Свойства пряжи и нитей, их пороки

Вопросы для повторения

1. Что такое одежда, какие функции она выполняет?

2. Какие требования предъявляются к одежде?

3. Какая одежда относится к классу бытовой одежды ?

4. Как классифицируется класс бытовой одежды ?

5. Какие существуют способы производства одежды ?

6. Что такое костюм, аксессуары ?

7. Чем отличаются между собой понятия «ансамбль», «комплект», «гарнитур»?

 

 

2.1.1. Натуральные волокна

Хлопок

Хлопок — это тончайшие волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Волокна хлопка представляют собой одну большую растительную клетку, которая развивается из клеток кожуры семени. Волокна хлопка, не очищенные от семян, называются хлопком-сырцом.

По химическому составу хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу, имеющую всего 4-5% примесей — жировых, воскообразных, минеральных.

Длина хлопкового волокна может быть различной: от 28 мм до 35 мм и более. Причем чем длиннее волокно, тем более качественную ткань можно их него получить.

Натуральный цвет волокон белый или слегка кремовый, однако существуют сорта хлопчатника, дающего волокна бежевого, зеленоватого и других цветов.

Ткани, полученные из хлопковых волокон достаточно прочны, но к их недостаткам можно отнести сильную сминаемость. Зато гигиенические качества хлопка оцениваются очень высоко. Он обладает прекрасной гигроскопичностью (хорошо впитывают влагу тела) и воздухопроницаемостью.

Хлопок нестоек к действию кислот: при длительном воздействии даже разбавленных кислот прочность хлопчатобумажной ткани снижается настолько, что она рвется уже при незначительном усилии. Концентрированная серная кислота приводит к обугливанию и полному разрушению волокон хлопка.

Щелочи же благотворно сказываются на свойствах хлопчатобумажных волокон, повышая их прочность и придавая им шелковистый блеск. Кроме того, обработка волокон хлопка щелочными растворами улучшает их способность к окрашиванию.

Органические растворители, применяемые при химической чистке, на хлопок не действуют.

Хлопок довольно устойчив к действию тепла. При температуре 130—150°С сухие волокна хлопка не меняют своей прочности. При повышении температуры появляется желтизна, затем волокно буреет, а при температуре 250°С хлопковые волокна обугливаются. Волокна хлопка горят желтым пламенем и сгорают полностью, образуя серый пепел. При их сжигании ощущается запах жженой бумаги.

Лен

Льняные волокна вырабатываются из лубяной части стебля растения льна. Различают элементарные и технические волокна льна: элементарное волокно представляет собой одну длинную растительную клетку (15—20 мм); технические волокна состоят из пучков элементарных волокон, склеенных между собой, и достигают длины 35—90 см.

Волокна льна содержат 80 % целлюлозы и 20% примесей — жировых, воскообразных, минеральных и других.

Льняные волокна обладают очень высокой прочностью и еще большей сминаемостью, чем хлопчатобумажные.

Натуральный цвет волокон — от светло-серого до темно-серого. Кроме того, они имеют гладкую поверхность и обладают характерным блеском.

Лен ценится очень хорошими гигиеническими свойствами: он прекрасно впитывает и отдает влагу, обладает высокой воздухопроницаемостью и теплопроводностью, что делает его всегда прохладным на ощупь.

Из-за сходства химического состава физико-химические свойства льна весьма близки к свойствам хлопчатобумажных волокон. Он еще более устойчив к воздействию температуры и не меняет своих свойств до температуры 160—170°С. Горит лен так же, как хлопок, желтым пламенем, образуя серый пепел, с запахом жженой бумаги.

Шерсть

Шерстяные волокна представляют собой волосяной покров некоторых животных, который перерабатывается в пряжу и войлок. При производстве шерстяных тканей наиболее часто используется шерсть овец, коз, верблюдов, лам, коров.

В строении шерстяного волокна различают корень (часть волоса, скрытая кожным покровом) и стержень (часть волоса, выступающая над кожным покровом), состоящий из животного белка — кератина.

Стержень состоит из трех частей: чешуйчатого слоя, самого верхнего, защитного, от которого зависит блеск волоса; коркового — основного слоя, образующего само тело волоса и определяющего его прочность; и сердцевинного слоя, состоящего из клеток, заполненных воздухом.

В зависимости от толщины и строения различают следующие типы волокон шерсти:

• пух — тонкие извитые волокна, состоящие только из чешуйчатого и коркового слоев; пух образует весь волосяной покров тонкорунных овец и прилегающий к коже покров грубошерстных овец;
• ость — более толстые, грубые волокна, почти не имеющие извитости и состоящие из чешуйчатого, коркового и сплошного сердцевинного слоев; из ости состоит волосяной покров полугрубошерстных и грубошерстных овец;
• переходный волос — занимает промежуточное положение между пухом и остью и образуется тремя слоями: чешуйчатым, корковым и прерывистым сердцевинным;
• мертвый волос — грубое, прямое, жесткое волокно, которое плохо окрашивается и ломается при переработке; он состоит из трех слоев: чешуйчатого, тонкого коркового и широкого сердцевинного, занимающего почти весь поперечный срез волоса.

Из пуховых волокон производятся высококачественные камвольные и суконные ткани, из смеси пуховых волокон и переходного волоса изготавливаются костюмные и пальтовые ткани, из ости и переходного волоса состоят полугрубые суконные костюмные и пальтовые ткани, в составе грубосуконных шерстяных тканей имеются все типы волокон, исключая пух.

Длина шерстяных волокон колеблется от 20 до 450 мм. Толщина волокон зависит от типа волоса и оказывает большое влияние на свойства шерсти, в частности на прочность. Наибольшей прочностью обладают переходный волос и ость, мертвый же волос — хоть толстое, но непрочное волокно, так как основу его составляет сердцевинный слой, заполненный воздухом.

Цвет шерсти тонкорунных овец белый или слегка кремовый. Грубая и полугрубая шерсть иногда бывает цветной — серой, коричневой, черной.

Шерстяные волокна довольно растяжимы. Под воздействием влаги и тепла они могут удлиняться до 60%. Это свойство шерсти используется в таких операциях влажно-тепловой обработки, как сутюживание, оттягивание и декатировка тканей.

Среди физических свойств волокон существует одно, характерное только для шерсти — свойлачиваемость, т.е способности образовывать в процессе валки войлок.

Наибольшей способностью свойлачиваться обладает пух.

Шерсть устойчива к действию органических растворителей, применяемых при химической чистке текстильных изделий, но при этом разрушается щелочными растворами и кислотами.

Сухие волокна шерсти значительно теряют прочность при температуре свыше 110°С, что влияет на выбор температурного режима при влажно-тепловой обработке.

Если поместить в пламя огня волокна шерсти, они спекаются, при вынесении их из огня горение прекращается, на конце волокна образуется спекшийся шарик, ощущается запах жженного пера.

Шелк

Натуральный шелк — это тончайшие нити, вырабатываемые специальными железами гусеницы тутового шелкопряда. На шелкомотальных автоматах коконы шелкопряда разматываются, причем несколько концов коконов при этом соединяются вместе. Так поручаются нити шелка-сырца.

Коконная нить состоит из различных белковых соединений: 75% фиброина и 25% серицина. Длина ее в среднем 600—900 м, но может достигать 1500 м. Цвет шелковых нитей белый или слегка кремовый.

Несмотря на то, что шелковая нить очень тонкая, она обладает достаточно высокой прочностью. К достоинствам натурального шелка можно отнести также то, что возникающая при нагрузке деформация волокон почти полностью исчезает, благодаря чему шелковые ткани мало сминаются.

По химической стойкости шелк превосходит шерсть: разбавленные кислоты и щелочи, а также органические растворители на него не действуют. Натуральный шелк растворяется только в концентрированных щелочах при кипячении.

Так же, как и шерсть, шелк теряет прочность при температуре свыше 110°С, кроме того, он чувствителен к действию прямого солнечного света и за 200 часов, находясь на свету, теряет до 50% прочности.

Горение натурального шелка аналогично горению шерстяных волокон.

2.1.2. Химические волокна

Впервые текстильные волокна химического происхождения стали производиться в конце XIX — начале XX вв.

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служат древесная целлюлоза, отходы хлопка и шелка. Исходным продуктом для получения сырья при производстве синтетических волокон являются газы, продукты переработки нефти и каменного угля.

Искусственные волокна имеют тот же химический состав, что и исходное природное сырье. Синтетические волокна получают в результате химических реакций синтеза, т.е. превращения низкомолекулярных веществ в высокомолекулярные путем укрупнения их молекул. В итоге производятся такие волокна, которых в природе не существует.

Процесс производства химических волокон включает пять этапов:

• получение и предварительная обработка сырья;
• приготовление прядильного раствора или расплава;
• формование волокна,
• его отделка;
• текстильная переработка.

Исходное сырье растворяют или расплавляют до состояния жидкой массы. Полученный таким образом прядильный раствор под давлением пропускают через фильеры — особые колпачки с различными фасонными отверстиями. Струйки прядильного раствора, застывая, образуют элементарные нити , которые затем соединяются в комплексные текстильные нити.

Отделка нитей из химических волокон может включать в себя следующие операции: промывку, сушку, крутку, термическую обработку для закрепления крутки, а также отбеливание или крашение (в настоящее время крашение чаще всего производится внесением красителей в прядильный раствор).

Описанный способ получения химических волокон одинаков как для искусственных, так и для синтетических волокон.

Искусственные волокна

Вискозные волокна. Исходным сырьем служит древесная целлюлоза, получаемая из ели, сосны, пихты, бука. Измельченная древесина отваривается в щелочном растворе. В результате образуется серая масса, которая отбеливается, освобождается от нецеллюлозных примесей, обрабатывается химическими реактивами, выдерживается 25—30 часов и затем подается на прядильные машины с фильерами.

В процессе отделки вискозные нити промываются, отбеливаются и окрашиваются. Двуцветная вискозная нить типа меланж образуется путем соединения двух окрашенных струек раствора. Такое волокно имеет оригинальный оптический эффект и широко применяется для изготовления трикотажных изделий.

Имея целлюлозную основу, вискозные волокна по своим физико-химическим свойствам сходны с хлопком. Так же, как и натуральные, вискозные ткани имеют очень хорошие гигиенические показатели. По внешнему виду из-за блеска и мягкости нити вискоза напоминает шелк.

Вискозные волокна используются для производства сорочечных и плащевых тканей, тонких трикотажных полотен, швейных ниток, а также искусственного меха.

Ацетатные волокна. Сырьем служат отходы хлопка, которые обрабатываются уксусной кислотой и ее солями. В результате получается прядильный раствор, из которого и получают волокна.

Ацетатные волокна содержат не чистую, а химически связанную целлюлозу, поэтому их свойства несколько отличаются от свойств вискозных волокон. Ацетат имеет меньшую прочность волокон, которая к тому же сильно теряется в мокром виде. Ацетатные волокна реагируют на действие органических растворителей, используемых при химической чистке.

Ацетатные волокна значительно более упругие, поэтому ткани из них меньше сминаются, чем ткани из натуральных целлюлозных или вискозных волокон, но при этом их гигиенические качества намного хуже.

По внешнему виду ацетатные ткани напоминают шелковые, но менее тонкие и пластичные, чем последние. Ацетатные волокна широко используются для производства платьевых тканей, называемых «искусственным шелком», и трикотажных полотен.

Триацетатные волокна. По составу и свойствам аналогичны ацетатным волокнам. Они также вырабатываются из целлюлозы.

Триацетатные волокна обладают меньшей гигроскопичностью, чем вискозные и ацетатные, они более жесткие и менее стойкие к истиранию. К недостаткам можно также отнести высокую электризуемость.

Но при этом триацетатные волокна лучше реагируют на свет и тепло, очень упругие, что позволяет получать ткани, которые не нуждаются в глажении. Кроме того, эти волокна мало загрязняются и быстро сохнут после намачивания.

Используются триацетатные волокна для производства платьевых, рубашечных, костюмных, подкладочных, галстучных тканей, а также трикотажных полотен.

Синтетические волокна

Синтетические волокна группируются в зависимости от полимера, из которого они изготовлены.

Полиамидные волокна. Из этой группы синтетических волокон наиболее широко применяется капрон. Исходное сырье для его производства — продукты переработки каменного угля (бензол и фенол).

Характерными свойствами полиамидных волокон являются легкость, упругость, высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и многократным изгибам, высокая химическая и биологическая (действие микроорганизмов и плесени) стойкость.

К недостаткам волокон можно отнести их низкую гигроскопичность и малую термостойкость (при незначительном нагревании капрон начинает плавиться, что необходимо учитывать при влажно-тепловой обработке).

Горит капрон при поднесении к пламени, происходит тепловая усадка, затем плавление, в результате образуется смола и выделяется белый дым с запахом сургуча.

Капрон используется для изготовления тканей, чулочно-носочных изделий, ниток, кружев, отделочных материалов, он широко применяется также для технических целей.

Полиэфирные волокна. Самым широко используемым полиэфирным волокном является лавсан, который получают из продуктов переработки нефти.

По своим физическим и биологическим свойствам лавсан аналогичен капрону, но в отличие от последнего он разрушается концентрированными кислотами и щелочами. Как и капрон, лавсан обладает очень низкой гигроскопичностью, воздухо- и теплопроводностью. Горит лавсан слабо желтым пламенем, выделяя при этом копоть. При затухании образуется шарик чугунного цвета.

В чистом виде полиэфирные волокна используются для изготовления швейных ниток, кружевного полотна, ворса искусственного меха. Чаще же всего они применяются в смесях с натуральными тканями, особенно шерстью, вискозными полотнами. Наличие лавсана в смешанных тканях улучшает их физические свойства: делает их более прочными и несминаемыми. Кроме того, лавсан, будучи более термостойким, чем капрон, не создает особых сложностей при влажно-тепловой обработке этих тканей.

Полиолефиновые волокна. Наиболее известными и часто используемыми материалами из полиолефиновых волокон являются полиэтилен и полипропилен. Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти — этилен и пропилен.

Полиэтилен и полипропилен обладают очень высокими физическими показателями. Они очень устойчивы к воздействию химических реактивов и микроорганизмов. Полиолефиновые волокна абсолютно не пропускают воздух и влагу, их гигроскопичность равна 0%.

Из полиэтилена и полипропилена вырабатывают плащевые и декоративные ткани, ворс ковров, а также пленочные материалы технического назначения.

Полиуретановые волокна. К полиуретановым волокнам относятся комплексные нити спандекс.

Волокна спандекс схожи с другими синтетическими волокнами, но по своим физико-механическим свойствам они относятся к эластомерам, т.е. имеют очень высокие показатели эластического восстановления. После снятия растягивающей нагрузки спандекс почти сразу восстанавливает внешний вид.

Это свойство волокон спандекс используется при изготовлении тканей с эффектом «стрейч», трикотажа, а также материалов для спортивных, корсетных и лечебных изделий.

Вопросы для повторения

1. Какова схема классификации волокон?

2. Каков химический состав растительных', животных, искусственных и синтетических волокон ?

3. Какими физико-химическими свойствами обладают натуральные волокна растительного происхождения?

4. Какими физико-химическими свойствами обладают натуральные волокна животного происхождения? В чем сходство и различия свойств шелка и шерсти?

5. Какие этапы включает в себя процесс производства химических волокон?

6. Что является исходным сырьем для получения искусственных и синтетических волокон?

7. Какие группы искусственных волокон используются для создания одежды, область их применения ?

8. Какие группы синтетических волокон используются для создания одежды, область их применения ?

2.2. Краткие сведения о технологии получения тканей

Описанные выше волокна используются в текстильной промышленности для производства тканей. Получение тканей является очень сложным и многоэтапным процессом, который начинается с прядения.

Прядением называется совокупность операций, в результате которых из волокнистой массы получается пряжа, т.е. нити, образованные из волокон ограниченной длины, соединяемые в процессе скручивания. Волокна, используемые для прядения, называются прядильными, к ним относятся шерсть, хлопок, лен, отходы натурального шелка, штапельные волокна.

От длины и толщины волокон зависят выбор способа прядения и вид получаемой пряжи. Волокна средней длины (хлопчатобумажные и штапельные) перерабатываются покарданныму способу, длинные волокна шерсти, хлопка, натурального шелка перерабатываются по гребенному способу. В последнем случае получается тонкая, равномерная, плотная и гладкая пряжа.

Из коротких волокон хлопка, шерсти по аппаратному способу изготавливается толстая, рыхлая, неравномерная по толщине, пушистая аппаратная пряжа.

Процесс прядения состоит из ряда последовательных операций:

• разрыхление и трепание волокон используется при всех трех способах прядения, на этом этапе клочки спрессованных волокон превращаются в рыхлую волокнистую массу, одновременно частично удаляются примеси;
• чесание производится для окончательного удаления примесей и разъединение клочков на отдельные волокна; тонкий прочесанный слой волокон (ватка) преобразуется в ленту, которая представляет собой жгут волокон;
• выравнивание и вытягивание ленты выполняется на ленточных машинах путем соединения нескольких лент в одну для выравнивания ее по толщине;
• предпрядение осуществляется на ровничных машинах, где из ленты путем вытягивания, крутки или ссучивания образуется ровница, которая, проходя через ровничные машины, все более утоняется, волокна распрямляются* параллельно ориентируются;
• собственно прядение производится на прядильных машинах и включает в себя окончательное вытягивание ровницы, скручивание ее в пряжу и наматывание пряжи.

Классификация пряжи и нитей

По способу прядения хлопчатобумажная пряжа делится на карданную, аппаратную, гребенную; шерстяная пряжа — на аппаратную, гребенную и полугребенную; шелковая пряжа — на гребенную и аппаратную.

По составу волокон пряжа делится на однородную, состоящую из одноименных волокон, и неоднородную (смешанную), состоящую из разноименных волокон. По отделке и окраске пряжа бывает суровая (без отбеливания), отбеленную, окрашенную, меланжевую (из смеси цветных волокон).

По строению различают пряжу одинарную (состоящую из отдельных волокон, скрученных в процессе прядения); крученую (состоящую из двух и более скрученных нитей); трощеную (состоящую из двух и более не скрученных между собой нитей); фасонную (получаемую за счет скручивания нитей разной длины и представленную на рис.); армированную (имеющую сердечник, обвитый по всей длине шерстяными, хлопчатобумажными, льняными или химическими волокнами) и высокообъемную (изготавливаемую из синтетических разноусадочных штапельных волокон).

Комплексные текстильные нити могут быть получены склеиванием или скручиванием продольно сложенных элементарных нитей. Склеиванием коконных нитей вырабатывается шелк-сырец. Склеиванием или скручиванием нескольких нитей шелка-сырца получается крученый натуральный шелк.

Скручиванием химических элементарных нитей производятся искусственные и синтетические комплексные нити различной степени крутки.

Текстурированные нити вырабатываются из химических волокон, имеют структуру, измененную путем дополнительных обработок. Они отличаются устойчивой извитостью, пушистостью, мягкостью, упругостью.

Мононити изготавливаются из синтетических волокон, чаще всего имеют круглое сечение, но бывают также с плоским и профилированным сечением. От толщины мононитей зависит их жесткость, упругость и область применения.

Пряжа и нити имеют следующие свойства, регламентируемые стандартами:

• линейная плотность — характеризуется величиной массы в граммах, которую имеют 1000 м нити, измеряется в единицах текс; чем больше это значение, тем толще пряжа (нить); определяется путем взвешивания;
• крутка — характеризуется количеством витков, которое приходится на 1м пряжи (нити); чем больше крутка, тем более гладкой, прочной и упругой становится пряжа; величина крутки, после которой начинается снижение прочности пряжи, называется критической; крутка определяется путем раскручивания образца пряжи на специальном приборе — круткомере; различаются правая крутка (обозначается Z) и левая (S); ч
• прочность — характеризуется разрывной нагрузкой и зависит от качества волокнистого сырья, величины крутки, характером отделки и т.д.; чем больше прочность, тем выше качество пряжи (нитей);
• растяжимость — характеризуется удлинением пряжи (нити) в момент разрыва и зависит от волокнистого состава, крутки и толщины (линейной плотности) пряжи;
• неровнота — характеризуется неравномерностью пряжи по толщине, крутке, прочности и растяжимости; определяется путем внешнего сравнивания образца пряжи с эталоном; чем больше значение неровноты, тем менее качественна пряжа.

Иногда из-за низкого качества сырья, недостаточной его очистки от примесей при прядении, плохой крутке и т.п. могут возникать различные дефекты:

• сорная пряжа — изготовленная из плохо очищенного сырья и содержащая различные органические примеси;
• замасленная пряжа — возникает при попадании в массу волокон смазочных масел;
• непропряды — утолщения в пряже, возникающие при недостаточном скручивании волокон на отдельных участках пряжи;
• шишки — короткие местные утолщения, возникающие в результате прикручивания к пряже пуха.

Дефекты пряжи и нитей портят вид и снижают качество пряжи. Попадая в ткань, такая пряжа приводит к образованию дефектов ткани, которые в свою очередь ухудшают качество швейных изделий.

Из пряжи и нитей на ткацких станках производится ткань, т.е.текстильное изделие, образованное переплетением взаимно перпендикулярных систем нитей. Нити, идущие вдоль ткани, называются основой, нити, идущие поперек ткани — утком.

Процесс образования ткани из пряжи называется ткачеством. Перед самим ткачеством, осуществляемым на специальном станке, пряжа подвергается подготовке. Подготовка основных нитей к ткачеству включает в себя следующие операции:

• перемотка пряжи — производится на мотальных машинах с целью удлинения пряжи и устранения ее дефектов;
• сновка — это перемотка пряжи с большого количества бобин на один сновальный валик;
• шлихтование — пропитка основы определенным составом (шлихтой) с целью повышения прочности, гибкости, эластичности и гладкости нитей;
• проборка — продевание нитей в определенные части ткацкого станка (ремизки, бердо).

Подготовка утка представляет собой перемотку пряжи или нитей с бобин на специальные уточные шпули.

На рис. 1 представлена схема ткацкого станка, который имеет такие механизмы:

При включении станка ремизки поочередно поднимают и опускают нити основы, между которыми образуется пространство, так называемый ткацкий зев. В это пространство проскакивает челнок с уточной нитью, зубья бердо уплотняют ее, ремизки меняют положение и челнок проскакивает в обратном направлении. Зубья бердо вновь уплотняют уточную нить и образуется ткань, которая наматывается на товарный валик. Таким образом осуществляется ткачество.