de uti
lizat, ndeosebi pentru obinerea de materiale auxiliare pentru
mbrcminte. Se folosesc n special pulberi din copoiimeri ai
clorurii de vinii cu acetat de vinii, consolidarea avnd loc sub
aciunea temperaturii.
Dintre foliile termoplast Ice utilizate pentru consolidarea
suporturilor textilecele mai folosite snt cele din polidorur
de vinii i din polietilen.
Utilizarea lianilor depinde i de destinaia produselor
textile neesute.
Astfel, pentru materiale neesute destinate ca suport pen
tru piele sintetic se folosesc dispersii apoase cu latex poll-
butadien-acrilonitrilic care au o bun afinitate fa de stratul
fIbros, rezisten la aciunea apei l a agenilor chimici pre
cum i elasticitate foarte bun. Pentru impregnarea mochetelor
TUF5CBD se folosesc dispersii apoase pe baz de latex batadien-
stirenic cu coninut variabil de st ir en.
Gama cea mai larg de aplicabilitate n producerea texti
lelor neesute consolidate chimic o au rinile acrilice, uti
lizate pentru obinerea inseriilor pentru confecii, a vatei
pentru matlasat, a articolelor de uz sanitar i casnic etc.
Pentru obinerea de materiale termosadabile utilizate ca
fono i termoizolali la autoturisme snt utilizate rinile vi
nii ice.
O utilizare din ce n ce mal larg o cunosc lianii termo-
senslbili de tip polbutadien-acrilonitrilic l poliacrilail,
stabili la temperatura camerei i care au proprietatea de a coa
gula ireversibil la temperaturi cuprinse ntre 50C i 70C. Se
asigur o bun difuzare a liantului n straturi fibroase cu mas
i grosime mari.
- 100 -
-
- 101 -
La consolidarea chimic prin liere, mpreun ca lianii
se folosesc i plast if lan i, emulgatori, stabilizatori, colorani,
antioxidani, solveni, materiale de umplere*
Plast If ian li modific proprietile mecanice ale substan
elor macromoleculare i scad temperatura de topire Se folosesc
n special la consolidarea stratului fibros cu fibre termoplasti-
ce.
Bmulgatorii snt substane care contribuie la formarea
emulsiilor, mrind stabilitatea acestora Ca emulgatori se folo
sesc spunurile, gelatina, cazeina a
Stabilizatorii (acidul oleic, acidul stearlc, alcoolul eti
lic .a .) snt utilizai la dispersii, ei formnd straturi de
protecie n jurul particulelor fetei disperse Si se folosesc
n special n cazul n care suprafaa fazei Idispers este hidro-
fob.
Antioxidant li snt utilizai mpreun cu liani pe baz
de cauciuc, ei acionnd mpotriva fenomenului de "mbtrnire".
Pentru reducerea preului de cost al liantului sejpot uti
liza materiale de umplere inactive care nu dau reacii chimice
cu liantul (carbonat de magneziu, sulfatul de bariu, sil leatul
de calciu etc.}. Se pot utiliza l materiale de umplere active
(oxidul de zinc, bioxidul de siliciu, silicatul de aluminiu etc)
cu aciune de cretere a rezistenei 1 ier ii.
0 2 Ba25LB TBOHET ZGB ALB PBOCESSLOR DB consolidare
PB TS IX3RB
0 2 1 ia de compatibilitate dintre liant si suportul
textil Porte moleculare de atracie
La realizarea contactului dintre suportul textil l solu
ia de* liere, sistemul obinut (suport text 11-1 iant) sufer va
riaii numai dac se produce o scdere a energiei libere a sis
temului
Ia vederea realizrii unei mbinri adezive, pentru o ct
mai bun adeziune ntre suportul textil i liant, trebuie ca
energia liber a- acestui sistem s scad.
Variaia energiei libere (A ? ) la amestecarea dintre dou
substane este dat de relaia:
A? = AH - T. A S
-
- 102 -
p oaxB A S reprezint variaia cldurii la amestecare, T repre
zint temperatura absolut, iar A S reprezint variaia de en
tropie.
Sntropia tinde ntotdeauna spre ud maz im. Dac moleculele
suportului textil atrag moleculele liantului* sistemul format
cedeaz cldur i deci AH- =0. Ih aceast situaie A F este
negativ lucru care atest compatibilitatea dintre suportul tex
til i liant.
In cazul n care moleculele suportului textil nu exercit
fore de atracie asupra moleculelor liantului atunci funcie
de diferena AE - S. AS, valoarea lui AF poate f i negativ
(deci, se r e a l i z e a z condiia de compatibilitate ntre liant i
suport) sau pozitiv (deci, nu exist compatibilitate ntre liant
i supori.
Pentru condiia de compatibilitate,
A F = A E - . AS -= 0 , lucrul posibil dac!
a) Afi = 0 i !T. A S = 0
b) AH =- 0 I . A S = 0 i I . AS =-AH
Cnd liantul este incompatibil cu suportul textil,
AF s A H - , A S > 0 , atunci cndt
AH =>0 i AH =f. AS
Deci, variaia cldurii la amestecare ( AH) depinde de
atracia dintre moleculele suportului textil i moleculele lian
tului.
Legturile chimice care genereaz fore de atracie ntre
suportul textil i liant se pot grupa n legturi primare i le
gturi secundare.
Legturile primare cuprind legturile electrovalente i
covalente. Legturile electrovalente pot f i luate n considera
ie n cazul adezivilor pe baz de proteine. Covalena este o le
gtur rigid n care atomii ocup unii fal de alii poziii
fixe ce nu pot f l schimbate fr a modifica chimic substana.
La formarea legturilor primare, sarcinile pozitive l ce
le negative ale atomilor participani nu snt complet neutrali
zate. Bmn nc n molecule energii reziduale care pot forma
fore de atracie secundare cunoscute i sub denumirea de fore
Van der Waals.
-
- 105 -
Forele Yan dar Waals se datorase urmtoarelor afecte:
- efectul de dispersie, care este o consecin a micri
lor electronilor din molecula nvecinate;
- efectul de orientare, care se datorete interaciunii
dipolilor electrici permanenii
- efectul de inducie^sauaat de dipolii permaneni ca acio
neaz asupra moleculelor vecine polar izb ile.
Forele datorate efectului de dispersie, numite i fore
de dispersie sau fore LOTDOK snt cela mal importante fore Van
der Waals. Sie snt fore nepolare i acioneaz n orice fel de
atomi, indiferent dac au sau nu sarcini electrice 3b toi com
puii organici forele LONDON reprezint mai mult de 80 % din
totalul forelor moleculare.
Pentru a nelege-cum acioneaz aceste fore, se pot ima
gina dou i modele atomice, fiecare dintre ele cuprinznd un nu
cleu pozitiv n jurul cruia graviteaz electronul ncrcat cu
sarcin negativ (fig .6 .1 ) . Ca urmare a rotirii electronilor, se
poate ajunge la o poziie n care elec
tronul unuia din atomi s fie foarte
aproape de nucleul celuilalt atom, n
timp ce electronul acestuia s fie pla
sat n partea opus l invers.Aceast
micare apare ndeosebi cnd micrile
electronilor din cei doi atomi deviz
ritmice, ceea ce face ca n final, n
una din molecula s ia natere un dipol instantaneu, care induce
n cealalt molecul un dipol de aceeai faz. Bezult atracia
moleculelor i scderea energiei sistemului.
Bnergia prodas datorit aciunii forelor de dispersie
este exprimat de relaia:
% * * : -
n care CC ^ i cC2 reprezint polarisabilitile moleculelor,
iar l I2 snt mrimi .legate de potenialul de ionizar a
moleculelor aflate ana fa de alta la distana d.
Forale da dispersia acioneaz la distane foarte mici
de aproximativ 4 aagstroai ( i ) , iar energia lor descrete cu
puterea a asea a distanei dintre moleculele ce formeaz noul
-
- 104 -
sistem Daci, pentru ca aciunea forelor LONDON s fie maxim,
distana dintre molecule trebuie s fie ct mal mic Aceste for
e nu depind de temperatur.
Dac se noteaz cu L_ forele de dispersie care acioneaz0ntre moleculele suportului textil i cu LL forele de dispersie
care acioneaz ntre moleculele liantului, atunci forele LONDON
de atracie dintre moleculele suportului textil i moleculele
liantului (Lg^) snt mai mici sau cel mult egale cu rdcina p
trat din produsul forelor de dispersie a moleculelor care vin
n contact
%Atunci cnd liantul vine n contact direct cu suportai
textil, an numr de contacte dintre moleculele de acelai fel
dispar l apar n schimb acelai namr de contacte dintre mole
cule diferite. Cldura Q care se degaj la amestecare se poate
exprima sub format
Q S -Lg- Ll* )2
Din aceast relaie se observ fapfrul c valoarea lui Q
este negativ, ceea ce exprim o scdere a variaiei energiei li
bere a sistemului l o atracie puternic ntre moleculele care
In n contact direct.
Forele datorate efectului de orientare se mai numesc i
fore de orientare sau fore KSS80U.
In orice molecul neutr, sarcinile pozitive localizate
n nucleu snt neutralizate de an namr egal de sarcini negative
ale electronilor.
Aa cum n mecanic se consider concentrarea masei n cen
trul de mas al corpului, se poate imagina QD centru al sarcini
lor pozitive i un centru al sarcinilor negative. Dac cele dou
centre coincid, molecula nu este polar. Dac cele dou centre
na coincid, molecula este polar,formnd un dipol electric.
Moleculele substanelor organice care conin oxigen, azot
aalf lhalogeni, snt molecule polare.
Forele KSESOM apar ca urmare a interaciunii electrostati
ce dintre zonele celor dou molecule care poartt sarcini de semn
contrar l care, datorit orientrii reciproce ajung fa n
fa.
-
105
Sin punct de vedere al zonelor cu sarcini electrice, mole
culele pot f i mprite n trei grupei molecule numai cu zone ac
tive pozitive, molecule numai cu zone active negative l molecu
le cu zone active pozitive l negative*
Primele dou tipuri de molecule nu prezint o interaciune
electrostatic important* In schimb, la amestecarea lor apare
o interaciune electrostatic ntre zonele cu activitate de semn
contrar*
Orientarea reciproc a moleculelor care duce la atracia
dintre ele corespunde unei stri mai stabile, la care atraola
depete respingerea.
Bnergia de atraciune dintre doi dipoli este direct propor
ional cu produsul dipolmomentelor ( i J^ ) i Invers propor
ional cu puterea a treia a distanei dintre moleculei
Aceast relaie este valabil numai la temperaturi joase.
La temperaturi nalte, agitaia termic reduce posibilitile
de orientare a moleculelor, iar energia produs datorit fore
lor de orientare se poate exprima sub format
n care T reprezint temperatura absolut, iar K reprezint con
stanta lui Boltzman*
Principalele proprieti ale forelor KBESOM snt
- se manifest numai n cazul moleculelor polarei
- depinde de temperatur i snt cu att mal mici cu ct
temperatura crete
- energia forelor OSSOM scade cu puterea a treia a dis
tanei dintre molecule, ceea ce indic faptul c raza de aciune
a forelor KBESOM este mai mare dect a forelor LONDON*
Forele KBESOM de atracie dintre moleculele suportului
textil i moleculele liantului (KSIj) se pot exprima sub forma:
n care Kg reprezint forele KBESOM de atracie dintre molecu
lele suportului textil, iar KL reprezint forele KS3S0M de
atracie dintre moleculele liantului.
A
-
106 -
Forele de inducie, numite i fore BE8I3 snt mai puin
importante dect forele LONDON i KSB3GM.
Forele BSBYB snt datorate efectului de inducie, cauzat
de dipolii permaneni care acioneaz asupra moleculelor vecine
polar iz abile.
In momentul apropierii unor ioni sau a unor molecule puter
nic polare de molecule uor polare, se induc n acestea din urm
dipolii numii indui. Ca urmare a Interaciunii dintre dipolii
Indui, se produce o atracie reciproc ntre molecule, atracie
asemntoare aciunii dipolilor permaneni, dar mai slab.
Bnergia produs de forele de Inducie este dat de rela
ia lui Debyes
Forele D ^ IS nu depind de temperatur i descresc cu pu
terea a asea a distanei dintre molecule. Ele prezint importan
pentru adeziune numai n cazuri izolate.
Bste cunoscut faptul c energia, de coeziune a unei substan
e este egal i de sens contrar cu energia intern.
Fenomenul n care Intervine nemijlocit energia intern l
constituie vaporizarea.
Cldura de vaporizare este strns legat de energia inter
n de vaporIzare, consumat pentru nvingerea forelor de atrac
ie intermolecular, echivalent cu energia de eoesiune De ase
menea, cldura de vapor izare este strns legat de energia ex
tern de vapor sara, consumat pentru nvingerea presiunii ex
terne de degajare a vaporilor..
n care AE^. reprezint variaia clduii de vapor isare, A Ky
reprezint variaia cldurii interne de vaporizare, A h re-^e
prezint variaia cldurii externe da vaporizare, R = 8,51 J/mol.
grad i reprezint constanta lui Boltzman, iar T reprezint
temperatura absolut.
Raportul dintre variaia cldurii interne de vapor ia are
6 2 2DeDsitatea eDetg^e ^ coeziune si parametrul de solubUitate
-
- wy -
(A H ) i volumul molar (7) a fost denumit, de Hildebsand dea
sifcate a energiei de coeziune ( j> >
Ev. A H - B.T - 7 ...* = -- -----
Densitatea energiei de coeziune se poate defini ca fiind
cantitatea de energie necesar pentru evaporarea unui centime
tru cub de lichid*t
Scatchard a emis ipoteza c la amestecarea a dou componen
te , cldura de amestecare poate f i exprimata cu ajutorul den
sitii energiei de coeziune.
Dac se noteaz cu i j>2 densitile energiei de co
eziune a componenilor care se amestec, iar cu 2 '^ eDSita-
tea energiei de coeziune a amestecului, atunci, variaia cldu
r ii la amestecare AH m se va putea scrie sub forma*
AHm=K ( j V ? 2 - z fl,2>
n care K reprezint un coeficient ce depinde de unitile n
care snt exprimate cantitile celor dou componente din ames
tec.
K * V* f 1* f 2 V reprezint volumul total, iar i snt fraciunile de
volum ale celor dou componente.
Dac se admite faptul c energiile interne de vaporizare
snt datorate forelor de dispersie (LONDON), densitatea energi
ei de coeziune a amestecului se poate scrie i sub format
i . * * v S T .
Tinnd seama de valorile lui K i exPresla pentru
AHffl se va putea scrie i sub formas
AKffi= v. i V h - V f 2 )2= V. f r f 2(ar S2)2
n care rdcina ptrat din densitatea energiei de coeziune
reprezint parametrul de solubilitate, notat pentru cei doi com
poneni cu i S2*
Daca se ine seama i de forele de orientare KSESOM ,
atunci variaia cldurii la amestecare A h^ se va determina
cu relaias
-
- 108 -
n care i oo2 snt polaritii celor doi componeni.
Comparnd relaiile prezentate pentru AHm i AH^ se poa
te constata faptul cs
Aceasta nseamn c, la amestecarea a dou substane polare cl
dura este superioar fa de cldur la amestecarea a dou sub
stane nepolare.
Parametrul de solubUitate al unei substane polare S* este
mai mare dect parametrul de solubUitate al unei substane'ne-
polarst
Dou substane nepolare ( j= C2 S ^ snt compatibile
atunci cnd parametrii de solub Uitate snt aproximativi egali
(Sx - S2) iar AHffi= O.
6 2 3 ^ aofcoi;** determinant! n activitatea forelor
lntermoleculare
Adeziunea este datorat forelor lntermoleculare de atrac
ie. Rezistena mbinrii adezive ar trebui s fie egal cu su
ma tuturor acestor fore capabile s acioneze ntre suportul
textil l liant, lacra care na se poate realiza, deoarece na se
poli crea condiii astfel nct s poat aciona toate forele
lntermoleculare de atracie.
Porsla lntermoleculare de atracie devin active numai
atunci cnd ntre suportul textil i adeziv este o distan
foarte mic. Aceste fore acioneaz la interfaa (zona de sepa
rare ntre suport i pelicula adeziv) dintre liant i suportul
textil i deci, starea suprafeei suportului poate avea un rol
hotrtor.
Pentru ca ntre liant i suportai textil s se stabileasc
an oontact fizic intim, liant al trebuie s fie n stare lichid
ca vscozitate mic care permite " udarea'1 suportului, ntinza-
du-se ntr-o pelicul subire.
A S ; > 0 i A H ^ ~ A H ffi
-
- 109 -Capacitatea soluia! de llere
de a uda suportul textil este carac
terizat de valoarea unghiului - ,
numit unghi de racord sau unghi de
umectare (fig .6 .2 ) . Dac se conside
r o pictur de liant depus dea
supra suportului textil, dup un anu
mit timp pictura va atinge starea
de echilibrii, punnd n eviden ten
siunea superficial a liantulul( G"L) ,
tensiunea suportului ( (Tg) i tensi
unea interfacial (^ g ^ )* Unghiul
format de TL i 0"SIj este unghiul
de racord 6- .
Dac --= O adezivul ud complet
suportul textil.
Dac 0-= - -=90 (fig .6 .2-a)
adezivul ud mai bine suportul de-
ct n cazul n care SO^'&'^ISO0 (fig.6.2-b).
Cazul pentru care & = 180 (fig.6.2-c), practic nu exist,
deoarece orice adeziv lichid ud ntr-o oarecare msur orice
suport textil.
Lucrul mecanic de adeziune (WSL) se poate calcula cu aju
torul relaiei lui Duprl t
WSL * V ^ L " ^SL
Pentru determinarea unghiului de racord & se stabilete
ecuaia de echilibru al forelor (fig.6.2-a)
^8= ^ L*cose * ^ S L
de undeC O S & = 'V ' --
~ L
Pentru cazul n care = 0 , cos-0- = 1.
In aceast situaie
* S L =0 * *
WSL= V V 2 ^ = Wcoez.
adic, lucrul mecanic de adeziune este egal cu lucrul mecanic
i iuna.
-
- 110 -Situaia pantru care & - 0 sau-0- * 0 corespat^e unei
ari spontane a saportalai textil care poart denumirea de "eta
lare". La etalare, suportul posed o energie liber mare, iar so
luia de llere posed o energie liber mic. Aceast diferen
de energie liber provoac apariia interfeei ssport-soluie de
llere, iar sistemul nou creat ctlg n stabilitate.
Variaia energiei libere a sistemului (A F ) este egal cu
diferena dintre energia liber Iniial a sistemului i cea
f inalt
A P * Cg- ( Cj*
Variaia energiei libere a sistemului (A F ) este egal ou
valoarea coeficientului de etalare ()
= AF b tfs- 0
Dac < 0 etalarea nu are loc.
In activitatea forelor lntermoleculare, un rol foarte im
portant l joac starea suprafeei suportului textil.
Principalele proprieti ale suportului, proprieti care
influeneaz direct formarea mbinrilor adezive snt adsorbia
i porozitatea.
Gnd un gaz este pus n contact direct cu un suport textil
ntr-un spaiu nchis, se poate constata o scdere a presiunii
gazului.
Adsorbia se poate explica prin fenomenele de convecis
l difuzia a gazelor n corpuri solide i licblde. La solide ,
fenomenul de convecie nu exist, iar difuzia este foarte lent.
De aceea, la solide, spre deosebire de lichide, gazele nu pot
ptrunde prag. adnc n suprafaa corpului solid. Adsorbia tre
buie precedat de desorbia celorlalte gaze care exist deja n
suport. Desorbia se poate produce prin supunerea suportului la
temperaturi nalte.
lotui, supunerea la temperaturi nalte a suporturilor
textile n vederea eliminrii aerului sau altor gaze absorbite
iniial nu este indicat mai ales din punct de vedere economic
i de aceea dislocarea; aerului i gazelor diT suportul textil
este lsat pe seama soluiei de Ilare. Soluia de liere curge,
se deformeaz i odat cu aceasta se produce dislocarea aerului
f l a gaaelor absorbise Iniial.
-
S-a ocnst&tat sxperimenfeal faptul os adsorbia unor solu
ii diluat# este aproximativ de aceeai mrime cu adsorbia ga
zelor, dac substana dizolvai:! are temperatura critic ia alt
sau punctai de topire ridicat (ori masa molecular mai mare de-
ct a dizolvantului). Beci, ciad adezivul conine an polimer di
zolvat intr-un amestec ca dizolvani ce au masa molecular mal
mic, este de ateptat ca polimerul s fie adsorblt de ctre
suport cu precdere fa de dizolvant.
Suprafeele suporturilor textile au snt netede. Sie;pre
zint diferite proeminene l depresiuni, pori capilari sau pori
deschii*
Suporturile textil* utilizate pentru obinerea textilelor
aeesute se caracterizeaz priatr-o porositate accentuat Solu
ia de ilare ptrunde n porii capilari ai suportului textil n-
deprtad aerul. Presiunea care provoac ptrunderea soluiei
de llere n porii capilari se datorete tensiunilor superficia
le care acioneaz asupra liantului i poate f i exprimat teore
tic, consideriad un por cu seciune circular l care are raza
F ig. 6.3.
egal cu r (f ig .6 .3 ) . La baza maniacu
lui format de adeziv acioneaz tensi
unea O- care poate f i descompus pe
dou direcii pe direcia peretelui
porului (F) l pa direcie perpendi
cular pe peretelui porului (Fg). Ten
siunea ^ acioneaz pe toat circum-
feriaa seciunii porului, iar compo
nentele f sat oele care produe p
trunderea adezivului n por*
= 'j"jJcos9-
Pe ntreaga circumferin a. seciunii porului va aciona
fora F*
va fi*
P = P j;.2 5 f . r s 23T . r . G"L, cos-Q- P re siu n sa e x e r c i ta t l a ptrunderea ad ez iv u lu i n por (p )
Sub aciuaea presiunii p, adezivul ptrunde a por la o
adncime h, care se poate exprima cu relaia lui Poiseulllet
-
- 112 -
n ca re y vejarez Iot rBCPZ Jtatea gdes irnla i&c 6 cep raz in t& darata de ptrundere a adezivului n suportul textil.
Cu ct racozlb&beaL aolaial adezive este mai mic,adn-
ciaaa la care ptrunde adezivul in suportul textil va 1 mal ma-
Ptrunderea solu
iei adezive n porul capilar a fost indicat de ctre JT.Brujme
atunci ondi
Bruyne indic l situaia defavorabil ptrunderii solui
ei adezive n por, atunci cnd & + y =-180.Dac se realizeaz compatibilitatea dintre suport i ade
ziv, iar 90 , snt totui cazuri a care mbinrile adezive devin necorespunztoare. Acest lucru se daterete impuritilor
care se gsesc n suportul textil.
Unghiul de racord este foarte sensibil la impuriti, pu-
tndu-se trece de la o udare normal a suportului la situaii
cnd unghiul de racord ajunge pn la valori de 180 i adezivul
nu ud corespunztor suportul textil. Cu alte cuvinte, datorit
prafului l a altor incluziuni de corpuri strine, soluia ade
ziv nu se etaleaz pe suport n mod corespunztort
6 24- f a c t o r Istlclle reologice ale adezivilor
In procesul de consolidare ou soluii adezive, adezivul
sufer deformaii deoarece el se deplaseaz a depresiunile sau
n porii capilari ai suportului textil. Numai n acest fel,aerul
este dislocat din suport l soluia adeziv vine n contact iu
im cu fibrele d i n suport. Curgerea l deformarea soluiei a d e
zive trebuie s fie limitat, pentru a nu se ajaogs la as coa
sa mare de s&laiie adeziv, caz otlait f i sub
-
Modul n care trebuia s se acioneze n vederea obinerii
unei curgeri i a anei deformri convenabile se poate deduce n
urma studierii proprietilor reologice ale adezivilor.
Se cunoate faptul c ntre tensiune ( 5 ) i grad lentul
de vitez (D) exist an raport constant care este reprezentat
de vscozitatea 17 1
! a 5
Aceast relaie este cunoscat sub denumirea de relaia
lui Newton, iar curgerea se numete newtonian sau vscoas. Li
chidele newtoniene snt lichide simple ca apa, compui organici
care nu snt polimeri, etc.
Soluiile care conin particule solide deformabile nu mai
verific relaia lui Newton.Curgerea lor se numete nenewtonian;
sau cvasivscoas l se exprim prin tielala Iul OSWALD i DB
WABLBi'&n
X TT
Constanta n reprezint n sens fizio capacitatea part lea
lelor solide din soluia adeziv de a se deforma sau orienta.
i
Dac n > 1 (f ig .6 .5-a), se obine tipul de curgere carac
terizat prin creterea mai rapid dect proporional a graden-
tului de vitez fa de tensiune. Aparent, soluia devine mal
puin vscoas pe msur ce tensiunea Z> crete Particulele so
lide se mpiedic mai puin ntre ele, ourgerea devine mai l i
ber ca l cum ar crete volumul liber prin dilatare. Acest tip
de curgere poart numele de CUBGERB DILAIANTA.
Pentru u -= 1 rezult tipul de curgere caracterizat prin
creterea mai lent dect proporional a gradlentulal de vitez
fa de tensiune. Aparent, soluia devine mal vscoas. In acest
caz, particulele solide din soluie se mpiedic din ce n ce
-
- 114 -
mai mult,pe msur ce tensiunea crete. Se produce o rigid izare
progresiv a soluiei datorit fie orientrii particulelor, fie
creterii volumului particulelor, fie modificrii formei particu
lelor. Acest tip de curgerei se numete PSEUDOPLASIICA (fig.6.5-b
6.5-b).
Creterea vscozitii unui lichid odat cu tensiunea, ca
i fenomenul invers, se datoresc unor schimbri gradate a consti
tuiei lichidului. O variaie brusc a vscozitii trebuie s
corespund unei var ia ii brusce a constituiei soluiei.
13 W. O-
Astfel de situaii apar n cazul fenomenelor de TDCOKO-
P33 (fig .6 .6- a).
Dac ntr-un lichid se gsesc n suspensie particule solide
care se ating ntre ele, o astfel de suspensie va opune o rezistec-
ten la curgere, care va manifesta un prag de tensiune sau vs-
cozitate mai mare dect cea pe care o capt dup o agitare pu
ternic. Prin agitare puternic, particulele se ndeprteaz
unele fa de altele, iar vscozitatea scade. Aceast scdere a
vscozitii la agitare poart denumirea de tixotropie. Fenomenul
este reversibil i suspensia lsat i recapt vscozitatea
iniial.
Dac particulele n suspensie snt separate ntre ele prin
straturi de protecie stabilizante, vscozitatea s ensiei este
mic chiar sub o uoar agitare. Lp. agitarea puternic, stratu
rile de protecie se distrug, fapt care duce la creterea vs-
cozitii. Aceast cretere a rezistenei la curgere prin agita
re se numete dilatan.
Comporte.rea soluiilor adezive se apropie de unul din ti
purile de curgeri i pot prezenta stri diferite, de tixotrcpie
sau de d ilatar a majoritatea cazurilor, aceeai soluie ade
ziv se poate ^w-^orta dup mai multe feluri de curgere i poate
-
. pn la o anumit valoare a gradientului de vitez caracteri-
ii de tixotropie, peste care poate apare dilatana.
Dac se consider inter
valul da timp t2~ t^ n care
se aplic o sarcin exterioa
curba de variaie din diagrama 6 2= f ( t ) , din f i g .6 .7 . In fig .
7 au fost trasate i diagramele 6^ = f ( t ) , pentru comportarea
Lastic i f ( t ) , pentru comportarea vscoas.
Caracteristic comportr ii vsco-elastice, la nceputul
ilicrii sarcinii exterioare apare deformaia elastica instanta-
ie ? dup care urmeaz o curgere vscoas, pn la ndeprta-a
ia sarcinii exterioare. In momentul ndeprtrii sarcinii exte-
Loare se produce revenirea elastic instantanee 6 ^ i apoi re-
n ir ea ncetinit.
In foarte multe cazuri, se urmresc consolidri prin 1 ie-
a fibrelor, firelor i a straturilor fibroase pe un suport de
stur. Astfel, se realizeaz depuneri de pelicule adezive pe
portul de estur, grosimea peliculei prezentnd o foarte
re importan pentru rezistena mbinrii adezive.
Unul din factorii care determia grosimea peliculei adezive
constituie vscozitatea soluiei adezive. Soluiile mai vs-
ase depun o pelicul mai groas i invers.
Rezistena mbdnrii adezive este cu att mai mare cu ct
Dsimea peliculei adezive este mai mic. Acest lucru este jus-
?icat de urmtoarele considerente*
- tensiunile interne sau termice provocate de contracii
:t direct proporionale cu grosimea peliculei}
- dac adezivul este rigid, o pelicul subire este mult
L flexibil dect una groas}
- cu ct grosimea peliculei este mai mare, consumul de
iziv este mai mare i posibilitatea ca pelicula s conin
1 sau alte impuriti este foarte mare, lucru care duce la
derea rezistenei mbinrii.
r care poate produce deforma-
ia i intervalul de timp
t^-t^ n care se realizeaz re
venirea dup nlturarea sar
cinii exterioare, marea majo
ritate a adezivilor au o com
portare vsco-elastic redat
-
- 116 -
0 2 5 soluiilor adezive
Trecerea soluiei lichide din stare lichid n stare solid
se face prin pierderea dizolvantului n timpul unui proces de us
care.
ndeprtarea dizolvantului se face att prin evaporare, ct
i prin difuzia lui n suport. Dizolvanii reinui de suport
influeneaz negativ adeziunea. Acest lucru se poate explica prin
faptul c dizolvantul difuzat n suport se interpune ntre ade
ziv i materialul fibros i face imposibil orientarea zonelor
active ale substanei adezive spre fibre. Deci, difuzia dizolvan
tului n suportul textil prezint un element negativ n realiza
rea unei mbinri adezive corespunztoare.
In toate procesele de obinere a materialelor textile ne
esute consolidate chimic prin liere, ntrirea adezivului se
face sub aciunea energiei termice produse n usctoare.
Sub aciunea cldurii se urmrete evaporarea dizolvantului
din suport i ntrirea adezivului.
Intr-un proces de U3care, sub aciunea temperaturii se pro
duce evaporarea dizolvantului. Astfel, prin nclzirea sistemu
lui nou, suport textil-soluie adeziv, are loc scderea conti
nu a umiditii.
In fig06.8 snt trasate diagramele de variaie a tempera
turii ~i umiditii vp a sistemului suport-adeziv n timpul t
n care se desfoar procesul de uscare.
Prin evaporarea dizol
vantului, vscozitatea solu
iei adezive ncepe s creasc.
Se constat mai nti un prim
fenomen reologic de lipicio-
zitate care se manifest prin
rezistena opus la extragerea
materialului fibros dia peli
cula adeziv care este nc n
stare lichid. Pentru punerea
n eviden a lipiciozitii
trebuie fcute urmtoarele
s ubl in ier is
- msurarea efectului de rezisten opus la extragerea
fibrelor din suport s se fac la un interval scurt dup apli
carea adezivului pe suportj
-
- forele exterioare oare aa realizat mbinarea s fie aici.
Fenomenul de 1 ipiciositate nu este suficient de bine cunos
cut. Nu se tie dac este o proprietate fizic a adezivului i
dac natura suportului textil are vreo importan asupra lipicio-
zitii. Pot interveni i ali factort ca: adeziunea, coeziunea,
tensiunea superficial, vscozitatea etc ., dar relaiile dintre
aceti factori snt foarte complexe.
Aplicarea unor fore de presare are drept scop ptrunderea
adezivului n suportul textil.
Presiunea care se exercit asupra unei mbinri adezive(P)
este direct proporional cu vscozitatea soluiei adezive i
invers proporional cu grosimea peliculei adezive
P . 1d2
(d) ridicat la ptrat. In consecin, rezult faptul c numai
o pelicula foarte subire de adeziv poate s menin la o presiu
ne exterioar, fr ca s fie eliminat de mbinare. Face excep
ie cazul n care adezivul se ntrete foarte repede.
In cazul adezivilor sub form de pulberi, fibre i fo lii
termoplastice, att nclzirea, ct i presarea snt absolut ne
cesare proceselor de consolidare.
Prin evaporarea dizolvantului, vscozitatea crete,apoi
adezivul i pierde lipiciozitatea i n final el se ntrete,
iar mbinarea adet iv devine rezistent. Odat cu ntrirea ade
zivului pot apare o serie de fenomene care pot contribui la
scderea rezistenei mbinrii adezive.
Contracia este un fenomen care nsoete ntrirea ade
zivului i reprezint principala cauz care influeneaz nega
tiv rezistena mbinrilor adezive. Ba este mai accentuat n
cazul utilizrii soluiilor adezive.
Cnd pelicula de adeziv se contract n raport cu suportul
textil, adezivul se retrage n zona din mijloc a mb inr ii.Apar
tensiuni interne n zona de contact a peliculei adezive cu su
portul textil, lucru care duce la scderea rezistenei mbinrii
adezive. Att timp ct fora care apare datorit contraciei
adezivului este mic, sub valoarea sarcinii la rupere,nu se pro
duce distrugerea legturii ntre suport i pelicula adeziv.
Contracia soluiilor adezive se poate micora prin intro
ducerea n soluie a unor materiale de umplere ce asigur i un
pre de cost mai sczut a adezivului.
-
- 118 -
In anumite condiii, mai ales la scderea accentuat a tem
peraturii apare fenomenul de SEiEESZA care produce separarea so
luiei adezive in doua faze: faza dispers care este un gel de
polimer mai concentrat i mediul de dispersie care aste o solu
ie foarte diluat a polimerului, fenomenul apare ca o eliminare
a solventului din sistemul iniial. '
Sfectele nedorite ale fenomenului de sinerez se pot evita
daca dizolvantul eliminat difuzeaz n suport, lsnd libere in
terfeele pentru a f i acoperite de adeziv.
-Un alt fenomen nedorit este COBOZ HJItfBA, cauzat de absorb
ia n suport sau n soluia de liere a unor particule strine
care produc reacii chimice cu aciune negativ asupra rezisten
e i mbinr ilor adezive.
0 O OPNSOLXDAfiSA STRATULUI ? IBROS PBP F50CBDBB
CBIMICS pa LISRS
0 2 ^ Tehnologii de consolidare si structura produselor
obinute prin lierea fibrelor
Straturile fibroase obinute prin procedee de cardare*pli-
ere, prin procedee de car dare, prin procedee pneumatice, etc.
se pot consolida cu liani care se pot prezenta sub form de so
luii sau sub form de pulberi termoplastic8, fibre termoplasti-
ce i fo lii termoplastice.
Pentru formarea stratului fibros se pot utiliza procedee
uscate (cardare, cardare-pliare, pneumatice) sau procedee umede.
Tehnologiile utilizate pentru consolidarea stratului f i
oros se pot clasifica dup tipul adezivului i starea n care se
axl acesta.
Astfel, consolidarea stratului fibros se poate face cu
ades ivi n;
- stare lichid, cui
- impregnarea total a stratului f Ibros n baia
de liere
- depunere discontinu a adezivului*
- cu cilindri gravaij
-prin pulverizares
- stare solid, cut
- pulberi termoplastice;- fo lii termoplastice;
fibre termoplastica.
-
uu ca* ayvGido. ii ycez> uva uu jllo bouuujLugxx ue ooiaere a
materialelor neesute direct: din polimer.
Agregatele care produc textile neesate prin consolidarea
chimic a straturilor fibroase conin:
- maini pentru formarea stratului fibrosj
- maini de interesere pentru preconsolidarea stratului
fibros?
- instalaia de depunere a liantului (cu fulard de impreg
nare, cabine de stropire etc*)}
- instalaia de uscare.
Pentru straturi fibroase obinute prin procedee de cardare,
preconsolidarea prin interesere nu mai este necesar.
La utilizarea lianilor sub form de fo lii i fibre termo-
plastice consolidarea final se realizeaz prin termolipire cu
ajutorul calandrilor nclzii.
Galandrarea se poate realiza i pentru produse obinute
din straturi fibroase impregnate total n baia de liere sau cu
depunerea discontinu a soluiei de liere, cu ajutorul cilindri
lor gravai
Structura produselor textile neesute consolidate chimic
prin liere a fost studiat de mai muli specialiti dintre care
se menioneaz: R.Krcma, D .H ill, B.Michie, V.B.Tichomirov.
In lucrrile prezentate de prof. Radko Krcma /42j 43;45}45/
snt prezentate trei tipuri de structuri de baz ale produselor
obinute din straturi fibroase consolidate prin liere: structu
r "segmentat" ( f ig .6 .9 ) , structur "aglomerat" (fig .6 .1 0 ) i
structur "punctiform" (f ig .6 .1 1 ) .
-
- 120 -
La structura "segmentat" (f ig .6 9 ), fibrele din stratul
fibros snt mprite n grupe'de segmente de pelicule adezive.
Asemenea structuri rezult n urma impregnrii totale a stratu
lui fbros n baia de liere sau la depunerea discontinu a solu
iei adezive cu aju'torul cilindrilor gravai. D.Hill i R.Michie
au constatat c 50 % ...6 0 % din suprafaa stratului fibros se
acoper cu pelicule de liant care se prezint sub form de seg
mente.
Structura "aglomerat" (fig .6 .1 0 ) a fost descris pentru
prima.dat de ctre V.B.TicZtomirov /8 3 / . Ba se ntlnete la tex
tilele neesute obinute prin consolidarea stratului fibros cu
pulberi termoplastice i cu fibre termoplastice. O asemenea
structur poate apare i la obinerea textilelor neesute din
straturi fibroase consolidate prin pulverizarea soluiei adezive
pe una din feele suportului.
Structura "punctiform" (flg .6 .11 )
se ntlnete n cazul straturilor f i
broase din fibre termoplast ce. Prin
nclzire i presare, apar puncte de le
gare ntre fibrele ce snt depuse n
stratul fbros. Spre deosebire de struc
turile "segmentate" realizate prin Im
pregnarea totala a stratului fbros n
soluii adezive pe baz de cauciuc,la
structurile "punctiforme" se obin ri
giditii la ncovoiere mai mari i
rezistene de cca.trei ori mai mari.
Dac la preconsolIdarea stratului fibros prin interese
re, fibrele din stratul fibros supus la ntindere pe o anumit
direcie se mai pot deplasa, dup consolidarea prin 1 ierey. f tbre-
le se mai pot deplasa numai dac nu snt fixate de pelicule Bau
dac peliculele adezive snt elastice.
Straturile fibroase ce conin fibre termoplast ice se pot
consolida i prin sudare (flg.6.12-a) cu ajutorul curenilor de
nalt frecven sau cu ajutorul ultrasunetelor.
Pentru consolidarea straturilor fibroase se mai pot utili
za fire impregnate n soluii adezive (flg.6.12-b) i fo lii ter-
aoplastice sub form de reea (fig.6.12- c).
-
Fig. 6.12.
0 3 2 CoPSQl^area stratului fibros prin Impregnarea
total a acestuia n bala de liere
La impregnarea total a stratului fibros n baia de liere
3 folosesc straturi fibroase alimentate direct de la mainile are le produc sau straturi fibroase preconsolidate prin inter-
asere.
La folosirea straturilor fibroase nepreconsol Idate impreg-
irea total n baia de liere impune respectarea urmtoarelor
>ndiii
- susinerea stratului fibros l deplasarea l u i cu ajuto-
il benzilor transportoarei
- tensiunea aplicat stratului fibros la deplasarea aces-
iia i la impregnare s fie mic l uniform}
- eliminarea posibilitilor de lipire a fibrelor de orga-
le de lucru cu care vine n contact stratul fibros dup impreg-
ire.
O prim posibilitate de Impregnare a stratului fbros este
ezentat n f ig .6 .1 J .
-
Stratul fibros SF este alimentat ou ajutorul benzii trans
portoare de alimentare dup care, cu ajutorul benzilor trans
portoare sit 1 i 2 este introdus baia de liere 5. Stoarcerea
se realizeaz cu ajutorul cilindrilor 4 i 5
Pentru nedeformabilitatea stratului fibros este necesar
respectarea condiiei
- 122 -
0 a doua posibilitate de consolidare a stratului fbros
este prezentat n fig .6 .14 . Stratul fibros SF este alimentat de
ctre banda transportoare T^, dup care este preluat de banda '
transportoare sit 1 i cilindrul sit 2, ce permit impregnarea
n baia de liere 5. Cu ajutorul benzii transportoare stratul
fibros impregnat este preluat i deplasat spre usctor. Sub baia
de liere 3 se afl baia de curire 4 . Curirea benzii trans
portoare sit 1 se realizeaz cu jeturi de ap 5 i perie.de cu
rire 6.
Pentru ca stratul fibros s nu se deformeze, este necesar
ca vscozitatea soluiei adezive s fie mic, iar ntre vitezele
benzilor transportoare * A, 1 iTp ^ viteza periferic a cilin
drului sit 2 trebuie s existe urmtoarea relaie
N - iii - p y - |TP | - |T|
Foarte rspndit este impregnarea stratului fbros ntre
doi cilindri 1 i 2, prin intermediul conductei de depunere 3
(f ig .6.15 ). Cilindrii 1 i 2 joac rol i de stoarcere, excesul
-
de soluie adeziv f i ied
colectat n baia colec
toare 4 si apoi prin con
ducta 5 se evacueaz n
rezervorul 6. Din rezer
vorul 6, prin conducta 7,
soluia de liere este
alimentat din nou n ve
derea realizrii impreg
nrii stratului fibros.
Producia realiza
t la impregnarea total
a stratului fibros se poate exprima n m/T sau n m^/T cu ajuto
rul relaiilor:
n care V reprezint viteza de deplasare a stratului fibros cu
limea lgj> iar T reprezint durata de lucru.
5 3 3 Pepliaer9a discontinu a soluiei adezive pe
stratul f ibros
0 prim posibilitate de depunere discontinu a soluiei
adezive pe stratul fibros este asigurat de instalaii prevzute
cu cilindri gravai ( f i g .6 .1 6 ).
Stratul fibros SF este alimentat cu ajutorul benzilor trans
portoare 1 i 2 , dup care este umezit prin pulverizarea fin a
apeijasigurat
-
- 1 2 6 -
rea simultan a fibrelor i soluiei adezive este evacuat din
camera 1 prin conducta absorbie J. Pentru buna evacuare a aeru
lui introdus n camera 1, banda transportoare 2 este perforat.
La ieirea din camera 1, materialul este uor presat datorit ac
iunii cilindrului 4 . Produsul finit 6 este rulat sub form de
sul.datorit cilindrului de antrenare
Masa pe unitate de suprafa i grosimea materialului se
regleaz n funcie de viteza benzii transportoare 2, ele fiind
cu att mai mari cu ct viteza benzii transportoare este mai mic.
Materialul obinut are fibrele orientate multidireclonal i
poate prezenta neuniformiti ale masei i grosimii.
6.3.4. Consolidarea stratulu 1 fbros cu fire impregnate n soluii adezive
Se folosesc straturi fibroase obinute prin procedee de
cardare-pliere, care snt consolidate cu fire impregnate n
soluii adezive.
Firele de urzeal pot f i lipite pe o fa a stratului f i
bros (f ig.6.19-a), ntre dou straturi fibroase (fig.6.19-b) i
pe ambele fee ale stratului fbros (fig .6 .19- c).
-
Tehnologia VATBX, elaborat n R.S.Cehoslovacia, realizea
z consolidarea stratului fibros SF cu fire de urzeal f , lipite
la distane egale P pe direcia lungimii stratului firbos (fig .
S.1Q
In f i g ,6.20 se prezint schema de principiu a unei insta
laii pentru obinerea produselor tip VAIB5C.
Firele de urzeal f trec prin spata fix 1 i apoi snt
impregnate cu adeziv n baia de liere 2 . In continuare, firele
trec prin zona radiatorului J . Sub aciunea cldurii, prin eva
porarea dizolvantului, crete vscozitatea adezivului. Stratul
fbros SF este alimentat de ctre benzile transportoare i
T2 . Fiarea firelor pe stratul fibros este asigurat de calan-
drul 4 care are cilindrul din mijloc nclzit la o temperatur
de 80C .. .100C. Produsul finit poate f i pliat cu pliatorul 5
Se obin materiale textile neesute destinate ca auxili
are pentru confecii textile (vatelin), ut il i2ndu-se fibre recuperate din deeuri textile.
Tehnologia TETBX elaborat n R.S.Cehoslovacia are drept
scop obinerea de materiale fono i termoizolatoare pentru auto
turisme, autobuze, i vagoane de cale ferat. Snt utilizate
amestecuri cu fibre recuperate din deeuri.
-
- 128 -
Firele impregnate (f) cu soluia adeziv llpeso dou
straturi fibroase SF (fig .6 .1 9 b )
Ia f ig .6.21 se prezent schema tehnologic a mainii care
realizeaz produsele TBTKXc
Straturile fibroase SF snt alimentate de ctre benzile
transportoare l T^. Firele de urzeal f trec prin spa-
ta fix 1 i prin baia de liere 2, dup care, n zona cilindri
lor 3 i 3* intr ntre cele dou straturi fibroase. Ansamblul
nou format, compus din cele dou straturi fibroase i firele de
urzeala impregnate n soluia adeziv, intra n calandrul 4 car
are cilindrul din mijloc nclzit la temperaturi de 80C...100C
Materialul obinut N este condus prin intermediul cilindrilor
5, 6 i 7 apoi rulat ntre cilindrii de nfurare 8 i 9.
0 variant a tehnologiei TETEI este tehnologia IHDTKK ca
re folosete fibre liberiene recuperate din materii prime se
cundare i deeuri, tratate chimic cu ageni mpotriva putrezi
rii.
Asemntor tehnologiilor TETEI i IHCEEEK, n R.D.German
s-a elaborat tehnologia RUNOHIA, produsele obinute fiind des
tinate ntriturilor pentru tapierie.
In S.U .A . s-a realizat tehnologia SHEARBB care realizeaz
fixarea firelor de urzeal impregnate n soluii adezive, pe am'
bele fee ale stratului fibros ( f i g .6 .22 ).
Stratul fibros SF este alimentat cu ajutorul benzilor
transportoare T^ i T^. Firele se pot desfura de pe bobine
plasate pe dou suporturi 1 - 1 ' , dup care trec t>este cilindri
de conducere 2 i 2*. In continuare, firele trec prin spata 3
-
i spata 3 ' , dup care snt impregnate n bile de liere 4 i 4!
Fixarea firelor pe cele dou fee ale stratului fibros se reali
zeaz cu ajutorul calandrulul 5. Materialul textil neesut N es
te condus de cilindrul e l apoi nfurat sub form de sul dea
supra cilindrilor 7 * 8
63.5. Consolidarea stratului fbros prin modificarea structurii fibrelor
Procedeele bazate pe modificarea structurii fibrelor snt
procedee relativ noi i constau n tratarea straturilor fibroase
cu diferite substane chimice care produc gonflri i modificri
ale suprafeei fibrelor.
Procedeul WEBRIL elaborat n S.U.A. are la baz tratarea
fibrelor de bumbac cu soluii de sruri anorganice care produc
creterea diametrului fibrelor i micorarea lungimii lor. De
asemenea, fibrele se torsioneaz formnd ondulaii. Astfel,se
pot produce puncte de legare ntre fibrele vecine din stratul
fibros.
Ca sruri anorganice se folosesc zincatul de sodiu,hidra-
tul de sodiu etc.
In cazul hidratului de sodiu se realizeaz soluii cu con
centraii de 8 Of, Contactul cu fibrele din stratul fibros
se realizeaz la temperatur de maxim. 25C i pe o durat ca
re variaz ntre 0 ,5 minute i 3 minute.
-
Se recomand utilizarea straturilor fibroase obinute pe
-aini ca transport pneumatic ai fibrelor, care asigur orienta
rea ault i irec io&ai a fibrelor.
Dup impregnarea stratului fibros c soluia de sruri anor
ganice i stoarcerea Iui* se recomand operaia de splarea i
neutral iz are cu acid acetic sau cu acid sulfuric, armat din nou
de stoarcere. Ultima operaie este uscarea.
Produsele obinute snt utilizate pentru articole sanitare
i c& suport pentru mase plastice.
g Q g Consolidarea stratului f ibros Prin autoadezlune
Prin autoadez iswe sau aut clipire se nelege aducerea n
contact a dou suprafee din aceeai substan n vederea reali
zrii unei legturi stabile ce se poate obine mpotriva separ
rii ulterioare n locul de contact.
Pentru realizarea autoadeziun ii este necesar ca substane
le care vin n contact s posede o capacitate mare de coeziune.
De fapt, substanele care vin n contact snt fibre chimice de
aceeai natur. Prin punerea n contact a dou fibre de aceeai
natur este necesar producerea unei coalescene corespunztoare.
Polimerii nali snt substanele la care se gsesc o bun
capacitate de coeziune i o bun capacitate de coalescen* Din
acest motiv, polimerii snt utilizai pe a car larg ca adezivi.
Dr. S.Bdulescu / 7 V a explicat faptul ct la realizarea
coalescene! este necesar ca n zona de contact s se obin con-
tinuitatea structurii macromoleculare, adic s se realizeze o
aranjare a macromoleculelor, n mod asemntor ca oricare poriu
ne din volumul substanei. Stabilirea structurii macromoleculare
n zona de contact poate s se produc prin difuziunea macromo
leculelor n ntregime sau prin difuziunea unor segmente de macro-
molecule. Migrarea n ntregime se poate produce la temperaturi
mai mari dect "temperatura de curgere a polimerului. Ca rezultat
al autoadeziunii se pot realiza legturi stabile ntre fibrele
aduse n contact direct i sub aciunea cldurii i presiunii.
Structura produselor obinute este "punctiform" /42
4j?s 46/ ' In f ig .6.23 se prezint desenul imaginii privite la mi
croscop a unor fibre poliesterice supuse aciunii cldurii la
temperatura de 250C.
-
- 131 -
Aceleai fibre pot f i urmri
te i n fig .6 .24 , supuse aciunii
cldurii i presiunii.
Procesul de autoadeziune este
influenat de temperatur, de presi
une, de durata de contact sub aciu
nea cldurii i presiunii, de gro
simea fibrelor l de proprietile
fibrelor.
In cadrul Institutului de
cercetri textile din Bucureti a
fost elaborat un procedeu de conso-v
lidare a stratului fibros prin auto
adez iune, folosindu-se fibre poliacrilonitrillce sau fibre poli-
amid ice.
nainte de formarea stratu
lui fibros i preconsolMarea
acestuia, fibrele au foafc vopsi
te
Stratul fibros a fost im
pregnat n soluii apoase cu s
ruri anorganice dup care au fost
supuse aciunii cldurii n camere
de uscase cu circulaia lent de
aer cald la temperaturi de SOC.
...12C 4'C Dup consolidare, mate
rialul obinut poate f i supus ope
raiei de splare, n vederea eli
minrii excesului de sruri i vop
sea.
Produsele realizate prin acest procedeu pot avea diferite
esfc2nailt materiale de ntrire pentru confecii, suport pen
tru mase plastice, articole teimice etc.
5 3 7 Consolidarea stratului f ibros cu pulberi
termoplastice
Pulberile termoplastice se pot depune iz = ~1 z:r-
aare a stratulai fibros sau dup formarea =
Fixarea fibrelor prin intermediul
oe se realizeaz sub aciunea clcu. ii = i = ; m = u :
-
- 131 -
Aceleai fibre pot f i urmri
te i n fig.6.24-, supase aciunii
cldurii i presiunii.
Procesul de autoadeziune este
influenat de temperatur, de presi
une, de durata de contact sub aciu
nea cldurii i presiunii, de gro
simea fibrelor i de proprietile
fibrelor.
In cadrul Institutului de
cercetri textile din Bucureti a
fost elaborat un procedeu de conso-,
lidare a stratului fibros prin auto-
aeziane, folosindu-se fibre poliacrilonitrilice sau fibre poli-
aaM ice.
nainte de formarea stratu
lui fibros i preoonsolidarea
acestuia, fbrele au foat vopsi
ta
Stratul fibros a fost im
pregnat n soluii .apoase cu s
ruri anorganice dup care au fost ]
supuse aciunii cldurii n camere,
de uscare circulaia lent de
aer cald la temperaturi de 800 .. }
. .120C Dup consolidare, mate-
rialul obinut poate f i supus ope
raiei de splare, n vederea eli-i
minrii excesului de sruri i vop
sea.
Produsele realizate prin acsst procedeu pot avea diferite
destinaii* materiale de ntrire pentru confecii, suport pen
tru mase plastice, articole tehnice etc.
3 7 Sopsoliflajea stratului Ibros cu pulberi
termoplast ice
Pulberile termoplast ice se pot depune n procesul de for
mare a stratului fibros sau dup formarea stratului fibros.
fiarea fibrelor prin intermediul pulberilor termoplasti-
ce se realizeaz sab aciacea cldurii i a presiunii.