Назначение кручения мультифиламентных синтетических нитей

Кручение мультифиламентных нитей – технологическая операция скручивания элементарных волокон в составе комплексной нити вокруг её оси. Применяется для модификации свойств исходного материала.

Основные цели процесса:

• Стабилизация структуры. Преобразование параллельного пучка волокон в консолидированную систему с фиксированным поперечным сечением. Предотвращает распушение (фибрилляцию) волокон на последующих технологических этапах.
• Повышение эксплуатационных характеристик. Улучшение устойчивости к абразивному износу, многократному изгибу и усталостным нагрузкам за счет взаимного механического связывания волокон.
• Подготовка к последующей переработке. Получение нити с заданной геометрией и внутренними напряжениями, необходимой для эффективного трощения, плетения или ткачества.

Исходная низкопрочная и технологически неустойчивая система волокон превращается в стандартизированный полуфабрикат для производства текстильных изделий.

Параметры кручения: направление (S/Z) и величина крутки

Ключевые технологические параметры кручения – направление и величина.

Направление кручения (твист)

• Z-кручение (правый твист): Витки направлены слева вверх направо, аналог центральной части буквы Z.
• S-кручение (левый твист): Витки направлены справа вверх налево, аналог центральной части буквы S.

Технологическое значение направления:

• Определяет ориентацию волокон в структуре нити.
• Является критическим фактором при комбинировании нитей на последующих операциях (например, плетении). Для создания сбалансированных, нераскручивающихся структур применяется принцип противоположного направления кручения в смежных конструктивных слоях (например, пряди с Z-круткой объединяются с S-круткой в единую стабилизированную структуру).

Величина крутки

Измеряется в количестве витков на единицу длины (крутков/метр, tpm):

• Низкокрученные нити (Low Twist: 50-200 tpm). Применяются для сохранения максимальной прочности на разрыв, используются как основа для текстурирования или в высокомодульных тканях.
• Среднекрученные нити (Regular Twist: 200-800 tpm). Стандарт для большинства технических применений. Обеспечивают оптимальный баланс прочности, износостойкости и гибкости.
• Высококрученные нити (High Twist: >1000 tpm). Придают нити повышенную упругость, торсионную жёсткость и эффект памяти формы. Используются в специальных изделиях, где требуются эластичность и восстановление исходной геометрии.

Выбор параметров является расчётной операцией, исходящей из требуемых конечных свойств изделия.

Влияние кручения на физико-механические свойства нити

Кручение индуцирует в нити структурные изменения, определяющие её свойства.

Положительные эффекты:

• Равномерное распределение нагрузки. При растяжении кручёной нити усилие передаётся на все элементарные волокна одновременно, минимизируя риск последовательного разрыва.
• Повышение усталостной прочности. За счёт механического сцепления волокна фиксируются, их относительное перемещение и изгиб в корне ограничиваются.
• Формирование стабильного сечения. Нить приобретает цилиндрическую форму, что улучшает её технологичность при прохождении через направляющие и ткацкие устройства.
• Контроль упругих свойств. Высокая крутка создаёт геометрическую деформацию волокон, повышая упругую составляющую удлинения (работа по принципу пружины сжатия).

Негативные эффекты (требующие учёта):

• Снижение прочности на разрыв (противопарадокс). Чрезмерное кручение (выше оптимального для данного типа волокон) приводит к перераспределению вектора приложенной силы. Часть нагрузки тратится на сжатие и сдвиг волокон, а не на их осевое растяжение, что снижает эффективную прочность нити.
• Увеличение жёсткости. Повышение крутки ведёт к росту модуля изгиба нити, что может быть нежелательно для мягких тканей или гибких шнуров.

Таким образом, кручение – это компромисс между повышением технологичности и износостойкости и потенциальным снижением абсолютной прочности и гибкости.

Применение кручёных мультифиламентных нитей в конечных продуктах

Кручёные мультифиламентные нити служат полуфабрикатом для создания композитных текстильных структур.

Плетёные шнуры и тросы

• Кручёные нити (чаще с Z-круткой) формируют пряди оплетки, которая становится более устойчивой к механическим повреждениям.

Тканые ленты и стропы

• Кручение обеспечивает ровность и гладкость нитей основы и утка.
• Это предотвращает захват и обрыв отдельных волокон на быстродвижущихся деталях ткацкого станка, обеспечивает формирование чёткого края ленты и равномерное распределение нагрузки по всему её сечению.

Технические и специальные ткани

• Ткани для силовых конструкций (паруса, тенты). Применяются нити с минимальной круткой для сохранения прочностных характеристик высокомодульных волокон (арамид, полиэфир).
• Ткани для эксплуатации в условиях абразивного износа (рюкзаки, спецодежда). Используются среднекрученые нити, обеспечивающие компромисс между прочностью и стойкостью к истиранию.
• Ткани с заданными упругими свойствами. Применяются высококрученые нити, придающие материалу способность к обратимой деформации.

Итог

Контроль параметров кручения мультифиламентных нитей – фундаментальный метод управления свойствами текстильных полуфабрикатов. Правильный выбор направления и величины крутки позволяет точно спроектировать механическое поведение конечного изделия, будь то статичный трос, динамичная верёвка или износостойкая ткань.


Обращайтесь к специалистам «Петроканат», чтобы гарантированно получить качественную нить, соответствующую вашим требованиям и ожиданиям!

Подписывайтесь на Telegram-канал Petrokanat Industry!