Monitoring System for the Formation Process Line of PAN Composite Fibres

• Autorzy: Karbownik Iwona , Rybicki Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5855

Warianty tytułu

PL

System monitorowania parametrów procesowych linii technologicznej kompozytowych włókien PAN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim and scope of this work included the design and practical implementation of a digital monitoring system for the polyacrylonitrile (PAN) fibre spinning process line used for the creation of different PAN based fibres doped with silver (Ag), polyaniline (PANI), carbon nanotubes (CNT) and 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC). After the collecting and processing of process parameters, including bath temperatures and the rotational speed of the feeding-receiving points, available in the form of digital data, they were compared with the appearance of fibres obtained (their surface structure and cross-section shape) and with the results of the fibre specific strength (WtP). Archiving of speed and temperature measurement data allowed to create a database combining the process parameters with the parameters of the fibres obtained. Online monitoring of the parameters enabled programmable change of the speed and temperature in important parts of the process in order to develop appropriate production profiles.

PL

Celem i zakresem prac było zaprojektowanie i praktyczna realizacja cyfrowego systemu monitorowania linii technologicznej przędzenia włókien poliakrylonitrylowych (PAN) używanej do tworzenia różnych włókien opartych na PAN domieszkowanych srebrem (Ag), polianiliną (PANI), nanorurkami węglowymi (CNT) i chlorkiem 2,3,5-trifenylotetrazoliowy (TTC). Po zebraniu i przetworzeniu parametrów procesu, w tym temperatur kąpieli i prędkości obrotowych punktów rozciągających, dostępnych w postaci danych cyfrowych, porównano je z wyglądem uzyskanych włókien (ich strukturą powierzchni i kształtem przekroju poprzecznego) oraz z wynikami wytrzymałości właściwej włókien (WTP). Archiwizacja danych pomiaru prędkości i temperatury pozwala na stworzenie bazy danych łączącej parametry procesu przędzenia z parametrami uzyskanych włókien. Monitoring parametrów on-line umożliwia programowalną zmianę prędkości i temperatury w ważnych częściach procesu w celu opracowania odpowiednich profili produkcyjnych.

Słowa kluczowe

EN

digital monitoring system; speed measurement; temperature measurement; on-line monitoring; fibre spinning; process line; composite polyacrylonitrile fibres

PL

cyfrowy system monitorowania; pomiar prędkości; pomiar temperatury; monitoring on-line; linia technologiczna; przędzenie włókien; kompozytowe włókna poliakrylonitrylowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 28, no. 1 (139)
• Strony: 26--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karbownik Iwona

• Lodz University of Technology, Institute of Automatic Control, 18/22 Stefanowskiego Street, 90-924 Łódź, Poland

autor

Rybicki Tomasz

• Lodz University of Technology, Institute of Automatic Control, 18/22 Stefanowskiego Street, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Lewandowski S. Monitorowanie produkcji i jej jakości jednym z celów procesu przędzenia. Przegląd Włókienniczy –WOS 2007; 2: 58-60.
• 2. Jackowska-Strumiłło L, Cyniak D, Czekalski J, Jackowski T. Neural Model of the Spinning Process Dedicated to Predicting Properties of Cotton-Polyester Blended Yarns on the Basis of the Characteristics of Feeding Streams. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2008; 16, 1(66): 28-36.
• 3. Bilińska L, Żyłła R, Smółka K, Gmurek M, Ledakowicz S. Modeling of Ozonation of C.I. Reactive Black 5 Through a Kinetic Approach. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2017; 25, 5(125): 54-60. DOI: 10.5604/01.3001.0010.4628.
• 4. Petrulyte S. Influence of Technological Parameters on the Periodical Effects of Fancy Yarns. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2008; 16, 3(68): 25-29.
• 5. Hasani H, Tabatabaei SA. Optimizing Spinning Variables to Reduce the Hairiness of Rotor Yarns Produced from Waste Fibers Collected from the Ginning Process. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2011, 19, 3(86): 21-25.
• 6. Mikołajczyk Z. Optimisation of the Knitting Process on Warp-Knitting Machines in the Aspect of the Properties of Modified Threads and the Vibration Frequency of the Feeding System. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2011, 19, 6(89): 75-79.
• 7. Eldeeb M, Demir A. Optimising the Production Process of Rieter Air Jet Spun Yarns and a Model for Prediction of their Strength. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2018; 26, 1(127): 36-41. DOI: 10.5604/01.3001.0010.7794.
• 8. Urbańczyk G. Nauka o włóknie cz.II, Lodz University of Technology Press, 1978 (in polish).
• 9. Karbownik I, Rac O, Fiedot M, Suchorska-Woźniak P, Teterycz H. In Situ Preparation of Silver – Polyacrylonitrile Nanocomposite Fibres. European Polymer Journal 2015; 69: 385-395.
• 10. Karbownik I, Rac-Rumijowska O, Fiedot-Toboła M, Rybicki T, Teterycz H. The Preparation and Characterization of Polyacrylonitrile-Polyaniline (PAN/PANI). Fibers Materials 2019; 12, 664.
• 11. Rac O, Karbownik I, Fiedot M, Rybicki T, Karpińska A. Composite Fibres Doped with Carbon Nanoparticles for use in Textronics. IMAPS, 2016; 25-28 September, Wałbrzych.
• 12. Kozicki M, Sąsiadek E, Karbownik I, Maniukiewicz W. Doped Polyacrylonitrile Fibres as UV Radiation Sensors. Sens. and Actuators B 2015; 213, 234-243.
• 13. Mikołajczyk T, Boguń M, Szparaga G. Influence of the Type of Montmorillonite and the Conditions of Fibre Formation from a Poliacrylonitrile Nanocomposite on the Fibre Properties. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 3(62): 25-31.
• 14. Rahatekar SS, Rasheed A, Jain R, Zammarano M, Koziol KK, et all, Solution Spinning of Cellulose Carbon Nanotube Composites using Room Temperature Ionic Liquids. Polym. 2009; 50: 457-458.
• 15. Karbownik I, Rybicki T, Karpińska A, Teterycz H. PAN Fibers with Nanoprecipitated Ag and Au for Use in Textronics. Mater. Sci.-Pol. 2016; 34: 564-570.
• 16. Karbownik I, Teterycz H, Rybicki T, Kulpiński P, et all. Sposób wytwarzania włókien poliakrylonitrylowych o właściwościach antybakteryjnych, antygrzybicznych lub/i elektroprzewodzących. Patent PL 229181.
• 17. Karbownik I, Fiedot M, Rac O, Rybicki T, Suchorska-Woźniak P, Teterycz H. Effect of Doping Polyacrylonitrile Fibers on their Structural and Mechanical Properties. Polym. 2015; 75: 97-108.
• 18. Karbownik I. Modyfikacja włókien z zastosowaniem wybranych technik i nanotechnologii, Lodz University of Technology Monographs, 2016 (in polish)
• 19. Mikołajczyk T, Boguń M, Kurzak A, Wójcik M, Nowicka K. Influence of Forming Conditions on the Tensile Strength Properties of PAN Fibres Containing a Ferromagnetic Naoaddition. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007, 15, 3(62): 19-24.
• 20. Broda J, Przybyło S, Lewandowski S. Selection of Optimal Formation Parameters of Polyporpylene Fibrillated Fibres Designed for Concrete Reinforcement. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2012; 20, 6A(95): 69-74.
• 21. Mikołajczyk T, Szparaga G, Rabiej S, Frączek-Szczypta A. Influence of Formation Conditions on the Structure and Properties of Nanocomposite PAN Fibres Containing Silver and Hydroxyapatite Nanoadditives. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2010; 18, 5(82): 16-23.
• 22. Boguń M, Mikołajczyk T. Influence of Coagulation Bath Temperature on the Porous Structure and Strength Properties of PAN Fibres Including Montmorillonite. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2006; 14, 3(57): 19-22.
• 23. Mikołajczyk T, Szparaga G, Rabiej S, Frączek-Szczypta A. Influence of Formation Conditions on the Structure and Properties of Nanocomposite PAN Fibres Containing Silver and Hydroxyapatite Nanoadditives. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2010, 18, 5(82): 16-23.
• 24. Boguń M, Mikołajczyk T. Influence of Coagulation Bath Temperature on the Porous Structure and Strength Properties of PAN Fibres Including Montmorillonite. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2006; 14, 3(57): 19-22.
• 25. Mikołajczyk T, Szparaga G. Influence of Fibre Formation Conditions on the Properties of Nanocomposite PAN Fibres Containing Nanosilver. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2009; 17, 4(75): 30-36.
• 26. Mikołajczyk T, Olejnik M. Influence of the Plastification Drawing Conditions and Distribution of Drawing Ratios on the Structure and Properties of Fibres Made of a Polyimidoamide Nanocomposite Containing Montmorillonite. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2009; 17, 1(72): 20-25.
• 27. ATmega162(V)-Complete Datasheet – 8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash, ATmega162, ATmega162V (pdf document).
• 28. The RS-485 Design Guide – Texas Instruments Application Report, 2008, revised 2016, (slla272c.pdf, pdf document).
• 29. PN-EN ISO 2062:2010 Textiles-Yarns from packages – Determination of single-end breaking force and elongation at break using constant rate of extension (CRE) tester.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).