Текстильная промышленность в 1940–1986 гг

Особенно высокими темпами производство как пряжи, так и тканей росло в первое послевоенное десятилетие, когда шло восстановление отрасли. За десятилетие (1945–1955 гг.) производство тканей выросло в 3,6 раза, за следующие десятилетие (1955–1965) – только на 20 %, за 1965–1975 – на 10 % и за 1975–1985 гг. – на 16 %. Таким образом, годы застоя проявились в хлопчатобумажной промышленности очень отчетливо.

Внедрение автоматических и бесчелночных ткацких станков в период с 1940 по 1986 год позволило повысить производительность оборудования примерно в 3,2 раза.

С 1975 года наметилась тенденция снижения доли тканей в общем выпуске текстильной продукции.

Таблица 6.1

Выпуск продукции текстильной промышленности за период 1975–2000 гг.

В 2008 г. в РФ производство текстильных и швейных товаров составило 95,5 %, а выпуск кожи, изделий из кожи и обуви – 101,7 % к уровню 2007 г. В ноябре 2008 г. темп роста отгрузки товаров снизился на 18–28 % по сравнению с октябрем 2008 г. и на 7–13 % – с ноябрем 2007 г.

В январе-октябре 2008 г. импорт хлопка снизился в физическом выражении на 1,6 %, а в стоимостном вырос на 17,7 %, хлопчатобумажных тканей в физическом выражении – на 26,5 %, стоимостном – на 20,3 %, одежды и обуви в стоимостном выражении – на 50,8 и 32,3 % соответственно.

Основными экспортерами готовых изделий оставались страны дальнего зарубежья, хлопка – страны СНГ.

В указанный период экспорт хлопчатобумажных тканей снизился на 12,2 % (поставляются в основном в страны СНГ),

В I полугодии 2009 г. выпуск продукции в текстильном и швейном производстве снизился на 10–30 % к аналогичному периоду 2008 г. При этом выпуск нетканых материалов увеличился в 2,5 раза, плащей – на 17,1 %, трикотажных изделий, пальто и полупальто – на 1,4–2 %.

В ближайшей перспективе будет совершенствоваться периодический (классический) способ производства тканей. Челночные станки, включая автоматические, будут заменяться бесчелночными. Но процесс замены не будет молниеносным. Совершенствование челночных автоматов будет продолжаться в течение какого-то периода времени.

Несколько повысить эффективность работы обычных ткацких автоматов еще можно. Весьма эффективным является применение уточно-мотальной головки типа “Юнифил”, установленной непосредственно на каждом ткацком станке для наматывания уточной пряжи на шпулю с неподвижных бобин, что позволяет повысить производительность труда в ткачестве. Есть ткани, при выработке которых ткацкие станки с мотальными головками более выгодны, чем рапирные станки и станки с микропрокладчиками, особенно в ткачестве тонких тканей из комплексных нитей.

Повышение износостойкости деталей, уменьшение шума и вибрации, улучшение системы смазки и организации питания станков основой и утком – это все пути, ведущие к возможному небольшому увеличению скорости станков. Известное улучшение будет внесено в конструкцию станков также в результате применения электронных механизмов в уточной вилочке, щупле, замках, для движения челнока без удара и др. Возможно будут найдены благоприятные условия, позволяющие применять электроэнергию для приведения в движение челнока, батана и др.; образование зева будет осуществляться благодаря действию электромагнитного поля и управляться с помощью электронных приборов.

Эффективность челночных станков может быть повышена также в результате освоения производства и применения в ткацком процессе экстравысококачественных вспомогательных изделий – челноков, шпуль, батанов, погонялок, гонков, ремиз, берд, систем электронного автоматического контроля и управления.

Автоматические ткацкие станки будут выпускаться для производства тканей главных переплетений и для специальных целей, например для выработки технических тканей.

Совершенствуются и бесчелночные ткацкие станки. На станках будут автоматизированы технологические операции. Сами станки будут увеличенной ширины. Среди ткацких станков с малогабаритными прокладчиками утка следует выделить станки третьего поколения ТМ-1200 заправочных ширин 280, 330, 360 и 390 см с максимальной частотой вращения главного вала соответственно 350, 320, 300, 280 об/мин., производительностью 980, 1105, 1116, 1131 метроуточин/мин. Преимущества высокоскоростных станков увеличенной ширины: низкие удельные затраты электроэнергии и труда в расчете на 1 кв. м, экономия площади для установки оборудования, меньшее количество ткачей и обслуживающего персонала, обеспечение выработки тканей высокого качества, высокая степень автоматизации.

В 2000 г. с конвейера сошел первый станок СТБУ-160К для выработки тканей переменной плотности. Станок оснащен автоматической системой подачи и натяжения основных нитей и электромеханическим товарным регулятором, выносной товарной станцией, навойной станцией для обеспечения подачи основных нитей со шпулярника или навоями с диском до 800 мм.

Идет сборка первого станка СТБУ-540 для выработки тканей шириной 540 см, с оборотами главного вала 160-180 об/мин, на станке будет вырабатываться ткань-сетка из плоской полипропиленовой нити с фоновой перевивкой для последующего изготовления из нее тары (мешков).

На бесчелночных ткацких станках достигается весьма значительный рост производительности.

Бесчелночные ткацкие станки типа СТБ и станки фирмы “Зульцер” устойчиво работают при высокой скорости и коэффициенте полезного времени 0,89–0,9 с производительностью 40–60 тыс. метроуточин/ч, т. е. примерно в 3 раза большей, чем на ткацких автоматах.

Уже в конце 70-х годов скорость введения утка в зев на бесчелночных ткацких станках достигла 900–1000 метроуточин/мин. Для пневматических, двухзевных станков и станков с микропрокладчиками эти значения являются критическими, и дальнейшее их увеличение для указанных станков вряд ли возможно.

Ведущие западные фирмы – производители ткацкого оборудования, стараясь увеличить производительность труда и производительность оборудования, делают ставку на 100-процентную компьютеризацию технологических процессов, на сверхвысокие скорости, на автоматизированные системы контроля качества.

Таким образом, на указанных плоских ткацких станках достигается весьма значительный рост производительности, но старый принцип прерывного тканеобразования сохраняется. Техническая революция в ткачестве не наступит до тех пор, пока не будет решена задача создания ткацких машин, осуществляющих непрерывный процесс формирования ткани.

Сейчас уже имеются образцы таких круглоткацких и плоскосекционных станков, на которых технологические процессы зевообразования, прокладывания и уплотнения утка совмещаются во времени, что позволяет этим машинам работать с максимальным коэффициентом полезного времени.

Большой интерес представляла двусторонняя многозонная ткацкая машина испанской фирмы “Керданс”, на которой одновременно можно было вырабатывать до 20 однометровых полотен на каждой стороне. Однако станок «Керданс» не получил широкого распространения, очевидно, из-за конструктивных недостатков. Большие надежды возлагают также на плоские многозевные станки.

Наиболее удачным и уже реализованным в серийном производстве можно считать многозевный ткацкий станок «Контис», созданный в ЧССР. На этом станке с 8 ремизками и шириной 330 см можно вырабатывать различные ткани полотняного переплетения с плотностью по утку от 10 до 31 нити на 1 см, производительностью порядка 2000 метроуточин/мин. Этот станок работает устойчиво, его механизмы разлаживаются нечасто, так как вся работа осуществляется в спокойном ритме. Ткань образуется непрерывно, одновременно в нескольких местах в момент открытия зева. В волнах зева, продвигающихся поперек основы, движутся прокладчики, несущие отрезок уточной нити, длина которого равна ширине вырабатываемой ткани. Практически в течение одной минуты происходит до 620 смен зевов.

На выставке “Инлегмаш-2000” была представлена перспективная российская машина ТММ-180Ж. Это новая многозевная машина, оснащенная жаккардовым зевообразующим механизмом с микропроцессорным управлением. По расчетам разработчиков, ее внедрение позволит повысить производительность труда втрое, снизить расход электроэнергии в 2–3 раза, довести уровень шума в ткацком производстве до санитарно-допустимых норм, значительно повысить гибкость ткацкого производства за счет возможности быстрого перехода на другие рисунки тканей.

Последние достижения фирм в совершенствовании оборудования и создании текстильных машин с высокой степенью автоматизации демонстрировались на международных выставках «Оборудование и технологические процессы в легкой промышленности» («Инлегмаш»). Современное оборудование для текстильного производства представляется также на Международном салоне оборудования и технологий для текстильной и легкой промышленности Textillegmash, организуемом в рамках Федеральной оптовой ярмарки товаров и оборудования текстильной и легкой промышленности, которая проводится дважды в год на ВВЦ [14].

Одним из лидеров по разработке и созданию высокотехнологичных ткацких станков с различными системами прокладывания утка является компания «Lindauer Dornier GmbH» (Германия). Известны достижения фирмы «Dornier» в производстве рапирных ткацких станков (с жесткими рапирами), отличающихся гибкостью и надёжностью в работе. В частности, рапирный ткацкий станок типа PS разработан с учетом изменяющихся требований текстильного рынка. Он позволяет быстро перейти от одного типа тканей к другому, даже во время работы станка.

Другая известнейшая компания «Picanol n.v.» (Бельгия) также производит современные рапирные и пневматические ткацкие станки.

На российском рынке «Picanol» представляет пневматический ткацкий станок OMNIplus800, в основу которого положен новый модульный принцип, обеспечивающий быстрое и оптимальное расширение технологических возможностей и оперативную переналадку станка с учетом конъюнктуры рынка. Благодаря электронному управлению регулирование параметров процесса можно проводить во время работы.

Система прокладки уточной нити модульная, с двумя каналами на модуль. Компоненты подачи воздуха неподвижного и подвижного сопла идентичны, что позволяет в перспективе дополнять станок большим количеством цветов уточной нити.

Наряду с пневматическим станком фирма «Picanol» представляет рапирный ткацкий станок GamMax, управление большинством функций которого осуществляется при помощи цифровых технологий. Интерактивный терминал станка GamMax (как и станка OMNIplus800) позволяет обмениваться базами данных по локальной сети и через Internet.

Современные ткацкие станки серии ZAX представле­ны известной компанией «Tsudakoma Corp.» (Япония). Предлагается пневматический станок ZAX9100, в котором были усовершенствованы: структура рамы, прибой, введение и натяжение уточной нити. Станок оснащен устройством APR-C для автоматического удаления некачественной уточной нити, тормозной системой WBS – снижающей натяжение уточной нити, электронным устройством управления натяжением основы ETU.

Компания «Tsudakoma» предлагает ткацкий станок ZAX-E, предназначенный для выработки высококачественных махровых тканей и оснащенный электронными устройствами, в том числе системой контроля высоты петли, а также гидростанок типа ZW408 – для производства особо широких полотен (например, тюля шириной 340 см).

Ведущими по производству рапирных и пневматических ткацких станков являются также итальянские компании «Promatech SpA» и «Smit SpA».

Современный рапирный ткацкий станок К88 оснащен системой электронного выбора утка с 8-ю или 4-мя цветами (в любой последовательности), система отпуска навоя и съема продукции имеет электронный привод с интегрированным контролем, обеспечивающим качественное и простое управление процессом. На станке можно вырабатывать различные ткани массой от 15 до 800 г/м².

Ведущим предприятием по производству ткацких станков с микропрокладчиками и единственной отечественной компанией, выпускающей рапирные металлоткацкие станки, является популярная компания ОАО «Текстильмаш», которая выпускает различные модификации бесчелночных ткацких станков типа СТБ. Это усовершенствованные высокопроизводительные ткацкие станки с микропрокладчиками базовых моделей СТБУ с одно-, двух- и четырехцветными механизмами смены утка, предназначенные для выработки широкого ассортимента бытовых тканей из шерстяных, хлопчатобумажных, льняных, химических нитей (пряжи) и их смесей. Компанией «Текстильмаш» разработаны ткацкие станки СТБУ1-430/540 с заправочной шириной соответственно 430 и 540 см.

«Текстильмаш» производит ткацкие станки СТБУМ, предназначенные для выработки махровых тканей и штучных изделий с петельным ворсом.

Для выработки джинсовых и других тканей с повышенным наполнением массой до 470 г/м² предлагается ткацкий станок СТБУД, для тканей из натурального шелка – СТБУ-Шн, тканей с перевивочным переплетением – СТБУФ, тканей из плоских полипропиленовых и полиэфирных лент шириной до 5 мм и мононитей – СТБУ-ПЛ. Наряду с этим оборудованием для производства кордных тканей из хлопчатобумажных, вискозных, капроновых и других нитей «Текстильмаш» выпускает также станок с микропрокладчиками СТБУ2К (кордный). А на металлоткацких рапирных станках типа СТР вырабатывают тканые металлические сетки из проволоки диаметром 0,03–0,3 мм с ячейкой от 0,04 до 0,4 мм полотняного и саржевого переплетений. Прокладка уточной проволоки в зев производится с помощью тонкой жесткой рапиры. Полученные микросетки применяются при нанесении рисунков методом шелкографии или трафаретной печати, при изготовлении печатных плат в радиоэлектронной промышленности и в других отраслях.

Кроме рассмотренных компаний на российский рынок современное оборудование для ткацкого производства представляет, например, фирма «VUTS» (Чешская Республика) – пневматический ткацкий станок VERA 220 для выработки средних и среднетяжелых технических тканей и станок САМ EL для технических тканей перевивочного переплетения.

К новым способам ткачества можно условно отнести соединение деталей одежды на ткацком станке, так как это было известно еще в древности. Так, древние перуанцы изготовляли ткани переменной ширины, в форме трапеции, в виде рукава и т. п. В коптском Египте тунику получали практически готовой на ткацком станке. Оставалось только сшить ее по бокам. В древности один и тот же ремесленник часто готовил пряжу, ткал, кроил и шил одежду. С разделением труда такие умельцы остались только в домашнем производстве одежды.

В обзоре выставки французских мануфактурных изделий 1827 года сообщалось о неком Грегуаре, который „пустился также на поприще открытий: он делает кругообразные ткани, из которых можно шить плащи и женские юбки из одного куска, без вырезок; полосы постепенно сужаются, наподобие опахала...". В наше время требования экономии сырья и повышения производительности труда вновь заставили вернуться к забытым методам изготовления швейных полуфабрикатов на ткацком станке. Конечно, в ткачестве можно получить только несложные по форме и конструкции полуфабрикаты. К тому же здесь приходится решать компромиссную задачу оптимизации затрат, ведь упрощая швейные подготовительные операции, мы усложняем ткачество.

Тем не менее такая работа в Московском технологическом институте легкой промышленности и Московском текстильном институте им. А. Н. Косыгина оказалась успешной. Были разработаны способы соединения деталей брюк, курток, юбок, платьев и других предметов одежды непосредственно на ткацких станках, оснащенных жаккардовой машиной. При выработке брюк на ткацких станках отходы ткани в швейном производстве сократились на 10–12 %, а трудовые затраты на 30–40 %. При соединении деталей одежды ткацким способом отпадает необходимость в дефицитных швейных нитках, прочность тканого шва примерно на 20 % превышает прочность традиционного швейного.

Взаимная перпендикулярность основы и утка ранее считалась отличительным признаком ткани, однако в последние годы появился ряд полотен, относимых к тканям, в которых нити основы и утка расположены под углом друг к другу. Существуют, в частности, ткани, в которых под углом к продольным нитям основы располагается уток. Около двадцати лет назад появились так называемые триаксиальные ткани. В них две системы нитей основы расположены под углом 60 градусов по отношению друг к другу и к поперечным нитям утка. Трикоткани, которые начали вырабатывать в конце прошлого столетия, обладают гибридными свойствами ткани и трикотажного полотна. Сказанное делает условным любое словесное определение ткани как одной из разновидностей текстильных полотен.

Рис. 6.7. Ткань полотняного переплетения (а), триаксиальная ткань (б) и трикоткань (в)

С 1969 года на базе изобретений Норриса Доу развивается процесс изготовления триаксиалъных тканей из трех систем нитей, пересекающихся под углом 60 градусов. Станок для выработки триаксиальных тканей разработан и выпускается фирмой "Барбер-Кольман". Впервые он был показан на выставке в 1976 году. Уточная нить вносится в зев жесткой рапирой, как на обычном станке. Ремизки оригинальной конструкции перемещаются по замкнутой кривой слева направо и обратно. При этом они движутся еще и в вертикальной плоскости, образуя зев. В качестве основы используют химические нити, а в качестве утка можно применять нити или пряжу из любых волокон. Ширина вырабатываемой ткани составляет 200 см. При оценке достоинств этого способа ткачества следует помнить и об уникальных свойствах триаксиальных тканей. В первую очередь нужно назвать их изотропность, т. е. одинаковость физических свойств по всем направлениям. По сравнению с обычными тканями одной и той же поверхностной плотности триаксиальные ткани более прочны и устойчивы к распусканию и обладают в несколько раз большей прочностью при продавливании и раздирании.

В последнее десятилетие, в период поиска и появления новых композиционных материалов, стало интенсивно развиваться трехмерное ткачество, т. е. ткачество изделий, имеющих, помимо длины и ширины, еще и значительную толщину. Их часто называют объемными. Объемные ткани изготовляют в форме параллелепипеда, конуса или цилиндра. В некоторых случаях они имеют более сложную форму. Трехмерные ткани вырабатывают как на плоских, так и на круглых ткацких станках, некоторые механизмы которых модернизируются. Ширина трехмерных тканей достигает 6,4 метра. При этом количество основных нитей превышает 100 тысяч.

Во второй половине XIX века крупные успехи были достигнуты в машиностроении для трикотажной промышленности. Желание получить прочное, как ткань, и эластичное, как трикотаж, полотно пробудило мысль о создании гибрида ткацкого станка и трикотажной машины. Кроме того, ткацкие станки позволяют легко изменять параметры ткани, а трикотажные машины ввиду малых перемещений и масс рабочих органов способны работать со скоростями, значительно превышающими скорость формирования ткани на челночных и бесчелночных ткацких станках. И с этой стороны идея создания ткацко-трикотажного станка выглядит заманчивой.

Первый ткацко-трикотажный станок был изобретен в 1891 году Сейлисбери, который позднее предложил и первую конструкцию плоской многозевной ткацкой машины. На станке было два ткацких навоя, находящихся по разным сторонам станка. Из-за отдельных конструктивных недостатков, таких как непрочная кромка, большое выделение пуха, увеличенное количество отходов, станок так и не нашел практического применения. Кстати, первые трикоткани представляли собой редкое полотно, в котором промежутки между нитями основы и утка заполнены трикотажем. Поэтому ткацко-трикотажные станки были оснащены также обычным механизмом введения утка в зев, что ограничивало их рабочую скорость.

Более удачным оказался путь, по которому уже в наше время пошли чехословацкие конструкторы. Ими был создан ткацко-трикотажный станок „Метап", на котором изготовляют трикоткань, состоящую из узких полосок ткани, соединенных трикотажными петлями из уточных нитей, тех же уточных нитей, что участвовали в образовании тканых участков. Станок "Метап" позволяет легко изменить параметры и внешний вид трикоткани и имеет очень высокую производительность.

Научно-технический прогресс открывает широкие перспективы для применения в ткацком производстве новых технологических процессов, новых конструкций машин.

Особенно большое внимание уделяется вопросам усовершенствования систем прокладки утка. На станках СТБ, «Зульцер-Рюти», «Новостав» одновременно могут прокладываться две и более уточины, что значительно повышает их производительность.

В России с целью расширения ассортиментных возможностей станка АТПР проводятся работы по прокладыванию в зев одновременно одно над другим двух полотен, одновременному прокладыванию и кручению двух уточных нитей.

За рубежом на пневматических и гидравлических ткацких станках используется система дополнительной подачи воздуха и воды по ширине заправки для поддержания нити в прямолинейном состоянии.

В России разработана принципиально новая технология беззевного способа образования ткани. В процессе формирования ткани нити утка перемещаются как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях, создавая эффекты, которые невозможно получить на обычных ткацких станках.

Ряд принципиально новых перспективных материалов получают в последние годы, используя трикотажные технологии. Так, металлические сетеизделия трикотажных переплетений с заданными размерами ячеек успешно используются для создания средств космической и наземной связи, для направленного подавления радиосигналов. Для решения задач электростатической защиты разрабатывается трикотаж основовязаных двойных переплетений из металлических нитей в виде лент. Трикотаж основовязаных переплетений из металлических нитей со структурой, обеспечивающей минимальное сопротивление потоку газов и отличающейся большой площадью активной поверхности, предложено использовать в системах очистки выхлопных газов автомобилей и ряде процессов нефтехимического производства.

На базе трикотажа из полипропиленовых нитей разработаны и получены материалы, которые используются для создания высокопрочных протезов, при проведении полостных операций.

На протяжении уже нескольких лет отчетливо прослеживается устойчивая тенденция к росту производства нетканых материалов самого разнообразного применения. Это обусловлено высокой производительностью оборудования, экономичностью производства, возможностью получения нетканых полотен самых разнообразных структур и обладающих различными свойствами.

Так, для решения задач очистки жидких сред от ионов металлов и коллоидных частиц используются нетканые фильтровальные полотна, полученные из модифицированного полиорганосилоксанами полиэфирного волокна в смеси с полипропиленовым.

Нетканый фильтрованный материал для очистки воздуха в производственных помещениях и двигателях внутреннего сгорания, полученный из бикомпонентных полиэфирных волокон, имеет в три раза большую воздухопроницаемость, чем его бумажный аналог, и способен задерживать частицы от 10 мкм.

Разработана технология получения термоскреплением волокнистых холстов, сформированных из волокон длиной около 2 мм аэродинамическим способом, которые используются в качестве высокоэффективных утеплителей.

В последние годы интенсивно ведутся работы по получению и внедрению иглопробивных нетканых материалов с антимольными и антимикробными свойствами, а также материалов с устойчивым ароматным запахом.

Анализ показывает, что мировая тенденция развития текстильной отрасли характеризуется все большим проникновением нанотехнологий в традиционные текстильные технологии. Достижения в сфере создания и исследования композитных материалов позволили ряду зарубежных и отечественных компаний и фирм создать новое поколение волокон, пленок, тканей, нетканых материалов и одежды с существенно улучшенным комплексом специальных и потребительских свойств. Применяющиеся нанотехнологии позволяют совершенствовать процессы модификации текстильных материалов для решения задач защиты человека от электромагнитных излучений в широком волновом диапазоне, электростатических явлений, динамического воздействия; повысить уровень придаваемых волокнистым материалов антиадгезионных свойств (грязе-, масло-, водоотталкивающих); значительно повысить эффективность действия таких модификаторов полимерных волокнистых материалов, как замедлители горения, сорбционно-активные добавки и др.

Определены основные направления использования нанотехнологий для получения текстильных материалов с улучшенными по сравнению с известными или принципиально новыми свойствами:

– введение наночастиц в волокна или нанесение их на ткань на стадии заключительной отделки или колорирования;

– автосборка и сборка нанослоев;

– плазменная обработка (покрытие и отделка текстильных материалов в вакууме);

– электропрядение.

В указанных направлениях проводятся экспериментальные и технологические работы по получению композитных материалов на основе волокно- и пленкообразующих полимеров с использованием модификаторов с наноразмерными частицами или с образованием в процессе синтеза наноразмерных структур и изучению их свойств; разработке нанотехнологических методов направленного регулирования структуры полимерных материалов с целью создания высокоэффективных функционально-активных полимерных материалов различного назначения; исследованию влияния введения металлосодержащих и комплексообразующих соединений в процессах крашения и аппретирования текстильных изделий и др.

Большое количество из перечисленных и других работ прошли стадию технологической проработки и опытно-промышленные испытания и готовы к промышленной реализации.

В заключении подчеркнем, что научно-технический прогресс в текстильной промышленности определяется не только потребностями населения в качественном бытовом текстиле модного ассортимента, но и в значительной степени потребностями различных отраслей экономики в техническом и специальном текстиле, обладающем специфическими, а порой и уникальными свойствами.