Формирование свойств текстильных товаров на разных этапах их производства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И ТОРГОВЛИ ИМЕНИ МИХАИЛА ТУГАН-БАРАНОВСКОГО Кафедра товароведения и экспертизы непродовольственных товаров КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине:

«Материаловедение и основы технологии производства»

на тему:

«Формирование свойств текстильных товаров на разных этапах их производства»

Работу выполнила:

студентка гр. ТКД Н-10-СА Олейник И.С.

Руководитель:

асс. Сильченко О.Е.

Донецк — 2010

Содержание

1. Характеристика текстильных волокон как основного сырья для производства тканей

1.1. Классификация текстильных волокон

1.2. Структура, химические и физико-механические свойства волокон.

1.3.Дефекты волокон

2.Формирование свойств тканей в процессе ткачества

2.1. Виды и дефекты текстильных нитей

2.2. Ткачество и ткацкие переплетения

2.3. Дефекты ткачества

3. Отделка тканей и ее значение в формировании свойств

3.1 Виды отделки тканей

3.2 Особенности отделки тканей разного волокнистого состава

3.3 Дефекты тканей, возникающие на этапе отделки

4. Технологические свойства тканей

Выводы

Введение

Текстильные товары — одна из важнейших групп промышленных товаров, как по объему выпускаемой продукции, так и по удельному весу в товарообороте.

В производстве этих материалов широко используются химические волокна, доля которых в сырьевом балансе текстильной промышленности постоянно увеличивается. Применяются новые виды модификаций химических волокон и нитей, обладающие улучшенными свойствами. Использование различных видов химических волокон и нитей позволяет снизить себестоимость изделий, получать материалы разнообразных облегченных структур и внешнего оформления. Намечается дальнейшее увеличение производства нетканых материалов, которые дополняют ассортимент тканей, а во многих случаях и заменяют ткани. Расширению ассортимента текстильных материалов и повышению их качества, улучшению эстетических и некоторых физико-механических свойств способствует широкое применение высококачественных синтетических красителей и химических отделочных материалов.

В текстильном товароведении существуют два понятия текстильных товаров: в широком и узком смысле. Под текстильными товарами в широком смысле понимаются все товары, изготовленные из текстильных волокон, — ткани бытового и технического назначения, штучные изделия, ковры и ковровые изделия, нетканые материалы, трикотажные, швейные, гардинно-тюлевые, ниточные, веревочно-канатные изделия и т. д. Текстильные товары в узком смысле — это только ткани и штучные изделия, вырабатываемые текстильной промышленностью, причем наиболее крупную группу текстильных товаров составляют ткани.

Текстильные товары представляют собой материалы сложных структур, формируемые в процессе выработки из отдельных элементов — волокон, нитей, поэтому свойства и качество их зависят как от исходного сырья, так и от технологии их выработки. Отсюда следует необходимость изучения видов и свойств текстильных волокон и нитей, а также формирования структуры и свойств текстильных товаров в процессе их производства. В отличие от тканей, изделий из них для производства трикотажных полотен применяется только одна нить или система нитей. Большое внимание в товароведении текстильных товаров уделяется изучению их ассортимента, потребительских свойств, экспертизе.

1. Характеристика текстильных волокон как основного сырья для производства тканей

Волокна — это протяженные тонкие гибкие тела, длина которых во много раз превосходит их поперечные размеры.

Текстильными называются волокна, пригодные для изготовления пряжи, ниток, тканей, трикотажа, нетканых материалов, гардинно-тюлевых изделий, кружев и пр.

Волокна принято подразделять на элементарные и технические. Элементарными называются одиночные волокна, которые без разрушений не делятся на более мелкие (хлопок, шерсть). Технические волокна состоят из продольно скрепленных элементарных волокон (лен, пенька, джут, кенаф, рами и др.).

Отдельные элементарные волокна в техническом волокне склеены природным клеевым веществом — пектином.

Волокна, длина которых составляет десятки и сотни метров, называются нитями (коконные, натурального шелка, искусственные и синтетические). Текстильными называются нити, используемые для изготовления разнообразных текстильных изделий. Текстильные нити подразделяют на элементарные и комплексные.

Элементарная нить — одиночная нить, которая не делится на более тонкие и используется в комплексе с аналогичными нитями. Элементарная нить, пригодная для изготовления непосредственно из нее изделий, называется мононитью (капроновые жилки, металлические, металлизированные нити и др.).

Комплексные нити состоят из продольно расположенных элементарных нитей, склеенных или скрученных между собой.

Короткие отрезки искусственных и синтетических нитей называются штапельными волокнами.

Волокна и нити являются основными структурными элементами текстильных изделий. От химического состава, геометрических, физических, механических и химических свойств волокон и нитей зависят внешний вид, эксплуатационные свойства, качество и долговечность текстильных изделий.

1.1 Классификация текстильных волокон

Текстильные волокна можно классифицировать по самым разнообразным признакам их общности. Для учебных целей представляется наиболее целесообразным классифицировать их по следующей схеме: классыподклассы — группы — подгруппы — виды — разновидности волокон.

Текстильные волокна делят прежде всего на три класса:

природные, искусственные и синтетические.

Класс природных волокон Отличительная особенность волокон этого класса состоит в том, что их получают в готовом, сформированном виде из различных частей растений, от различных животных и разных горных пород. Все они построены из высокомолекулярных соединений. В зависимости от химического состава класс природных волокон делят на два подкласса (рис.1) органического и минерального состава.

Подкласс волокон органического состава. Этим подклассом объединены волокна, построенные из волокнообразующих природных полимеров органического состава. В зависимости от происхождения их делят на две группы: растительного и животного происхождения.

Группа волокон растительного происхождения объединяет волокна, добываемые из различных частей растений. В зависимости от того, из какой части растения их добывают, волокна делят на следующие подгруппы:

— семенные — хлопок, получаемый из семян хлопчатника;

— лубяные (стеблевые)—лен, пенька, джут, кенаф, канатник, кендырь, рами и др.;

— лиственные, включающие волокна, добываемые из листьев растений (новозеландский лен, манильская пенька, сизаль и др.);

— плодовые, к которым относятся, например, кокосовые волокна, добываемые из скорлупы кокосовых орехов.

Рис. 1.1 — Схема классификации природных волокон

Группа волокон животного происхождения делится на две подгруппы:

— шерстяные волокна, являющиеся волосяным покровом овец, коз, верблюдов, кроликов и др.;

— шелковые волокна — продукты жизнедеятельности гусениц тутового и дубового шелкопрядов.

Подкласс волокон минерального состава. В этот подкласс включены только природные асбестовые волокна, получаемые из горных пород.

Класс искусственных волокон В зависимости от состава искусственные волокна делят на два подкласса (рис. 2): органического и минерального состава.

Подкласс волокон органического состава. В этот подкласс включены искусственные волокна, построенные из высокомолекулярных соединений органического состава. Принципиальное отличие искусственных волокон органического состава от синтетических волокон состоит в следующем:

исходными материалами для производства искусственных волокон служат природные высокомолекулярные соединения и их производные (целлюлоза и ее эфиры, белки животного и растительного происхождения);

получают искусственные волокна хотя и химическим путем, но без применения химического синтеза;

химический состав искусственных волокон не отличается от химического состава взятых для их производства исходных материалов.

Рис. 2.1 — Классификация искусственных волокон

Подкласс искусственных волокон органического состава делят на две группы: целлюлозные и белковые волокна.

Группа целлюлозных волокон объединяет искусственные волокна, получаемые из целлюлозы и ее эфиров. Их делят на две подгруппы:

гидратцеллюлозные волокна—.вискозное, полинозное и мед-ноаммиачное;

эфироцеллюлозные волокна — диацетатное и триацетатное.

Группа белковых волокон включает искусственные, получаемые из белков растительного и животного происхождения, которые подразделяют на две подгруппы:

волокон из растительных белков — объединяет искусственные волокна, получаемые из белка кукурузы (зеина), сои, земляного ореха и др;

волокон из животных белков (включая казеиновое волокно).

Подкласс волокон минерального состава. Волокна этого подкласса характеризуются следующими основными особенностями. Исходными материалами для их производства служат различные соединения минерального состава (стекло, черные, цветные и благородные металлы, их сплавы), получаемые путем термической и механической обработки. Их делят на две группы: силикатные и металлические.

Группа силикатных волокон включает стеклянное волокно, вырабатываемое из расплавленного силикатного стекла; его используют для технических целей.

Группа металлических волокон объединяет волокна, получаемые из различных металлов и их сплавов; к ним относятся — золотые, серебряные, латунные, медные, алюминиевые и другие волокна. Металлические волокна широко применяют для украшения шелковых тканей и других изделий.

Класс синтетических волокон В этот класс входят волокна, искусственно получаемые в промышленных условиях. Принципиальное их отличие от класса искусственных волокон состоит в следующем:

— исходными материалами (мономерами) для производства синтетических волокон служат различные низкомолекулярные соединения (капролактам, гексаметилендиамин, адипиновая кислота, аминоэнантовая кислота, акрилонитрил, пропилен и другое).

— получают синтетические волокна химическим путем с применением химического синтеза, осуществляемого с помощью реакций полимеризации или поликонденсации.

— химический состав синтетических волокон всегда значительно более сложный, чем его имели взятые для их производства исходные материалы.

В зависимости от того, из каких химических элементов построены главные валентности макромолекул, синтетические волокна делят на два подкласса (рис. 3): гетероцепные и карбоцепные.

Подкласс гетероцепных волокон. Этим подклассом объединены синтетические волокна, главные валентности макромолекул которых построены из разных химических элементов (углерода, азота, кислорода, серы и др.). В зависимости от химической природы волокнообразующих полимеров их подразделяют на следующие группы:

полиамидные волокна, к которым относятся капрон, анид и энант;

полиэфирные волокна, в число которых входит лавсан.

Подкласс карбоценных волокон. В этот подкласс включены синтетические волокна, в которых цепи главных валентностей макромолекул построены только из атомов углерода. В зависимости от химической природы волокнообразующих полимеров их делят на следующие группы:

поливинилхлоридные волокна, например поливинилхлоридное волокно (ПВХ);

перхлорвиниловые волокна, к которым относится хлорин;

полиакрилонитрильные волокна, включающие нитрон;

полиолефиновые волокна, к числу которых относятся полипропиленовое и полиэтиленовое волокна;

поливинилспиртовые волокна— винол.

Синтетические и искусственные волокна органического состава получают химическим путем, поэтому их называют химическими.

Рис. 3.1 — Схема классификации синтетических волокон

1.2 Структура, химические и физико-механические свойства волокон

Хлопковые волокна. Основными параметрами макроструктуры волокна являются длина и тонина.

Длина хлопковых волокон колеблется довольно в широких пределах — от 1 до 50 мм.

В зависимости от длины волокон хлопок делят на коротковолокнистый (20—27 мм), средневолокнистый (28—34 мм) и длинноволокнистый (35—50 мм).

Длина хлопковых волокон имеет очень важное значение в формировании ряда свойств тканей.

Отличительной особенностью хлопковых волокон является закономерная зависимость между их длиной и штопорообразной извитостью: чем длиннее хлопковые волокна, тем они больше извиты. Между длиной и тониной хлопковых волокон также существует определенная зависимость: чем длиннее волокна, тем они тоньше. Именно поэтому длинноволокнистые хлопки чаще всего называют тонковолокнистыми.

Тонину хлопковых волокон обозначают различно: по размеру поперечника, выраженному в микронах, метрическому номеру и по новой международной системе в миллитексах (см. ГОСТ 10 878–64).

Метрическим номером волокна называют число миллиметров волокна, содержащихся в 1 мг его веса.

Миллитексом называют вес 1 км волокна, выраженный в миллиграммах .

Коротковолокнистые хлопки характеризуются метрическим номером 3000—4500 (333—222 мтекс), средневолокнистые'—5000−6000 (200—167 мтекс) и длинноволокнистые — 600—8000 (167—125 мтекс).

Тонкую и вместе с тем прочную пряжу можно получить только из тонковолокнистого хлопка. Кроме того, пряжа, выработанная из тонковолокнистого хлопка, обладает большей гибкостью и мягкостью, чем пряжа, полученная из средневолокнистого и тем более из коротковолокнистого хлопка. Поэтому ткани, изготовленные из тонковолокнистого хлопка, обладают более высоким качеством, чем ткани, изготовленные из среднеи коротковолокнистого хлопка.

Вследствие испарения жидкой части протоплазмы волокно нормальной зрелости сплющивается и приобретает так называемую штопорообразную извитость. текстильный волокно ткань ткацкий Извитость, сообщая волокну неровную поверхность, повышает его цепкость, снижает до некоторой степени естественный блеск и способствует более прочному удержанию загрязнений; по этой причине хлопчатобумажные изделия труднее отстирываются, чем льняные и шелковые, волокна которых обладают более ровной поверхностью. Однако повышенная цепкость волокна способствует получению более прочной пряжи, а следовательно, и изделий из нее. Хлопчатобумажные изделия обладают повышенными теплозащитными свойствами, что весьма важно в гигиеническом отношении.

Молекулы целлюлозы упакованы в хлопковых волокнах менее плотно, чем в других волокнах (например, в льняных, капроновых, нитроновых и т. п.). В результате умеренной упаковки молекул целлюлозы хлопковые волокна обладают увеличенными размерами субмикроскопических пор. Этим, в частности, можно объяснить, почему хлопковые волокна сравнительно легко, быстро и интенсивно окрашиваются красителями. От малой плотности упаковки молекул целлюлозы во многом зависит также их пониженная механическая прочность.

Химические свойства хлопковых волокон:

Кислотоустойчивость хлопковых волокон невысокая. Хлопковые волокна неустойчивы к действию не только концентрированных, но и разбавленных минеральных кислот. Особенно сильное разрушающее действие оказывают на хлопковые волокна серная, соляная и азотная кислоты.

Под действием минеральных кислот глюкозидные связи молекул целлюлозы легко гидролизуются, т. е. разрываются с присоединением воды, что и является причиной разрушения целлюлозы. В результате гидролитического разрушения целлюлозы образуется гидроцеллюлоза, обладающая настолько слабой механической прочностью, что ее можно легко растереть в порошок между пальцами рук. Если же из-за кратковременного действия кислоты целлюлоза частично переходит к гидроцеллюлозу, то наблюдается только понижение прочности хлопковых волокон.

Щелочеустойчивость хлопковых волокон весьма высока. Глюкозидные связи молекулы целлюлозы характеризуются значительной устойчивостью к щелочам. Поэтому хлопковые волокна даже при кипячении в разбавленных растворах щелочей без доступа кислорода воздуха почти не изменяются. Но если их кипятить в растворе едких щелочей при доступе воздуха, то в результате окисления целлюлоза превращается в оксицеллюлозу.

Окисление целлюлозы сопровождается разрывом глюкозидных связей. Чем больше целлюлоза окисляется, тем значительнее снижается прочность хлопковых волокон. При полном окислении целлюлоза целиком превращается в оксицеллюлозу.

Весьма своеобразно действуют на хлопковые волокна крепкие растворы едких щелочей на холоде, т. е. при нормальной температуре (15—18°); волокна при этом набухают, укорачиваются, утрачивают извитость, повышаются гигроскопичность, светоустойчивость, прочность и блеск, волокна приобретают более высокую способность поглощать красители и прочно их удерживать и т. д. Это явление было открыто в 1840 г. английским химиком Мерсером. Поэтому кратковременная обработка хлопковых волокон, пряжи и тканей крепкими едкими щелочами на холоде получила наименование мерсеризации.

Светоустойчивость (фотохимическая устойчивость) — сопротивляемость хлопковых волокон разрушению под воздействием света.

Под влиянием света целлюлоза хлопка постепенно разрушается. Наиболее существенное влияние на разрушение целлюлозы оказывают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 2960—3600 А.

Микробиологическая (биохимическая) устойчивость — сопротивляемость волокон хлопка разрушению под влиянием биохимических процессов, возникающих в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

При содержании влаги более 9% и относительной влажности воздуха выше 75—85% хлопковые волокна разрушаются микроорганизмами.

Физико-механические свойства хлопковых волокон:

Прочность на разрыв хлопковых волокон в зависимости от степени зрелости и разновидности колеблется в пределах 0,5— 10 г на волокно. Средняя прочность зрелого волокна равна 4— 5 г. Хлопковые волокна прочностью до 2,5 г считаются непрядомыми. Предел прочности при растяжении хлопковых волокон 41—54 кгс/мм².

Отличительной особенностью хлопковых волокон является то, что в мокром состоянии по невыясненным пока причинам их прочность на разрыв повышается на 15—20%, в то время как у остальных волокон она либо остается неизменной, либо понижается на 7—65%.

Удлинение хлопковых волокон при разрыве колеблется в пределах от 4 до 13%, составляя в среднем 7—8%. Хлопковые волокна характеризуются очень незначительным упругим и большим пластическим удлинениями, что является причиной деформации швейных и трикотажных изделий, портящей их внешний вид («мешки», вздутия против колен и локтей).

Упругость хлопковых волокон низкая, вследствие чего изготовленные текстильные изделия сравнительно легко и быстро мнутся, на них образуются нерасправляющиеся складки и замины, сильно ухудшающие их внешний вид.

Гигроскопичность хлопковых волокон весьма высока: в нормальных условиях, т. е. при температуре 20° и относительной влажности воздуха 65%, эти волокна содержат в среднем 8,5% влаги.

Гигроскопичность волокон зависит от температуры и относительной влажности воздуха.

Значение гигроскопичности хлопковых волокон исключительно велико, так как содержание в них влаги оказывает большое влияние на прочность, удлинение, светоустойчивость и хранение текстильных товаров.

С увеличением содержания влаги в хлопковых волокнах повышается их прочность на растяжение и полное удлинение, но снижается светоустойчивость и микробиологическая устойчивость. Гигроскопичность хлопковых волокон сообщает ценные гигиенические свойства швейным, трикотажным и другим хлопчатобумажным товарам.

Термоустойчивость хлопковых волокон имеет важное значение. Они выдерживают кратковременное нагревание при температуре 125—150°. При температуре свыше 275° начинается интенсивное разрушение целлюлозы хлопка с образованием различных жидких и газообразных продуктов. При температуре 400—450° из волокон удаляются все газообразные продукты разложения целлюлозы и остается твердый остаток в виде угля.

Понижение прочности хлопковых волокон протекает тем интенсивнее, чем выше действующая на них температура и чем длительнее время ее действия.

Удельный вес целлюлозы хлопковых волокон в среднем равен 1, 52.

Удельный вес волокна имеет важное практическое значение. Так, чем меньше удельный вес волокна, тем большее количество метров ткани может быть получено из одного и того же его весового количества. Ткань при всех прочих равных условиях является тем легковеснее, чем меньшим удельным весом обладает волокно, из которого она выработана.

Льняные волокна. Макроструктура волокон: различают длину элементарных и длину технических волокон. Первая колеблется от 4 од 70, мм, составляя в среднем 25 мм; вторая— от 600 до 1000 мм.

Средняя тонина элементарных льняных волокон равна 15—17. Следовательно, в этом отношении они мало чем отличаются от хлопковых волокон, тонина которых колеблется от 18 до 25.

Своеобразная микроструктура льняных волокон сообщает им ряд специфических свойств. У льняных волокон значительно более ровная и гладкая поверхность, а потому на ней меньше задерживается загрязнений, чем на поверхности извитых хлопковых волокон. По той же причине льняные ткани легче и быстрее отстирываются, чем хлопчатобумажных.

К числу наиболее важных субмикроструктурных факторов льняных волокон относятся их спиральная структура, а также плотность упаковки макромолекул целлюлозы.

В льняных волокнах молекулы целлюлозы упакованы значительно плотнее, нежели в хлопковых. В результате этого льняные волокна обладают более малыми размерами субмикроскопических пор. Этим главным образом и объясняется, почему льняные волокна с таким большим трудом окрашиваются красителями. Плотная упаковка молекул целлюлозы является второй причиной более высокой механической прочности льняных волокон, чем хлопковых.

Химические свойства льняных волокон:

По химическим свойствам льняные волокна очень мало отличаются от хлопковых. Но льняные волокна не могут приобретать после мерсеризации тех ценных свойств, какие получают хлопковые волокна. Вследствие этого льняные изделия не подвергают мерсеризации.

Щелочи разрушающе действуют на пектиновые вещества, с помощью которых элементарные волокна прочно склеены друг с другом. Поэтому при кратковременном воздействии щелочи понижается прочность технических волокон, а при длительном— они распадаются на элементарные, хлопкообразные льняные волокна.

Светоустойчивость льняных волокон несколько выше, чем хлопковых. Так, прочность льняных волокон в неотделанной ткани снижается на 50% при действии прямых солнечных лучей в течение 990 час., хлопковых волокон — в течение 940 час.

Физико-механические свойства льняных волокон:

Прочность на разрыв элементарных льняных волокон примерно в 3 раза выше, чем хлопковых (в среднем 15 гс/волокно). Это объясняется более высокой степенью полимеризации, более плотной упаковкой макромолекул целлюлозы, а также меньшим углом наклона спиралей относительно продольной оси волокна.

Разрывное удлинение у льняных волокон примерно в 3 раза ниже (2,5%), чем у хлопковых волокон (7—8%), в результате чего льняные ткани обладают большей устойчивостью к растяжению, чем хлопчатобумажные.

Упругость льняных волокон весьма низка, поэтому изделия из них сравнительно легко и быстро мнутся, что значительно ухудшает их внешний вид.

Удельный вес льняных волокон равен в среднем 1,52.

Гигроскопичность льняных волокон выше (12%), чем хлопковых (8,5%). Льняные волокна легко поглощают влагу из окружающей среды и так же легко отдают ее, что имеет особо важное гигиеническое значение для одежно-платьевых тканей, используемых для производства летней одежды.

Шерстяные волокна. Основным веществом шерстяных волокон является белок, называемый кератином. В составе волокон шерсти на долю кератина приходится 90%. Характерной особенностью кератина шерсти является содержание в его составе от 2 до 5% серы.

Являясь основным веществом шерстяных волокон, кератин обусловливает все их химические и физико-механические свойства.

Химические свойства шерстяных волокон:

Кислотоустойчивость шерстяных волокон сравнительно высока, особенно они устойчивы к действию слабых растворов минеральных кислот. Так, слабые растворы минеральных кислот (до 10% от веса образца шерстяной пряжи или ткани) при нормальной температуре не снижают механической прочности исследуемого образца.

Концентрированные растворы кислот заметно разрушают шерсть. Степень разрушения зависит от температуры и продолжительности воздействия кислоты на волокна.

Органические кислоты при прочих равных условиях слабее действуют на шерстяные волокна, чем минеральные:

Щелочеустойчивость шерстяных волокон низкая. К действию щелочей, особенно едких, шерстяные волокна неустойчивы. Значительное влияние на разрушение волокон при этом оказывает температура: чем выше температура, тем больше разрушение волокон. Так, в 3%-ном кипящем растворе едкой щелочи шерстяные волокна почти мгновенно полностью растворяются.

.На различной устойчивости шерсти и растительных волокон к действию кислот и щелочей основано удаление из шерсти примесей растительного происхождения.

Свето- и атмосфероустойчивость шерстяных волокон, имеют важное значение.

Солнечный свет и атмосферные влияния разрушающе действуют на шерстяные волокна. Под их влиянием понижается прочность, повышается их растворимость в слабых растворах щелочей, увеличивается ломкость при изгибах, изменяется способность к усвоению красителей, уменьшается чешуйчатость и пр.

Фотохимическое разрушение шерсти объясняется главным образом разрушением цистиновых связей.

По сравнению с другими текстильными волокнами шерсть обладает наиболее высокой устойчивостью к действию солнечного света и атмосферных условий.

Микробиологическая (биохимическая) устойчивость волокон шерсти выше, чем целлюлозных волокон.

Шерсть подвержена разрушению под влиянием микроорганизмов, причем легче всего разрушается корковый слой. Поэтому шерсть с поврежденными чешуйками разрушается значительно быстрее. Микроорганизмы, развивающиеся на шерсти, выделяют ферменты, которые разрушают пептидные связи макромолекул кератина, что и является причиной разрушения шерсти. Разрушение шерсти микроорганизмами происходит только при большом содержании в ней влаги (выше 24%).

Физико-механические свойства шерстяных волокон:

Прочность на разрыв шерстяных волокон зависит от породы животного, его здоровья и питания, толщины волокон, их дефектов, влажности и т. д. Вообще же прочность их сравнительно невелика. Однако носкость изделий из шерсти значительно выше, чем изделий из хлопка и льна. Это объясняется высокой устойчивостью чешуйчатого слоя шерстяных волокон к истиранию и действию светопогоды, высокими упругим и эластическим удлинениями и т. д.

Удлинение шерсти по сравнению с другими природными, а также искусственными и синтетическими волокнами наиболее высокое. Разрывное удлинение при нормальной влажности достигает у шерсти 25—35% по отношению к ее первоначальной длине. У вискозного высокопрочного шелка оно составляет лишь 10—16%, у хлопка: 7—8, у. льна — 1,5—2,5%.

Высокое полное и упругое удлинение шерсти объясняется волнообразно извитым строением макромолекул кератина.

По упругости с шерстью могут конкурировать только некоторые синтетические волокна (капрон, лавсан и нитрон). Среди шерстяных волокон наиболее высокой упругостью обладают волокна тонкой (мериносовой) шерсти.

Удельный вес кератина шерсти равен 1,30, т. е. он значительно ниже, чем у хлопка (1,52).

Высокая гигроскопичность—отличительная особенность шерсти по сравнению с другими волокнами. В условиях значительной относительной влажности окружающего воздуха шерсть может поглотить до 35—40% влаги, не производя при этом впечатления влажной. В условиях же нормальных температуры и относительной влажности воздуха шерсть содержит 14—18% влаги, причем тонкая шерсть несколько более гигроскопична (17%), чем грубая (15%).

Шерсть сравнительно медленно поглощает из окружающей среды влагу и медленно ее отдает при изменившейся температуре и относительной влажности воздуха.

Термоустойчивость — способность шерсти противостоять действию высоких температур. Высушенная при температуре 100— 105° шерсть теряет влагу, вследствие чего становится жесткой и ломкой. После высушивания шерсть снова поглощает влагу и поэтому восстанавливает свою прежнюю мягкость и устойчивость к повторным изгибам. Следует иметь в виду, что это справедливо только при условии, что шерсть подвергалась нагреванию при температуре 100—105° непродолжительное время. Продолжительное нагревание (выше 30—40 час.) при 100—105° и выше приводит к разрушению шерсти, которое сопровождается выделением сероводорода и аммиака, а также пожелтением шерсти.

Шелковые волокна. Тонина шелковых волокон обычно характеризуется метрическим номером. Последний у элементарных шелковых волокон, лишенных серицина, колеблется в пределах 7000—9000(143—111 мтекс). Средний же метрический номер коконной нити равен 2500—3000 (400—333 мтекс).

Длина волокна натурального шелка в отличие от всех остальных природных волокон исчисляется многими сотнями метров, а потому они не нуждаются в прядении.

Конная нить состоит из двух фиброиновых волокон, склеенных между собой шелковым клеемсерицином.

При отварке шелка в растворе мыла серицин растворяется и коконная нить распадается на два элементарных волокна, имеющих в поперечном разрезе различную форму. После растворения серицина блеск и мягкость шелковых волокон значительно повышаются. Под микроскопом элементарное шелковое волокно на первый взгляд кажется однородным. Но при механических воздействиях (трение, раздавливание) возникает продольное расщепление волокна на более тонкие волоконца, хорошо видимые под микроскопом. Фибриллярная структура волокон натурального шелка является причиной образования дефекта, именуемого моховатостью.

Коконная нить приблизительно на 70—80% состоит из белка фиброина и на 20—30%—из белка серицина и других сопутствующих фиброину веществ небелковой природы (извлекаемых эфиром и этиловым спиртом, минеральные вещества). Следовательно, основным веществом натурального шелка является фиброин.

Химические свойства шелковых волокон:

Кислотоустойчивость шелковых волокон зависит от концентрации применяемых растворов. Слабые растворы минеральных кислот (серной, соляной, азотной) даже при нагревании не оказывают заметного разрушающего действия на шелковые волокна. Еще более устойчивы они к слабым растворам фосфорной, сернистой, щавелевой, муравьиной и уксусной кислот.

Концентрированные растворы минеральных кислот разрушают шелк и тем быстрее, чем выше температура.

Щелочеустойчивость шелковых волокон весьма слабая. Особенно большое разрушающее действие оказывают едкие щёлочи. Так, шелк полностью разрушается в течение нескольких минут в кипящем 5—7%-ном растворе едкого натра. Заметное разрушающее действие на шелк оказывают при нагревании даже слабые (сантии децинормальные) растворы едкого натра.

Растворы мыла, не содержащие свободной щелочи, даже при повышенной температуре не оказывают заметного разрушающего действия на шелк.

Светои атмосфероустойчивость шелка среди природных волокон наиболее низкая. Светои атмосфероустойчивоссть натурального шелка в 4,5 раза меньше, чем у искусственного вискозного шелка, в 4,7 раза меньше, чем у хлопка, и в 5,6 раза меньше, чем у шерсти.

За 10 дней испытаний к действию светопогоды в летнее время года натуральный шелк теряет 30% своей первоначальной прочности. Низкая устойчивость к действию светопогоды является существенным недостатком шелковых волокон, так как от этого значительно снижается срок носки шелковых изделий в летнее время.

Шелк, как и шерсть, характеризуется более высокой устойчивостью к микробиологическому разрушению, чем целлюлозные волокна. Более того, микробиологическая устойчивость шелка даже выше, чем шерсти. Некоторые авторы это объясняют не химической природой фиброина, а особенностями структуры шелковых волокон. Шелковые волокна с нарушенной структурой обладают значительно меньшей устойчивостью к микробиологическому разрушению, чем волокна, не имеющие этого дефекта.

Однако известны некоторые микроорганизмы, которые могут вызывать разрушение шелковых волокон и изделий из них.

Физико-механические свойства шелковых волокон:

Прочность на разрыв элементарного шелкового волокна находится примерно на уровне прочности хлопковых волокон — 4—5 г/волокно. Предел прочности у шелковых волокон достигает 47 кгс/мм², т. е. он выше, чем у шерстяных, вискозных, ацетатных и других волокон. Но у шелковых волокон предел прочности бывает ниже, чем у высокопрочных вискозных и ацетатных, у капроновых и лавсановых и других волокон.

Разрывное удлинение шёлковых волокон—18—22%, т. е. оно значительно ниже, чем у шерстяных волокон, но выше, чем у хлопковых, льняных и др. Шелковые волокна характеризуются высоким упругим и низким пластическим удлинениями.

Шелковые волокна отличаются высокой упругостью, что сообщает тканям и изделиям из них несминаемость в процессе их эксплуатации.

Удельный вес шелковых волокон равен 1,37, т. е. он меньше, чем у хлопковых и льняных волокон (1,52), и больше, чем у шерстяных волокон (1,30).

По гигроскопичности шелковые волокна занимают промежуточное положение между хлопковыми (8,5%) и шерстяными волокнами (14—18%). При нормальных температуре и относительной влажности воздуха шелк-сырец поглощает до 11% гигроскопической влаги.

Термоустойчивость натурального шелка в отличие от других природных волокон пониженная: при нагревании шелковые волокна становятся жесткими и ломкими, поэтому не рекомендуется нагревать их выше 100°; при температуре 180° шелковые волокна разрушаются.

Химические волокна. Тонину химического элементарного волокна определяют метрическим номером и в миллитексах.

В зависимости от способа формования, степени фильерной и ориентационной вытяжки и назначения волокна его тонина колеблется в широких пределах —от № 2 (500 000 мтекс) до № 9000 (111 мтекс) и выше. Элементарное волокно, имеющее метрический номер ниже 2250 (444 мтекс), называют грубово-локнистым, от 2250 (444 мтекс) до 3000 (333 мтекс) — средне-волокнистым и свыше 3000 (333 мтекс) —тонковолокнистым. Чем тоньше элементарное волокно, тем оно мягче и эластичнее.

Вискозное элементарное волокно вырабатывают с метрическим номером 2250 (444 мтекс) — 3600 (278 мтекс), медно-аммиачное — 6000—8000 (соответственно 167—125 мтекс) и выше. Капроновое элементарное волокно, образующее комплексные нити, имеет обычно метрический номер 1800—3000 (соответственно 556—333 мтекс). Синтетическое моноволокно, используемое для производства бытовых тканей, чулочно-носочных и трикотажных изделий, выпускают с метрическим номером 300, 450 и 600 (соответственно 3330, 2220 и 1670 мтекс). Моноволокно с метрическим номером 2—5 (500—200 мтекс) используют для изготовления щеточных изделий, рыболовных сетей, лесок для удочек, хозяйственных сумок и др.

Под микроскопом продольный вид химических волокон не различается. Более резкое различие в форме элементарных волокон наблюдается при рассмотрении под микроскопом их поперечных срезов. Последние показывают, что в действительности круглую или почти круглую форму имеют непрофилированный капрон, анид, энант, лавсан и медноаммиачное волокно. У всех этих волокон сравнительно ровная, гладкая, а потому глянцевая поверхность. Исключение составляют матированные волокна, у которых из-за присутствия двуокиси титана поверхность в большей или меньшей степени шероховата. В результате этого они имеют слабый глянец либо совсем его лишены, что зависит от степени матирования.

Поперечный срез вискозного волокна имеет извилистое очертание краев. Это свидетельствует о том, что на его поверхности расположены продольные впадины и рельефные грани. При рассмотрении под микроскопом вискозного волокна в продольном виде впадины проявляются в виде темных, а рельефные грани — в виде светлых полосок. Извилистое очертание краев вискозного волокна объясняется разной скоростью коагуляции в осадительной ванне поверхностного слоя и внутреннего объема волокна.

1.3 Дефекты волокон

Дефекты хлопковых волокон:

Незрелые волокна характеризуются лентообразной формой, тончайшей первичной стенкой, наличием канала, занимающего почти весь поперечник волокна, отсутствием штопорообразной извитости, весьма слабой прочностью и неспособностью окрашиваться.

Незрелые волокна понижают срок службы текстильных изделий и ухудшают их внешний вид.

Недозрелые волокна имеют лентообразную форму, слабую извитость, тонкие стенки и очень широкий канал, обладают слабой прочностью и плохо воспринимают красители. Как и незрелые волокна (хотя и в меньшей степени), они снижают срок службы текстильных изделий и ухудшают внешний вид гладкокрашеных тканей.

Галочки — мелкие кусочки коробочек хлопчатника, которыми иногда бывают засорены хлопковые волокна. Попадая вместе с волокнами в пряжу, а затем с пряжей и в ткани, галочки ухудшают их внешний вид. Ткани, засоренные галочками, характеризуются наличием мелких темных и черных точек, разбросанных по всей поверхности. Жгутики — плотные, сильно закрученные пучки волокон различной величины и формы. Они с трудом разрабатываются в процессе чесания хлопка и, попадая в пряжу, образуют утолщения. Жгутики ухудшают внешний вид готовых текстильных изделий.

Дефекты льняных волокон:

Закостренность—дефект, при котором льняные волокна засорены мелкими частицами костры, не склеенными с волокном пектиновыми веществами. Этот дефект вместе с волокнами попадает в пряжу, а затем и в ткань. Закостренность ухудшает внешний вид готовых льняных тканей.

Недоработка является дефектом, при котором мелкие кусочки костры прочно склеены пектиновыми веществами с льняным волокном. Этот дефект имеет значительно меньшее распространение, чем описанный выше. Недоработка оказывает такое же влияние на качество льняных тканей, как и закостренность.

Шишки представляют собой уплотненные комки спутанных волокон. Возникает этот дефект в процессе первичной обработки льна и особенно при чесании. Шишки ухудшают внешний вид готовых тканей.

Дефекты шерстяных волокон:

Сорная шерсть — шерсть, засоренная различными нецепкими растительными примесями: головками лопуха, чертополоха, дурышника и пр., обломками стеблей соломы, сена и т. д. Эти примеси удаляются из шерсти с большим трудом, причем не полностью.

Репейная шерсть — шерсть, засоренная цепкими растительными примесями: репей-пилка (крымский репей), ковыль (тырса) и др. Это весьма нежелательный дефект шерсти, но полностью очистить шерсть от цепких растительных примесей невозможно.

Переследы — резкое местное утонение шерстяных волокон, возникающее в результате плохого питания или сильного заболевания овцы. Этот дефект сильно понижает качество шерсти: на месте переследов шерстяные волокна рвутся при малейшем усилии. Наличие в шерстяных изделиях переслежистых волокон уменьшает срок их службы и тем в большей степени, чем их больше содержится в данном изделии.

Мертвый волос — снижает срок службы тканей и их эстетические достоинства.

Дефекты волокон натурального шелка:

На нитях шелка-сырца тутового и дубового шелкопряда встречается несколько, дефектов, основные из которых описаны ниже.

Моховатость— дефект натурального шелка, образующийся в результате чрезмерных механических воздействий на шелковые волокна (трение, раздавливание). Происходит продольное расщепление волокон на более мелкие волоконца — фибриллы, сообщающие мохнатость (ворсистость) нитям и изготовленным из них тканям, что отрицательно сказывается на их внешнем виде и прочности на разрыв.

Шишки — рыхлые округлой формы комки шелковых волокон, увеличивающие в несколько раз поперечник волокон шелка-сырца на коротких его участках. Шишки значительно ухудшают внешний вид готовых тканей.

Налеты — удлиненной формы и плотно примотанные к нити комки шелковых волокон. Крупные налеты более чем вдвое превышают поперечник нормальной нити и имеют длину более 1 см. Налеты оказывают такое же влияние на качество готовых тканей, как и шишки.

Дефекты химических волокон:

Ворсистость нити -дефект, при наличии которого на нити наблюдается значительное количество торчащих ворсинок различной длины. Ворсинки представляют собой концы оборванных элементарных волокон. Ворсистость ухудшает внешний вид и снижает прочность к растяжению текстильных изделий.

Масляные пятна образуются от попадания на нити масла, которым смазывают трущиеся части машин. Этот дефект затрудняет отделку нитей и выработанных из них текстильных изделий, а также ухудшает их внешний вид.

Разнооттеночность возникает при крашении искусственных нитей в результате резкого повышения интенсивности их окраски на отдельных участках. Этот дефект ухудшает внешний вид готовых текстильных изделий.

Склейки — очень распространенный дефект вискозного штапельного волокна, состоящий в прочном склеивании обычно не менее пяти элементарных волокон. Причинами образования склеек могут быть недостаточная скорость циркуляции осадительной ванны или неправильный ее состав, частичное засорение отверстий в фильере,. слишком близкое расположение отверстий в фильере (более 4—5 на 1 мм² донышка фильеры) и др. Склейки ухудшают внешний вид готовых тканей.

Жгутики в отличие от склеек представляют собой большие пучки слабо склеенных элементарных штапельных вискозных волокон. Образуются жгутики в основном по тем же причинам, что и склейки. Но действие этих причин менее интенсивное, поэтому волокна в пучках слабо склеены. Жгутики снижают эстетические достоинства готовых тканей.

Шишки и налеты в комплексных химических волокнах по существу не отличаются от описанных выше одноименных дефектов волокон натурального шелка

2. Формирование свойств тканей в процессе ткачества

Тканью называют текстильное изделие, выработанное на двух перпендикулярно расположенных друг к другу систем нитейпродольных, называемых основой, и поперечных, называемых утком.

Ткачеством в широком смысле слова называют весь комплекс технологических операций, с помощью которых вырабатывают ткани на ткацкой фабрике. В узком же смысле ткачеством называют только заключительную операцию, осуществляемую на ткацком станке.

Ткачеству принадлежит главнейшая роль в формировании структуры тканей, а стало быть, и многих их потребительских свойств (прочность и удлинение при растяжении, сопротивление истиранию, усадка при мочке и стирке, воздухопроницаемость, вес 1 м² и др.).

Ткацкое производство состоит из подготовительных операций и собственно ткачества.

2.1 Виды и дефекты текстильных нитей

Прядение нити (пряжа). Различают аппаратную, кардную, гребенную, меланжевую, мулине, угарную, вигоневую пряжу.

Аппаратная пряжа характеризуется сильной ворсистостью, большой рыхлостью, меньшей уравненностыо по толщине и меньшей прочностью на разрыв, чем кардная и гребенная. Как правило, ее используют в виде одинарных (некрученых) нитей.

Кардная пряжа отличается от аппаратной значительно меньшей ворсистостью, большей тониной, меньшей рыхлостью, равномерностью по толщине и более высокой прочностью на разрыв. Она бывает однониточной, трощеной и крученой.

Трощеная пряжа получается путем сложения вместе двух и более одинарных или крученых нитей без последующего их скручивания. Трощеная пряжа употребляется в большом количестве для производства трикотажных товаров (чулок, носков, белья и пр.) и в меньшем — для получения фасонных нитей и тканей.

Крученая пряжа получается путем сложения вместе и последующего скручивания двух, трех и более одинарных нитей пряжи. Наибольшее распространение имеет крученая пряжа в два сложения.

Гребенная пряжа по структуре и свойствам значительно отличается от кардной и тем более аппаратной. После гребнечесания разница в длине оставшихся волокон сохраняется, но она намного меньше, чем до гребнечесания. Вследствие этого пряжа получается более гладкой, менее ворсистой. Более распрямленные и параллелизованные в процессе двукратного прочеса длинные волокна укладываются плотнее друг к другу, значительно возрастает их взаимное сцепление, вследствие чего гребенная пряжа приобретает меньшую пористость и большую прочность на разрыв. Она характеризуется также большей тониной и равномерностью по толщине.

При всех прочих равных условиях крученая пряжа является более прочной на разрыв, чем однониточная.

Меланжевой называют пряжу, полученную из смеси окрашенных в разные цвета или из смеси окрашенных и неокрашенных волокон. Меланжевую пряжу вырабатывают преимущественно из волокон хлопка и шерсти.

Мулине — это пряжа, состоящая из двух скрученных вместе одинарных нитей разного цвета (например, белой и коричневой, белой и черной и т. д.). Пряжу мулине употребляют для производства пестротканых тканей типа хлопчатобумажных коверкота, трико и патристика; шерстяных коверкота, трико и т. п.

Угарной называют пряжу, полученную из волокон, содержащих в своем составе значительное количество отходов (угаров) производства. Она всегда вырабатывается аппаратным способом прядения и используется для производства недорогих текстильных товаров.

Вигоневой принято называть пряжу аппаратного прядения, полученную из смеси отходов хлопка и шерсти. Вигоневой называют также аппаратную хлопчатобумажную пряжу, полученную из смеси, состоящей из 90% хлопка, окрашенного в темный цвет, и 10% белого хлопка. Употребляется она для выработки сравнительно дешевых тканей и трикотажных товаров.

Непряденые нити. Различают элементарные и комплексные непряденые нити.

Элементарными называют нити, каждая из которых представляет собой одно элементарное волокно неограниченной длины. Вследствие этого такие нити называют моноволокнами, или монофильными нитями. Их получают из металлов и синтетических волокнообразующих полимеров. Синтетические моноволокна применяют для производства многих товаров народного потребления.

К комплексным относят нити, каждая из которых состоит из комплекса элементарных волокон (филаментов) неограниченной длины. Эти нити часто называют филаментными. Получают их из волокон натурального шелка, искусственных и синтетических.

Основными видами комплексных нитей из волокон натурального шелка являются следующие.

Шелк-сырец (ШС) — некрученая нить, получаемая в результате одновременной размотки нескольких коконов тутового или дубового шелкопряда. Элементарные волокна в нем склеены между собой серицином.

Шелк-уток (Ут) —шелк пологой (слабой) крутки. Его получают скручиванием примерно до 125 кр/м (125 кручений на 1 м) 2, 3, 4, 5, 6 и более нитей шелка-сырца. Обладая пологой круткой, шелк-уток сообщает тканям мягкость, ровную и гладкую поверхность.

Шелк — основа (Оси)-шелк двойной крутки. Его вырабатывают из 2, 3 или 4 нитей шелка-сырца. При этом сначала нити шелка-сырца закручивают влево на 400—600 кр/м, а затем 2, 3 или 4 таких нити тростят и скручивают вправо на 480— 600 кр/м.

Муслин (МсНШ)—очень тонкий шелк средней крутки, получаемый скручиванием влево одной нити шелка-сырца до 1500—1800 кр/м с последующей запаркой для фиксации крутки. Муслин применяют для выработки особо тонких и легковесных тканей типа шифона.

Креп (КрНШ)—шелк высокой (креповой) крутки, получаемый скручиванием вправо или влево до 2200—3200 кр/м 2, 3, 4 и 5 нитей шелка-сырца. Креп подвергают промежуточной и окончательной запарке, в процессе которой перераспределяются межмолекулярные связи между макромолекулами фиброина шелка, а потому и фиксируется крутка. Различают креп правой и креп левой крутки, а также креп двуниточный (КрНШ2н), трехниточный (КрНШЗн) и т. д. Вследствие высокой крутки креп характеризуется при всех прочих равных условиях большей тониной и меньшей пористостью, значительными упругостью, жесткостью и шероховатостью, а также усадкой в горячей воде.

Москреп (Мкр)—нить двукратной крутки. Ее получают скручиванием вместе трехили четырехниточного крепа с 2—3 нитями шелка-сырца. С этой целью берут 3—4 нити шелкасырца и скручивают их до 2200—3200 кр/м (первое кручение), а затем полученную креповую нить тростят с 2—3 нитями шелка-сырца и скручивают их в сторону креповой крутки (второе кручение).

Москреп получают также путем скручивания крепа из натурального шелка и одной нити пологой крутки из вискозного шелка. Свойства москрепа приближаются к свойствам крепа, что объясняется содержанием в его составе креповой нити.

Ниже рассмотрены основные виды комплексных нитей из искусственных волокон.

Вискозный шелк (ВШ) и ацетатный шелк (АцШ) — комплексные нити пологой крутки. Им сообщают 100—150 кр/м или 200—260 кр/м, если они используются соответственно в качестве утка или основы.

Муслин получают из вискозного (МсВШ) и ацетатного шелка (МсАцШ) путем скручивания одинарной нити до 600— 800 кр/м.

Креп из искусственного шелка — нить высокой крутки, но в отличие от крепа из натурального шелка его получают, во-первых, скручиванием только одной нити, во-вторых, со значительно меньшим числом кручений—1500—1800 кр/м. Это объясняется тем, что нити искусственного шелка обладают в несколько раз большей толщиной, чем нити шелка-сырца, из которого получают креп из натурального шелка. Чем толще нить, тем при меньшем числе кручений она достигает критической крутки.

Этот креп получают из вискозного (КрВШ) и ацетатного шелка (КрАцШ). В горячей воде он тоже получает значительную усадку и этим самым сообщает тканям креповый эффект.

Москреп (МКр) из искусственного шелка получают путем трощения, и последующего скручивания чаще всего двух нитей искусственного шелка, одна из которых обладает креповой, а другая — пологой круткой. Обычно креповая и пологая нити имеют разное направление крутки. Второе скручивание производят в направлении креповой нити примерно на 500 кр/м.