Статья "Химические волокна"
Текстильные волокна делятся на две основных группы: природные и химические.
Природные – высокомолекулярные соединения растительного и животного происхождения
Химические волокна делятся на искусственные и синтетические.
Сырье для искусственных волокон:
Это природные высокомолекулярные соединения – древесная целлюлоза (еловая и сосновая щепа); альгиновая кислота из морских водорослей; белки молока, пшеницы, сои; остатки хлопкового пуха.
Сырье для синтетических волокон:
Это продукты переработки нефти, газа, каменного угля путем синтеза, когда из нескольких простых веществ получают одно сложное (синтез – это соединение, от этого и пошло название волокон)
Волокна могут быть:
А) элементарные – не делятся в продольном направлении без разрушения (хлопок, шерсть); элементарные волокна большой длины (десятки и сотни метров) называются элементарными нитями
Б) комплексные – скрепленные (скрученные перепутанные или склеенные между собой) в продольном направлении (лен, пенька); комплексные нити состоят из элементарных нитей
Кроме натурального шелка все комплексные нити относятся к химическим
Короткие отрезки искусственных или синтетических нитей, длиной 35-150 мм, называют “штапельками” или штапельными волокнами. При производстве вискозы известно, что это нити произвольной длины с резким блеском, очень гладкие. Но если вискозный жгут разрезать на штапельки, а потом скрутить в нить, то она теряет блеск, гладкость, но и теряет прочность. Так получили штапельное волокно, которое в России получило распространение после войны. До 1970 года вискозу называли штапелем
Текстуированные нити – это нити видоизмененных структур, т.е. комплексную нить специально сильно деформируют:
а) завивают путем ее кручения с последующей фиксацией этой завивки нагреванием – получают эластичную нить;
б) скручивают нити с разной усадкой и увлажняют; при этом одна нить сокращается по длине, а у другой усадки не происходит, она деформируется и образует завитки, выступающие на поверхности в виде петелек. Так получают высокообъемную пряжу .
в) армированная пряжа (нить) имеет сердечник и наружную оболочку; на сердечник из полиамидной (капроновой) нити накручивают (оплетают) другое волокно (хлопок, вискозу); получают армированную пряжу высокой механической прочности, мягкости, пушистости.
Получение искусственного волокна:
- Остатки еловой или сосновой щепы подсушивают
- Обрабатывают едким натром до набухания
- Масса растворяется, получается вязкий раствор
- Волокно формуют: под давлением раствор идет по трубопроводу, продавливается через фильеры в осадочную ванну с водным раствором серной кислоты. (Фильера – колпачок с очень маленькими отверстиями диаметром 0,07-0,08 мм.)
- При взаимодействии раствора и серной кислоты образуются твердые, очень длинные и очень тонкие элементарные нити
- Несколько элементарных нитей соединяют в одну комплексную путем вращения, и, вытягивая, ее наматывают на бобину
- Промывают – удаляют серную кислоту.
- Отбеливают
- Моют мылом для придания мягкости и рассыпчатости
По этому принципу получают синтетические нити
Химические синтетические волокна.
Синтетические волокна оказывают большое влияние на развитие текстильной промышленности – значительно расширяется ассортимент тканей, улучшаются некоторые их свойства, создаются новые виды тканей за счет применения смесевых волокон, можно получить ткани с заданными свойствами, затраты на производство значительно ниже натуральных.
К синтетическим волокнам относятся: капрон, лавсан, нитрон.
Капрон – полиамидное волокно, получают путем синтеза (соединение, составление, сочетание) – из нескольких простых веществ получают одно сложное из продуктов переработки нефти и каменного угля (из синтетических высокомолекулярных веществ).
Промышленное производство впервые было предпринято в 1932 году в Германии.
В России в 1939 году выпуск этого волокна сыграл огромную роль в Великой Отечественной войне : из них изготавливали авиационные покрышки для тяжелых бомбар-дировщиков, без этих покрышек самолеты не могли подняться в воздух ,так как шины из резины при разгоне не выдерживали трения , сгорали, разрушались.
Не было бы нейлона, не было бы тяжелых бомбардировщиков.
Получение. При получении капронового вещества, жидкость струйкой, в виде расплавленной смолы, вытекает из фильер, обдувается холодным воздухом и затвердевает. Чтобы предотвратить усадку, нити вытягивают и обрабатывают горячим паром.
Характеристика.
Общим отрицательным свойством всех синтетических волокон является отсутствие единой системы пор и отверстий, что отрицательно влияет на гигиенические свойства. Это самое прочное в мире волокно, прочнее хлопка в 10 раз, шерсти в 20 раз, вискозы в 50 раз, хотя в мокром состоянии прочность теряется, поэтому капрон и эластик (разновидность капрона) нельзя тереть и выкручивать при стирке.
Капроновую нить можно превратить в извитую – эластик ,которая способна бесконечно вытягиваться и сжиматься , не изменяя своих качеств (в 100 раз волокно устойчиво к изгибу, чем вискоза, в 10 раз хлопка, в 20 раз шерсти.,50 раз вискозы)
Большим недостатком капронового волокна является электризуемость, накопление электрических зарядов, резкий блеск, большая гладкость поверхности, что служит причиной плохой сцепляемости с нитями, из-за этого происходит спуск петель на чулках и трикотажных изделиях. При носке изделий из смесевых тканей капроновые волокна вылезают на поверхность, образуя катышки, нарушая структуру и внешний вид изделий, а так как прочность капрона большая, то пилли в процессе носки не исчезают.
Применение. Из капрона вырабатывают тонкие легкие ткани для чехлов невестам, ленты, рыболовные сети, парашюты, канаты, веревки, леску, щетину, чулочно-носочные изделия, корды для покрышек самолетов и автомобилей, тонкое белье, тюль, кружева, платьевые, костюмные ткани и др. Очень широко волокна применяют как добавку к другим волокнам (для смесевых тканей).
В настоящее время начнут выпускать чулочные изделия из микромолекулярных соединений , используя нанотехнологии капронового волокна, что даст возможность за 15 минут восстановить разрыв на колготках, достаточно только соединить их порванные края.
Лавсан – полиэфирное волокно.
Диолен- Германия, терилен-Англия, дакрон США, тергаль-Франция
В 1967 году на флагштоке Останкинской башни водружен красный флаг.
Обычная материя на такой высоте не выдерживает сильных порывов ветра. Решено, что флаг будет выполнен из лавсана. Впервые волокна были получены в Англии в 1941 году из продуктов переработки нефти и каменноугольной смолы.
Производство и получения нитей такое же, как капрона.
В настоящее время производят во многих странах под разными названиями. В нашей стране выпускают под названием “лавсан” – сокращенное название- лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук. разработано под руководством профессора В.В.Кормаша.
Характеристика. Лавсановое волокно по виду напоминает шерсть, на ощупь мягкое, теплое, объемное, в3 раза дешевле шерсти, устойчиво к действию солнечных лучей, не выгорает, оно эластичное, легкое, очень прочное, очень упругое, из-за этого ткани не требуют глажения, изделия не мнутся, ( в 3 раза сминаемость выше шерсти), устойчиво к действию плесени, кислот и щелочей. Лавсан используют в чистом виде, но в основном добавляют в шерсть, вискозу, хлопок. для улучшения их свойств и уменьшения цены.
Изделия с добавлением лавсана не мнутся, увеличивается их прочность, приобретают красивый внешний вид.
К недостаткам следует отнести низкие гигиенические качества и их способность в процессе эксплуатации образовывать на поверхности пиллинг, закатанные в шарики концы оборвавшихся волокон, что придает изделиям неопрятный вид.
Применение. Из лавсана изготавливают волокна для ковров, меха, ткани для гардин, платьев, купальных костюмов, трикотажа, тюля; из мононитей – сетку и щетину.
Из-за отмеченных отрицательных свойств чаще используют в смеси с натуральными и химическими волокнами.
В настоящее время широко применяется 100% лавсан – синтепон, который применяют при производстве игрушек, курток, теплых пальто, одеял. Разновидностью синтепона является синтепух, халафайбер,тенсулейт – утеплители для военных и летных курток, наполнителей подушек. В 60-е годы 20 века огромной популярностью пользовался кримплен, который совсем не сминался, не требовал глажения, имел красивую фактуру, очень яркую окраску, но не пропускал воздух., плохо впитывал влагу. Использовали кримплен на мужские и женские костюмы
Комплексные лавсановые нити крутят и подвергают обработке горячим воздухом, от этого они становятся мягкими и пушистыми. Их используют для изготовления тканей трикотажных спортивных костюмов, полотенец. купальных костюмов.
Нитрон – полиакрилонитрильные волокна.
Орлан. акрилан- США, кашмилон-Япония, куртель-Англия, дралон -Германия
В нашей стране начали выпускать в 1963 году
Волокно формуют из полиакрилонитриловых сополимеров сухим или мокрым способом.
Волокно продавливают через фильеры, вытягивают и подвергают термообработке, (обдают горячим паром), закрепляя расположение макромолекул.
Вырабатывают в виде волокон. Чтобы придать им извитость , их гофрируют в специальных машинах. Извитое нитроновое волокно по внешнему виду схоже с тонким шерстяным волокном. Нитрон – это заменитель шерсти, самое “теплое” в мире из химических нитей.
Характеристика. Нитроновое волокно обладает высокими теплозащитными свойствами, самое теплое из всех химических волокон, с очень малой сминаемостью и усадкой, совсем не выгорает, хорошо красится, сравнительно большой прочности, устойчивость к истиранию: в 5-10 раз меньше, чем капроновое и лавсановое,; изделия сохраняют 80% своей исходной прочности в течение полутора лет эксплуатации.
Волокно хрупкое, электризуется и пиллингуется, но пили, в процессе носки, исчезают.
Изделия из нитрона прекрасно стираются в теплой воде с мылом, любые пятна быстро исчезают Изделия можно чистить бензином, ацетоном. Волокно малой гигроскопичности, поэтому гигиенические свойства плохие,. но теплозащитность очень большая
Применение. По светостойкости нитроновые волокна превосходят все текстильные волокна, поэтому из него изготавливают гардинно-тюлевые , тентовые и другие изделия. По внешнему виду и некоторым свойствам напоминает шерсть, выпускают в виде волокон и применяют аналогично шерсти: для выработки платьево-костюмных тканей, ковров искусственного меха, различных трикотажных изделий, головных уборов, шарфов, одеял, перчаток. Из нитей – гардинно-тюлевые изделия, рыболовные снасти.
Сочетание шерсти и нитрона дают прекрасные смесевые волокна для красивых, тонких, теплых трикотажных костюмов
Характеристика синтетических волокон
| № П.п | Характеристика и свойства | капрон | лавсан | нитрон |
| 1 | поверхность | гладкая | гладкая | шероховатая |
| 2 | блеск | резкий | слабый | матовый |
| 3 | прочность | значительная, в мокром состоянии уменьшается, нельзя тереть и выкручивать при стирке | большая, в мокром состоянии не уменьшается | большая, в мокром состоянии не уменьшается |
| 4 | Длина волокна | произвольная | произвольная | произвольная |
| 5 | горение | плавится, а затем загорается голубовато-желтым пламенем, выделяется запах сургуча, образуется спек из которого можно в горячем виде вытянуть нить, остаток-темный твердый шарик | горит слабовато-желтым цветом с выделением черной густой копоти, образуется твердый черный шарик | горит вспышками, интенсивно, выделяя черную копоть, пламя желтое, образуется темный наплыв неправильной формы |
| 6 | сминаемость | малая | Очень мала | средняя |
| 7 | гигроскопичность | низкая | низкая | низкая |
| 8 | теплозащитность | малая | высокая | значительная |
| 9 | осыпаемость | большая | большая | малая |
| 10 | усадка | малая | малая | малая |
| 11 | драпируемость | малая | малая | малая |
| 12 | износостойкость | значительная | большая | значительная |
| 13 | раздвижка нитей | значительная | малая | малая |
| 14 | водопроницаемость | малая | малая | малая |
Искусственные волокна — вискоза, ацетат, триацетат.
Вискоза — (вязкий, клейкий) – это концентрированный раствор природных соединений — гидратцеллюлозные волокна
Волокно было получено в 80-е годы 19 века ботаником Негели, который установил, что хлопковое волокно состоит из целлюлозы. Это открытие привело к мысли, что можно выработать волокно подобное хлопковому, но из более дешевого целлюлозного сырья -остатков древесины. Попытки получения такого волокна увенчались успехом в 1892 году, когда американцы Кросс, Бивен, Бидл запатентовали вискозный способ, который совершенствовался и модернизировался.
Получение. Остатки еловой щепы и хлопкового пуха обрабатывают раствором щелочи (едкий натр), получают щелочную целлюлозу, которую затем обрабатывают сероуглеродом и полученный растров продавливают через фильеры — пластины с мельчайшими отверстиями — получают струйки материала, которые затвердевают и образуют элементарные нити.
Ученые России предвидели блестящую будущность вискозного волокна. Д.И. Менделеев в 1900 году писал: “Россия изобилует всякими растительными продуктами.
Клетчатка не истощает почвы, для питания не пригодна. если бы мы отбросы превратили в изделия из вискозы, то разбогатели бы побольше, чем от всей нашей торговли”
Характеристика. Вискозное волокно является самым универсальным из химических волокон, оно приближено к хлопковому. Волокно имеет рыхлую структуру, напоминает шелк по внешнему виду, имеет прекрасные гигиенические свойства (”дышит”), обладает повышенной гигроскопичностью, большой прочностью, хорошо утюжатся.
Недостатком является резкий блеск, но если волокна вискозного жгута разрезать на части (штапепьки), а затем вытянуть и скрутить в пряжу, то это штапельное волокно теряет блеск и прочность немного уменьшается, сохраняя остальные свойства вискозы. При стирке изделия сильно садятся (до 10 %), в мокром состоянии теряют прочность до 60% , поэтому их нельзя сильно тереть и выкручивать.
Применение. В чистом виде и в сочетании с другими волокнами или нитями вырабатывают подкладочные, платьевые, сорочечные, бельевые, декоративные ткани, верхний, бельевой трикотаж, чулочно-носочные, текстильно-галантерейные изделия (ленты, тесьма, галстуки), целлофан. Если вискозную нить сильно вытянуть, то верхний слой нити растянется больше, а внутренний — меньше, в результате волокно получает извитость, из этих нитей изготавливают ковры. Если в прядильный раствор вискозы вмешать воздух, то получим химическую реакцию с выделением углекислого газа, в волокне образуются пустоты, эти пустотелые вискозные волокна используют для производства не тонущих спасательных костюмов Усовершенствованным вискозным волокном является сиблон, который мало мнется, мало садится, прочное и блестящее. Его изготавливают из высококачественной целлюлозы.
Ацетатное волокно (ацетилцеллюлоза)
Впервые на мировом рынке появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.
Получение относительно безвредное, отличается простотой технологического процесса и доступностью вспомогательных материалов.
Получение. Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы, обработанные уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата.(“уксус” по латыни “ацетум”, от этого произошло и название “ацетатное”)
Для получения вторичного ацетата первичный ацетат омыливают – добавляют определенное количество воды; полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта, продавливают через фильеры, и при помощи теплого воздуха испаряют смесь,от чего нити затвердевают. Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно. В сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.
Характеристика. Ацетатное волокно мало гигроскопично, мало впитывает влагу, мягкое, легкое, тонкое, упругое, блестящее, но при температуре выше 85 градусов блеск теряет, сильно электризуется, в мокром состоянии прочность теряет очень мало, но имеет склонность к образованию заломов в мокром состоянии , боится высоких температур и при 140 градусах разрушается, не подвержено действиям плесени, сильно осыпается, мало сминается, быстро сохнет (вода стекает), светостойкое.
Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы;
нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань
Применение. В настоящее время выпуск ацетатных волокон и нитей резко сократился из-за малой потребительской востребованности
В 60-десятые годы ХХ века использовали ткани для женских платьев, блузок,. летних костюмов
Триацетатное волокно.
Получают из первичного ацетата путем воздействия на него химического состава.
Формование волокна происходит так же, как ацетатного, но при низких температурах, что ведет к некоторым различиям в их свойствах: отличается низкой гигроскопичностью, белее высокой температурой плавления и глажения, его можно отбеливать и проще окрашивать,
не нуждается в глажении, хорошо держит складки плиссе и гофре даже после стирки, что улучшает процесс эксплуатации; сильно осыпается.
Применение: Изготавливают ткани для галстуков (из-за низкой прочности).тюля, покрывал на кровати, кружев, юбок гофре и плиссе, сорочек
Что такое волокна? Виды и свойства волокон
Что такое волокна? Это тонкие нити, длина которых, как минимум, в сто раз больше ширины. Они могут возникать как естественным путем, так и могут быть получены искусственно. Эта единица материи характеризуется такими свойствами, как сплоченность, эластичность, гибкость, тонкость, и однородность. Так какие существуют волокна? Прежде всего, они подразделяются на натуральные (природные) и искусственные.
Что такое волокна натурального происхождения
Это все волокна, которые происходят из природных источников, из них может формироваться растительная ткань, минеральное вещество или текстиль. Такие волокна являются биоразлагаемым и возобновляемым ресурсом. Они легко доступны из природных материалов и, как правило, имеют низкую стоимость за единицу объема. Эти волокна классифицируются по происхождению:
- Растительные — одним из основных компонентов таких нитей является целлюлоза, которая используется при производстве бумаги и ткани. Она содержится в хлопке, льне и конопле. Пищевые волокна (клетчатка) содержатся в пищевых растительных продуктах, таких как злаки, фрукты, овощи, орехи. Это тот тип углеводов, который не усваивается ферментами нашего организма. Клетчатка помогает поддерживать здоровье кишечника и снизить риск заболеваний, таких как диабет, рак кишечника и ишемическая болезнь сердца.
- Животные волокна, состоящие, в основном, из белка. Они включают шелковое волокно из шелкопрядов, меховое волокно (к примеру, из овечьей шерсти), коллагеновое волокно (извлеченное из шкур животных), хитин (извлеченный из ракообразных и моллюсков).
- Минеральные волокна берут свое начало в породах с волокнистой структурой. Состоят, в основном, из силикатов. Единственным примером природного минерального волокна является асбест.
Белковые нити
Состоят в основном из биологически значимых белков удлиненной формы. К ним относятся коллаген – образует часть мышечной, нервной, соединительной или другой ткани в организме человека или животного; и кератин – основной элемент волоса, кожи и ногтей.
Чтобы понять, что такое волокна белковые, следует указать их примеры в организме позвоночного. Итак. Мышечное волокно — длинные цилиндрические клетки, состоящие из пучка миофибрилл, волокон, расположенных в сегментах, известных как саркомеры (базовые сократительные единицы поперечнополосатых мышц). Мышцы бывают разных типов: сердечные (формируют стенку сердца), гладкие (находятся внутри кровеносных сосудов) и скелетные. Нервные волокна состоят из аксонов. Из отростков нервных клеток малого диаметра, проводящих электрические импульсы по центральной нервной системе.
Свойства волокон натурального происхождения
Такие нити обладают рядом качеств: малым весом и стоимостью, высокой удельной прочностью и удельной жесткостью. Эти свойства сделали их особенно привлекательными для многих различных промышленных целей. Все натуральные волокна не термопластичны — они не теряют своей формы и не размягчаются при нагревании. При температуре ниже точки разложения и распада они проявляют небольшую чувствительность к сухому теплу и не имеют усадки или высокой растяжимости при нагревании, а также не становятся хрупкими при охлаждении до температуры ниже нуля. Но под воздействием солнечного света и влаги натуральные волокна имеют тенденцию желтеть. А длительное воздействие приводит к потере прочности.
Все натуральные волокна особенно чувствительны к микробам разложения, включая плесень и гниль. Целлюлозные волокна разлагаются аэробными бактериями (получающими энергию от кислорода) и грибами. Они распадаются при высокой влажности, высоких температурах и, особенно, при отсутствии света. Термиты и серебряные рыбы тоже опасны для целлюлозы.
Шерсть и шелк подвержены не только микробному разложению бактериями и плесенью, но и повреждению от моли и ковровых жуков.
Свойства минеральных волокон
Что такое волокна минеральные и каковы их свойства? Большинство форм асбеста для всех практических целей являются инертными. Это то качество, которое делает его таким желанным в промышленности. Асбест нерастворим в воде и в органических растворителях, он обладает огромной термостойкостью, термическим и электрическим сопротивлением, не воспламеняется, а его прочность на растяжение превышает прочность стали. Асбестовые волокна не имеют заметного запаха или вкуса. Они чаще применяются в качестве наполнителей в теплоизоляционных и огнезащитных материалах.
Волокна искусственного происхождения
Это волокна, в которых либо основные химические звенья были сформированы химическим синтезом с последующим образованием волокон, либо полимеры из природных источников были растворены и регенерированы после прохождения через фильеру с образованием волокон.
Искусственные волокна подразделяются на три класса.
- На основе натуральных полимеров. Наиболее распространенным натуральным полимерным волокном является вискоза, изготавливаемая из целлюлозы. Ее получают в основном из выращиваемых деревьев. Другие волокна на основе целлюлозы: лиоцелл, модал, ацетат и триацетат. Менее распространенные натуральные полимерные волокна входят в состав каучука, альгиновой кислоты и регенерированного белка.
- Волокна, изготовленные из химических полимеров, которых нет в природе. Они, в основном, нерастворимы и не являются химически активными. Наиболее распространенными являются полиэстер, полиамид (часто называемый нейлоном), акрил и модакрил, полипропилен, сегментированные полиуретаны, которые представляют собой эластичные волокна, известные как спандекс или эластаны.
- Волокна, изготовленные из неорганических материалов, таких как стекло, металл, углерод или керамика. Они очень часто используются для армирования пластиков с целью формирования композитов.
Их свойства
По сути, все эти волокна имеют общие характеристики: прочность, ударная вязкость, устойчивость к теплу и плесени, а также способность удерживать прессованную форму. Тем не менее, неорганические волокна трудно обрабатывать традиционными текстильными технологиями, такими как плетение или вязание, из-за того, что они легко ломаются при изгибе, а также обладают высокими коэффициентами трения с металлами.
В данной статье мы рассмотрели, какие волокна бывают и какими свойствами обладают.
Виды волокон и их использование
Волокнистые материалы подвергаются многочисленным механическим и химическим воздействиям, как во время переработки и в процессе облагораживания, так и впоследствии, при использовании потребителями.
Канаты, веревки и шпагаты изготавливают из текстильной пряжи и нитей путем кручения и плетения.
Для производства пряжи используют текстильные волокна — длинные (в сотни миллиметров) и очень тонкие (в несколько микрометров) тела, обладающие достаточной прочностью и гибкостью. Они бывают элементарными (одиночными) и комплексными, состоящими из нескольких элементарных волокон, соединенных между собой. Элементарные волокна, в отличие от комплексных, разрушаются при попытке разделить их вдоль оси на более тонкие волокна.
Натуральные волокна — это волокна, возникающие в результате естественных процессов природы и добываемые человеком (в отличие от искусственных) в готовом виде. Натуральные волокна подразделяются на три группы:
Растительные волокна
Волокна животного происхождения
Волокна минерального происхождения
Все натуральные волокна растительного происхождения образованы природным полимером — целлюлозой (С6Н10О5), и поэтому могут быть названы целлюлозными волокнами. Наиболее чистая целлюлоза известна нам в виде фильтровальной бумаги, ваты, белых льняных и хлопчатобумажных тканей.
Целлюлоза, или клетчатка, относится к классу углеводов. Количество элементарных звеньев, составляющих макромолекулу целлюлозы (коэффициент полимеризации), в среднем достигает 6-10 тысяч. Чем выше коэффициент полимеризации, чем длиннее макромолекулы, тем прочнее волокно.
Целлюлоза не является химически инертным веществом и расщепляется при гидролизе до глюкозы. Промышленная химическая обработка растительного сырья ведет к разрушению примесей, в то время как сама целлюлоза или не затрагивается, или разрушается в гораздо меньшей степени. Целлюлоза распадается только под воздействием неорганических и органических кислот, щелочей (при наличии кислорода) и сильных окислителей (хлор, перекись водорода и др.). Кислород воздуха также может окислять целлюлозу, но в обычных условиях бытового использования этот процесс протекает очень медленно, и лишь при интенсивной инсоляции и повышенной температуре. Целлюлоза распадается также под влиянием анаэробных (водородное и метановое брожение) и аэробных бактерий.
Из ряда химических изменений, которые претерпевает целлюлоза еще в растениях по мере их роста, можно назвать одревеснение. В целлюлозной стенке растительной клетки образуется лигнин, отличающийся от целлюлозы повышенным содержанием в молекуле углерода и наличием метоксильных групп.
От 20 до 30% массы волокна составляют гемицеллюлоза, пектины и полиурониды — спутники целлюлозы. Они менее стойки по отношению к кислотам и щелочам и имеют меньший молекулярный вес. Кроме того, растения содержат белковые, воскообразные, дубильные, зольно-минеральные и некоторые другие вещества.
Лигнин и другие примеси, связанные химически или анатомически с целлюлозой в сырых волокнах, называют инкрустирующими веществами. По содержанию этих веществ хлопок и джут, например, занимают крайние и противоположные места. Количество инкрустирующих веществ в хлопке 5%, во льне — 13%, в пеньке — 25%, в джуте — 38%. Помимо инкрустирующих веществ в волокне содержатся также жир и воск.
Микрохимические исследования показывают, что макромолекулы целлюлозы волокна всех лубяных растений ориентированы в стеблях преимущественно в продольном направлении, хотя полной ориентации молекул не наблюдается. Такая структура обусловливает определенные физические и химические свойства волокон, наибольшее значение из которых имеет прочность волокон в продольном направлении.
Будучи весьма близкими по своему химическому составу, растительные волокна разных ботанических видов, используемых в качестве сырья, глубоко отличаются по своему происхождению и по морфологическому строению. Хлопок представляет собой образование эпидермиса семян, в то время как другие целлюлозные волокна — пенька, лен, джут — являются лубяными клетками, склеенными в пучки и скрытыми внутри стеблей.
Все растительные волокна гигроскопичны, т. е. поглощают влагу из окружающего воздуха. В нормальных атмосферных условиях натуральные растительные волокна содержат от 8 до 13% влаги.
Прочность технического лубяного волокна возрастает при увеличении влажности до 15-16%, после чего она начинает падать из-за ослабления связи между элементарными волокнами в лубяных пучках, и при 80%-й влажности величина этого показателя уменьшается почти вдвое от исходного уровня.
ТЕКСТИЛЬ
ТЕКСТИЛЬ, текстильные изделия и ткани из гибких, мягких волокон, изготавливаемые обычно из пряжи на ткацком станке. Слово текстиль – производное от латинского textere, что означает плести, переплетать. Хотя ткачество – наиболее распространенный способ изготовления текстиля, существуют и другие способы: вязание, плетение и валяние.
ТЕКСТИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА
Текстильные волокна делятся на натуральные (природные), минеральные, модифицированные (модификации исходного волокна) и искусственные.
Натуральные текстильные волокна.
Натуральные волокна бывают животного или растительного происхождения. К волокнам животного происхождения относятся шерсть альпака, верблюда, викуньи, гуанако, гуарицо (потомство самца ламы и самки альпака), козы, козы мохер, коровы, кролика, ламы, овцы, свиньи, а также мех и шелк. Мытая органическими растворителями шерсть, волокно из переработанного лоскута, очесы, повторно обрабатываемая шерсть, повторно используемая шерсть, шодди и волокно из шелковых отходов и пряжи называются регенерированными или искусственными волокнами животного происхождения.
К натуральным волокнам растительного происхождения (называемым лубяными) относятся волокна абаки, ананаса, генекена, джута, капка, кенафа, кокосовой пальмы, конопли, льна, манилы, рами, сизаля, соломы, хемпа (кроталярии) и хлопка.
Хлопок.
Хлопок, который дает самое распространенное в мире натуральное текстильное волокно, выращивается во многих регионах с тропическим и умеренным климатом. Основные страны-производители – КНР, США, Узбекистан, Индия, Пакистан, Бразилия, Турция, Египет и Австралия. Крупнейшим потребителем хлопка является КНР, за ним следуют Индия, США, Россия, Япония, Бразилия, Пакистан, Южная Корея, Турция и Египет.
Хлопок представляет собой белое, буровато-белое, желтовато-белое или синевато-белое волокнистое вещество, покрывающее семена некоторых растений рода Gossypium, семейства мальвовых. Из хлопка изготавливают бельевые, платяные, декоративные, а также технические ткани, швейные нитки, шнуры и многое другое. Он пригоден для изготовления не только низкосортных, дешевых видов суровой марли и принтклота, но и тонкого полотна, а также кружев и других ажурных материалов.
Хлопок характеризуется длиной и толщиной («тониной») волокна, а также способностью впитывать краску. Из длинноволокнистого хлопка делают высококачественный текстиль, а из коротковолокнистого – долговечный.
Льняные ткани, считающиеся самым древним видом тканей, изготавливаются из волокнистого материала стеблей льна-долгунца – Linum usitatissimus. У него тонкий стебель, достигающий в высоту 1 м, мелкие узкие листья и ярко-синие цветки. При выращивании на волокно лен сеют часто, чтобы растения ветвились лишь на верхнем конце и волокно было длиннее. При выращивании же на семена (для получения льняного масла) лен сеют реже, чтобы он давал больше ветвей с семенами.
Льняные ткани отличаются большой влагопоглощаемостью, не имеют пуха, обладают блеском и прохладны в носке. Еще недавно они считались мнущимися, но в настоящее время найдены способы придания льноволокну эластичности. Из льна изготавливают полотенца, постельное белье, скатерти, простыни, драпировочные, обивочные ткани, прокладочные материалы и различные предметы одежды: блузы, спортивные куртки, юбки, слаксы (широкие брюки) и детскую одежду. В домашних интерьерах применяют льняные обои и мебельные ткани.
Ежегодно во всем мире производится около 680 тыс. т льняного волокна. Основные производители: Россия, Белоруссия, Литва, Латвия, Эстония, Польша, Франция, Египет, Чехия, Словакия, Бельгия и Нидерланды. Лучший в мире моченый лен поступает из Бельгии. Вода в р.Лейе (Лисе) в Бельгии особенно подходит для мочения льна. На этой реке расположен знаменитый «город льна» Кортрейк.
Шерсть.
Шерсть считается настоящим волокном животного происхождения, если настригается с живых овец. «Мертвая» же шерсть, собираемая на скотобойнях, во всех отношениях значительно хуже «живой».
Ежегодно в мире производится около 270 тыс. т овечьей шерсти, причем около трети этого количества приходится на Австралию, а остальное – на страны СНГ, Новую Зеландию, Аргентину, Южную Африку, Уругвай, КНР, Турцию и США.
Шерстяные ткани, выработанные из смеси длинных и коротких волокон, мягки (хотя и не мнутся), но не сохраняют острой складки. Камвольные шерстяные ткани, или ткани из гребенной шерсти, изготавливаются только из длинных волокон. Они гладкие, прочные, довольно долговечные, но приобретают лоск в процессе носки. Впервые переработанная шерсть дает, как правило, более прочный и более эластичный текстиль, чем другие виды шерсти.
Шелк получают разматыванием коконов гусениц азиатского тутового шелкопряда Bombix mori. Шелковое волокно отличается блеском, эластичностью, крепостью и сопротивляемостью разрыву. Годовой объем производства шелка-сырца составляет около 45 тыс. т. Главные производители – Япония и КНР, а за ними следуют Южная Корея, Узбекистан и Индия.
Химические текстильные волокна.
Волокнистые материалы, не встречающиеся в природе, называются «химическими волокнами». При этом за волокнами, полученными на заводах из природных материалов, сохраняется термин «искусственные волокна», а волокна, изготовленные из синтетических материалов, называются синтетическими.
Искусственные волокна получают из природных полимерных материалов путем той или иной их модификации, в результате которой окончательное волокно, используемое в текстильной промышленности, отличается от всех натуральных волокон. (Натуральный полимер – это материал с большими молекулами, образованными из многочисленных одинаковых «мономерных» частей. Хлопок и древесная масса, например, состоят в основном из целлюлозы – полимера, молекула которого представляет собой длинную цепь из 2000–4000 молекул глюкозы C6H10O5.) В качестве примера искусственных химических волокон можно привести вискозные и ацетатные волокна, сырьем в производстве которых служит хлопковый пух или древесная масса.
Синтетические химические волокна получают из полимеров, не существующих в готовом виде в природе. Их синтезируют путем полимеризации, при которой химические звенья малой молекулярной массы соединяются в длинные полимерные цепи с очень большой молекулярной массой. Синтетических полимеров очень много, и во всем мире насчитывается более тысячи фирменных названий различных синтетических волокон. Классификация химических волокон отражена в представленной таблице искусственных и синтетических волокон.
| Таблица 2. ИСКУССТВЕННЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА | ||||
| ВОЛОКНО | АЦЕТАТНОЕ | АКРИЛАН | АРНЕЛ | КРЕСЛАН |
| Изготовители | «Целанез корпорейшн оф Америка», «Дюпон де Немур», «Истмен кемикал продактс», «Америкен вискоуз корпорейшн» | «Кемстренд корпорейшн» | «Целанез корпорейшн оф Америка» | «Америкен цианамид компани» |
| Изготовление | Очищенная целлюлоза превращается в ацетат целлюлозы под действием уксусного ангидрида. Ацетат растворяется в ацетоне, и раствор выдавливается через фильеру на воздухе. При этом ацетон испаряется и регенерируется, оставляя волокно. Элементарные нити могут быть разрезаны на штапельные волокна нужной длины. Относится к ацетатному волокну | Из полимера акрилонитрила. Раствор акрилонитрила выдавливается через фильеру, растворитель удаляется, а полученное волокно подвергается вытягиванию. Элементарная нить разрезается на штапельные волокна. Относится к акриловым (т.е. полиакрилонитрильным) волокнам | Из триацетата целлюлозы, термопластичное. Относится к ацетатным волокнам | Настоящее акриловое (т.е. полиакрилонитрильное) волокно, содержащее не менее 80% акрилонитрила |
| Применение | Предметы одежды разных видов, в т.ч. вечерней (парадной), химически соединяемые (но не склеиваемые) ткани, подкладочные материалы, белье. Ацетатные штапельные волокна часто смешивают с другими при изготовлении покрывал, ковров, химически соединенных тканей, многих видов мужской и женской одежды, драпировочных и обойных тканей | Свитеры, тонкий трикотаж, платяные и костюмные ткани, предметы мужской, женской и детской одежды, рабочая одежда, одеяла, ковры, ворсовые ткани, химически стойкие материалы, драпировочные и обойные ткани | Такие ткани, как плательная «шалли» («чаллис»), фай, фланель, габардин, полотно (типа шелкового), тафта, креп и т.д. Арнеловые ткани и трикотаж – одинаково привлекательный материал для мужской и женской одежды | Ворсовые ткани и начесный трикотаж, костюмные ткани, свитеры, одеяла, трикотажное белье, спортивная одежда, плащи, рабочая одежда, драпировочные ткани. Может использоваться как в 100-% виде, так и в смеси с другими искусственными и синтетическими волокнами. Особенно хорош для однованного крашения в смеси с шерстью |
| Действие солнечного света | Небольшое уменьшение прочности на разрыв без обесцвечивания | Необычайная стойкость, как и у всех акрилонитрильных материалов | Высокая стойкость | Незначительное воздействие |
| Действие тепла | Липкость при 176–190° С, размягчение при 204–229° С, плавление при 260° С | Усадка на 2,5% при кипячении, на 5% при 252° С и на 10% при 266° С | Плавится приблизительно при 300° С. Не липнет при температурах глаженья до 250° С | Не воспламеняется и не горит. Становится липким около 209° С |
| Подверженность плесени | Высокая сопротивляемость | Не подвержен | Высокая сопротивляемость | Не подвержен |
| Влияние отбеливателей | Разрушается сильными окислителями; не повреждается слабыми отбеливающими растворами гипохлорита натрия и пероксида. После отбеливания необходимо тщательно прополаскивать | Отбеливание не требуется, но материал не повреждается гипохлоритами и другими отбеливателями | Разрушается под действием сильно окисляющих агентов, таких, как перманганат калия. Обычные стиральные отбеливатели (гипохлориты, пероксиды) не вызывают повреждения при соблюдении нормальных установленных процедур и дозировки | Может отбеливаться некоторыми из обычных бытовых отбеливателей |
| Другие свойства | Благодаря мягкости обладает прекрасными драпировочными свойствами; не имеет природной тенденции к растяжению или усадке; допускает специальные виды отделки; не меняет белой окраски; допускает осторожную стирку и сухую химчистку, а также однованное окрашивание с другими волокнами, дающее двухтоновой радужный эффект; допускает глаженье (с обратной стороны слегка увлажненной ткани теплым утюгом); является термопластичным; хорошо держит складку | Средняя прочность на разрыв и стойкость к истиранию; высокая растяжимость и низкая влагопоглощаемость; быстро высыхает; легко стирается; трудно сминается; высокая объемность волокна (большое количество нити из определенной массы материала); вызывает ощущение теплоты, пышности; превосходная способность складкообразования; допускает глаженье при температурах до 150°С (стабилизация вискозы) | При нагревании не глазируется; регулятор утюга можно ставить в положение для хлопка; легко стирается и быстро сохнет; окрашивается в цвета широкого спектра и не линяет; при правильном переплетении и после термостабилизации пригодно для выработки тканей, отличающихся прочностью окраски, способностью сохранения складки и размерной стабильностью | |
| Недостатки | При намокании снижается прочность (восстанавливается при высыхании). Требует осторожности в обращении. Меньшая долговечность, чем у тканей из некоторых других волокон. Возможна тенденция к раздвижке нитей в тканях некоторых переплетений и опусканию петли в трикотаже, а также к разрыву при кройке по косой линии | Меньшая влагопоглощаемость, чем у хлопка и вискозного волокна. Крайне важны отделка и термостабилизация. Возможно газовое обесцвечивание предметов одежды (поэтому необходим тщательный выбор красителей и ингибиторов). При общей и местной сухой химчистке не следует пользоваться в качестве растворителя трихлорэтиленом, т.к. он вызывает разбухание арнела | Боится сильно щелочных сред и сухого нагревания выше 200° С | |
| ВОЛОКНО | МЕДНО- АММИАЧНОЕ | ДАКРОН | ДАРВАН | ДАЙНЕЛ |
| Изготовители | «Бонит миллз, инк.» | Товарное название и производство фирмы «Дюпон де Немур» | «Целанез корпорейшн оф Америка» | «Карбайд энд кемикалз», филиал «Юнион карбайд энд карбон корпорейшн» |
| Изготовление | Очищенная целлюлоза переводится в водный раствор куприаммонгидрата и затем химически регенерируется в форме волокна. Более эластично, чем обычное вискозное волокно. Относится к рейоновым волокнам | На основе диметилтерефталата и этиленгликоля. Полиэфирное соединение плавится, выдавливается через фильеру и вытягивается в многофиламентную нить. Относится к полиэфирным волокнам | Из сополимера винилиденцианида и винилацетата, штапельное волокно, относится к нитриловым волокнам | Из сополимера акрилонитрила и винилхлорида. Раствор этого сополимера в ацетоне выдавливается через фильеру так же, как и в технологии ацетатного волокна. Выпускается в двух формах, разрезается на штапель нужной длины. Относится к модифицированным акриловым волокнам |
| Применение | Легкие платяные ткани, крепы, «нинон», маркизет, вуаль и другие тонкие, прозрачные ткани. Идет также на выработку трикотажа, галстучных и декоративных материалов. Пряжа для сорочек, галантереи, платяных и костюмных, драпировочных и обойных тканей | Блузки, сорочки, другие швейные изделия, занавеси, слаксы, чулочно-носочные изделия, швейные нитки | Предметы мужской и женской одежды, ворсовые ткани, пряжа для ручного вязания, свитеры, технические ткани | Рабочая одежда, автомобильные чехлы, ворсовые ткани, начесный трикотаж, драпировочные и технические ткани. В смеси с хлопком, вискозным шелком, шерстью и другими волокнами идет на выработку тканей для швейных изделий, платьев, нижнего белья и военного обмундирования |
| Действие солнечного света | Снижение прочности на разрыв при длительном воздействии; незначительное обесцвечивание | При длительном воздействии несколько снижается прочность; обесцвечивания не происходит; под защитой стекла стойкость гораздо выше, чем под прямыми лучами солнца | Необычайная стойкость к атмосферным воздействиям под прямыми лучами солнца. Сохраняется 88% прочности после двухлетней выдержки | Темнеет после сотен часов пребывания под прямыми солнечными лучами |
| Действие тепла | Быстро горит, подобно хлопку. Разлагается около 150° С | Становится клейким ок. 240° С, плавится ок. 250° С | Необычайная стойкость к нагреванию в сухой атмосфере. Никакой потери прочности на разрыв после 195 сут. и усадка менее 4% после 126 сут. при 150° С | Не поддерживает горения. Если не стабилизирован, начинает давать усадку при 120° С |
| Подверженность плесени | Подвержено | Высокая стойкость | Хорошая стойкость | Не подвержен |
| Влияние отбеливателей | Не повреждается слабыми растворами гипохлоритных и пероксидных отбеливателей | Не требует отбеливания, но не повреждается гипохлоритами и пероксидами | Может отбеливаться в кислом растворе гипохлорита натрия или кальция либо хлорита натрия. Не портится в кислом растворе пероксида водорода | Не повреждается обычными бытовыми отбеливателями |
| Другие свойства | Не садится и не растягивается; чувствителен к сильному нагреву; чтобы не испортить форму, необходимо гладить при температуре для вискозного шелка; легко стирается, гладится и хорошо сохраняет форму; не мнется; при нагреве воспринимает перманентную складку; легко чистится от пятен кофе, чая, лимонада и других цветных водных растворов | Мягкие, теплые ткани с отличными драпировочными свойствами; похож на шерсть, но более прочен и более стоек к истиранию; допускает «прядение» на любой из промышленных систем; весьма износостоек; превосходно сохраняет форму и складку, не мнется; легко и хорошо моется; не боится моли; допускает окрашивание в любой цвет; не боится растворителей для сухой химчистки; дает объемность без дополнительного веса; исходное сырье – природный газ, соль и известняк | ||
| Недостатки | В отсутствие защитных мер боится плесени. При неаккуратном обращении в процессе носки или стирки растягивается | Портится при глаженье перегретым утюгом. Без защитной обработки накапливает статическое электричество. Слабо поглощает испарину | Боится сильно щелочных растворов, «сухого» нагрева выше 157° С и «влажного» – выше 120° С | Портится при глаженье перегретым утюгом. Без защитной обработки накапливает статическое электричество. Не очень хорошо поглощает испарину. Без примеси ацетатного или природного волокна боится сильного нагревания. Без соответствующей отделки дает усадку при стирке |
| ВОЛОКНО | СТЕКЛО | НАЙЛОН | ОРЛОН | САРАН |
| Изготовители | «Оуэнс-Корнинг файберглас», «Джонс – Мэнвилл сейлс», «Питтсбург плейт глас», «Ферро корпорейшн» | «Дюпон де Немур», «Кемстренд корпорейшн» (тип 66), «Индастриэл рейон», «Эллайд кемикал энд дай», «Америкен Энка корпорейшн» (тип 6) | «Дюпон де Немур» | «Дау кемикал» и другие фирмы по ее лицензиям под торговыми марками «саран», «велон», «саранспан», «болтафлекс-саран», «доубарн», «ориентед», «рована» |
| Изготовление | Расплавленное (в электропечи) стекло специального состава выдавливается через фильеру, образуя нити, которые вытягиваются до нужной тонины. Возможно также формирование волокна методом прямого плавления. Оба метода дают как непрерывное, так и штапельное волокно | Тип 66 – полигексаметиленадипинамид (из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты). Тип 6 – полиамид на основе аминокапроновой кислоты. Относятся к найлоновым волокнам | Из полиакрилонитрила. Раствор полимера выдавливается через фильеру, полученная нить вытягивается. Многофиламентная нить легко разрезается на штапельное волокно. Относится к акриловым волокнам | Из сополимера винилиденхлорида и винилхлорида. Порошок плавится, из расплава вытягивается волокно. Элементарные нити подвергаются ориентированию для повышения прочности на разрыв. Длина штапельного волокна 3-15 см |
| Применение | Занавеси и драпировочные, фильтровальные ткани, противопожарные материалы, основа для композиционных электроизоляционных и конструкционных материалов, армирующий материал для бумаги, тесьма, лента, ситовые ткани, ткани для сидений в транспорте, ткани, стойкие к насекомым и запахам, ткани с покрытиями | Занавеси, драпировочные ткани, предметы одежды, напольные покрытия, чулочно-носочные изделия, дамское белье, спортивная одежда, летние костюмные ткани, свитеры, обивочный материал, ткани для сидений в транспорте | Хорош в виде тканей для улицы при низких температурах. Идет на свитера, плиссированные изделия. В смесях применяется для выработки платяных, костюмных тканей, предметов одежды, в т.ч. рабочей | Мононить: занавеси; обивочные, ситовые и фильтровальные ткани; декоративные материалы; сумки и кофры; фурнитура. Крученая нить: одеяла, верхняя одежда, искусственный мех, защитная рабочая одежда, ворсовые ковры |
| Действие солнечного света | Не влияет | Теряет прочность при длительном воздействии, но не обесцвечивается. Светлая пряжа более стойка, нежели полутемная | Очень слабое действие | Слегка темнеет |
| Действие тепла | Не горит, теряет до 50% прочности на разрыв при 340° С, прочность снижается до размягчения при 730° С | Тип 66 плавится при 250° С, слегка желтеет после 5 ч при 150° С. Тип 6 плавится при 216° С, слегка желтеет после 5 ч при 150° С | Начинает липнуть при 235° С. Полностью сохраняет прочность после 32 сут. на воздухе при 125° С. Горит, не плавясь | Не поддерживает горения. Размягчается при 115–138° С, плавится при 171–177° С |
| Подверженность плесени | Не подвержено. Но могут быть подвержены применяемые связующие | Не подвержен | Стоек к плесени | Высокая стойкость |
| Влияние отбеливателей | Отбеливания не требует, но не повреждается обычными бытовыми отбеливателями | Хорошая стойкость к нормальным гипохлоритным и пероксидным отбеливателям | Превосходная стойкость к гипохлоритам и другим отбеливателям | Обычные бытовые отбеливатели не повреждают при температурах до 50° С |
| Другие свойства | Очень высокая прочность на разрыв. Не требует глаженья. Не поглощает грязь и влагу; стойко к большинству химикатов | Высокая стойкость к истиранию; легко стирается, быстро сохнет, не требует интенсивного глаженья, не растягивается и не садится, при нагревании воспринимает перманентную складку; высокая прочность во влажном состоянии; эластичность и гибкость; при глаженье регулятор должен ставиться на деление для вискозы, т.к. иначе возможно расплавление | Отличается повышенной прочностью, хорошо выдерживает интенсивную носку; быстро сохнет, обладает низкой сминаемостью; легко стирается и не требует усиленного глаженья; имеет хорошие драпировочные свойства; теплее найлона на ощупь; пригоден для выработки мягких тканей; допускает фиксацию перманентных складок; чувствителен к сильному нагреву; дает объемность без дополнительного веса; легко ворсуется для поверхностных эффектов. При глаженье регулятор утюга должен быть на делении для вискозы | Не боится моли, грунтовых загрязнений; хорошая стойкость к свету |
| Недостатки | Водопоглощаемость и прохладность пряжи и ткани зависят в основном от их структуры | Перегретый утюг может придать ткани глянец или обесцветить ее. Не выпускается чисто белого цвета. Накапливает статическое электричество |
| ВОЛОКНО | ВЕРЕЛ | ВИНЬОН «НН» | РЕЙОН | ЗЕФРАН |
| Изготовители | «Теннесси Истмен» | «Америкен вискоуз корпорейшн» | «Америкен Энка», «Америкен вискоуз», «Бонит Миллз», «Целанез корпорейшн оф Америка», «Куртолдз», «Файбрз», «Дюпон де Немур», «Индастриэл рейон корпорейшн» | «Дау кемикал компани» |
| Изготовление | Из сополимеров акрилонитрила и винилхлорида | Штапельное волокно, термопластичный сополимер винилацетата и винилхлорида. Сухое прядение из ацетонового раствора с регенерацией ацетона | Очищенная целлюлоза переводится в раствор и затем регенерируется (снова переводится в твердую фазу) в нить химическими методами. Вытягивание дает высокопрочное искусственное волокно. Элементарные нити могут разрезаться на штапельные волокна | Штапельное волокно на основе сополимера акрилонитрила и винилиденхлорида. Относится к акриловым волокнам |
| Применение | Примешивается к другим волокнам в тканях и трикотаже. Ворсовые ткани, в которых может быть либо лицевым, либо изнаночным волокном. В смеси с хлопком – легкие ткани типа батиста, а с шерстью – плотные технические. Одеяла, малярные валики, мочалки, игрушки, полировальные полотна (высокая химическая стойкость и негорючесть). Драпировочные ткани, противопожарные занавеси, рабочая одежда | Эластичные ткани с резиновым покрытием, ковры с рельефным рисунком, прессованные войлоки, клееные нетканые материалы, термогерметизируемые упаковочные материалы | В форме непрерывной нити и штапельного волокна идет на изготовление многих предметов одежды, ковриков, покрывал, обойных материалов, швейных изделий из тканей типа фая, тафты, крепа, костюмных тканей, подкладочных материалов, вельвета и т.д. Допускает смешивание с натуральными, а также другими искусственными волокнами | Костюмные ткани, спортивная одежда, плательные ткани, трикотаж, пальтовые ткани, одеяла, ковровые покрытия, ворсовые и технические ткани |
| Действие солнечного света | Высокая стойкость, сохранение прочности и окраски | Снижение прочности на 10% после 1 года климатических испытаний | Снижение прочности на разрыв при длительном воздействии; незначительное обесцвечивание | Хорошая стойкость |
| Действие тепла | Имеется в стабилизированной и усадочной формах. Усадка стабилизированного волокна не более 2–3% в кипящей воде и в горячем воздухе (120–135° С). При тех же условиях верел I дает усадку 10–12%, верел II – 20–25% | Становится липким и дает усадку при 65° С, размягчается ок. 76° С и плавится ок. 127° С. Не поддерживает горения | Горит, как хлопок; не плавится | Становится липким ок. 254° С |
| Подверженность плесени | Высокая стойкость к плесени и другим микроорганизмам | Не подвержен | Подвержен | Не подвержен |
| Влияние отбеливателей | Пероксид водорода при концентрации 30% не оказывает влияния. Отбеливатель «клорокс» при концентрации 5% дает небольшой отбеливающий эффект | Не повреждается в слабых растворах гипохлоритных и пероксидных отбеливателей. Требует тщательного прополаскивания после отбеливания | Превосходный белый цвет после отбеливания хлоритом натрия |
Плетеные изделия.
Плетеные изделия получают, переплетая ряд нитей по диагонали и продольно так, чтобы образовалась лента или тесьма. Лента обычно бывает шириной не более 10 см, причем она может быть не только плоской, но и круглоплетеной.
Кружевные и гардинно-тюлевые изделия.
Это орнаментальные ажурные изделия из любого текстильного волокна, переплетаемого под любыми углами. Сложные переплетения нитей, выполняемые вручную или на машине, дают изящные рисунки.
ОТДЕЛКА ТЕКСТИЛЯ
Ткань, сходящая с ткацкого станка, называется суровой или суровьем. Она грубая на ощупь, неровная, с множеством поверхностных пороков. Почти все (кроме выработанных из искусственных химических волокон) ткани, которые сходят с ткацкого станка, подвергаются различным видам отделки и лишь после этого становятся товарными тканями. Два основных вида отделки тканей из волокон всех видов – крашение и печатание.
Крашение.
Крашение текстиля может производиться на разных этапах его производства. Можно, например, окрашивать исходный волокнистый материал до его прядения. Такой метод отличается хорошим проникновением красителя и часто применяется для крашения шерсти. Масса волокон в способном вращаться барабане опускается в большой чан с красителем. Вращающийся барабан перемещает окрашиваемую массу в красителе. Некоторые машины выполнены так, что волокнистая масса удерживается неподвижно в камере, а краситель циркулирует через нее. Обработка каждым красителем производится отдельно. Окрашенные волокна могут смешиваться для получения особых цветовых эффектов либо прясться раздельно.
Искусственные химические волокна можно окрашивать еще в растворе. Для этого нужный краситель добавляется к раствору до формования из него нити. Крашение в растворе дает чистые, ровные цвета, необычайно стойкие к воздействию света и невымывающиеся. Краситель внедряется в волокно и не может быть легко удален из него.
Ткани из гребенной шерсти иногда окрашивают методом крашения на шпулях. Из волокна чесанием получают ленты, которые затем наматывают на перфорированные шпули так, что образуются шарообразные мотки диаметром 50–100 см. Их опускают в перфорированных барабанах в чан с красителем, и краситель циркулирует через них благодаря перфорациям в шпуле.
Древний метод крашения текстиля – крашение в мотках. Ранее мотки пряжи подвешивались на шестах и вручную опускались в чан с раствором красителя. В настоящее время для этого применяется машина, похожая на «чертово колесо»; при повороте колеса его спицы с мотками пряжи погружаются в краситель.
Самым экономичным, а потому и наиболее распространенным является метод партионного (штучного) крашения, т.е. крашения ткани в кусках, после того как она уже выработана. Имеются разные варианты метода. Иногда ткань проводят через ванну с красителем, скрутив ее в виде жгута, а иногда она проходит в полную ширину сначала через чан с красителем, а затем через отжимные валки. Если в состав ткани входят волокна двух типов с разным сродством к данному красителю, то достигается двухтоновый эффект. Такое крашение называется однованным. См. также КРАСИТЕЛИ И КРАШЕНИЕ.
Печатание.
Печатанием, или набивкой ткани называется нанесение на нее краски в соответствии с заданным рисунком. Наиболее распространенный метод – валковое печатание прямыми красителями. Ткань пропускается между большим чугунным пустотелым цилиндром (грузовиком) и одним или несколькими медными печатными валками. На валках выгравирован нужный рисунок; они забирают в углубления рисунка пастообразную краску и переносят ее непосредственно на ткань. Каждый валок наносит свой цвет, и предусматривается столько валков, сколько требуется рисунком. При таком методе возможно печатание с очень высокой скоростью – до 200 м/мин. Одновременное печатание с двух сторон ткани называется дуплексным.
При печатании с вытравливанием тоже используются валки. Сначала на ткань сплошным слоем наносится краситель. Затем с некоторых площадей краситель удаляется валками, несущими не печатную пасту, а обесцвечивающие химические вещества. В результате образуется белый рисунок на цветном фоне. Если требуется второй цвет, то он может быть нанесен после этого прямым красителем.
Трафаретное печатание может осуществляться как машинным способом, так и вручную. Рисунок, который должен быть перенесен на обрабатываемую ткань, наносится на технологическую ситовую ткань, натянутую на раму. Пробельная площадь рисунка покрывается непроницаемым материалом, а печатающая оставляется открытой. Наложив раму на ткань, на нее наносят краситель и прикатывают резиновым валком. Краситель проникает в ткань только на незакрытых участках. Поскольку при таком методе на ткань наносятся большие количества красителя, он позволяет печатать светлыми тонами на темном фоне. Для каждого цвета используется свой трафарет. Такой процесс медленнее и дороже валкового печатания.
При резервном печатании определенные площади изделия покрывают агентом (типа таниновой протравы), отталкивающим краситель. После этого изделия подвергают штучному крашению, при котором покрытые площади не воспринимают красителя. Затем защитный агент химически удаляют, и на темном окрашенном фоне возникают светлые площади. Используя последовательно ванны разных красителей, можно добиваться различных эффектов.
В методе ксилографии, которому уже более 5000 лет, используются деревянные, линолеумные или металлические клише с нужным рисунком. На клише (по одному для каждого цвета) наносится печатная паста, клише накладывается на ткань и пристукивается. Операция повторяется столько раз, сколько того требует рисунок. Это трудоемкий и дорогостоящий ручной метод, но он применяется на некоторых тканях для достижения модных эффектов.
Оснóвное печатание – особый процесс окрашивания нитей основы на некоторых площадях до выработки ткани. Краситель может наноситься на нити основы либо до их подачи в ткацкий станок, либо (валковым печатанием) после намотки на навой. Прерывание рисунка неокрашенными нитями утка дает своеобразный эффект.
Один из вариантов такого метода, называемый печатанием по гребенной ленте, применяется для отделки шерстяных тканей. Толстые шерстяные ровницы в форме шнура пропускаются через валковую печатную машину, которая окрашивает их полосами. Затем из ровниц прядется пряжа, поступающая на ткацкий станок. На готовой ткани полосы разрываются, образуя цветовые пятна.
Основные виды отделки хлопка.
Отбеливание.
Это химический процесс удаления нежелательных окрашивающих веществ из ткани.
Опаливание.
Удаление (сжиганием) беспорядочно выступающих волокон с лицевой поверхности ткани для придания ей более ровного и блестящего вида.
Аппретирование.
Пропитка тканей различными веществами (крахмалами и эфирами целлюлозы) для придания им жесткости и упругости.
Каландрирование.
Обработка ткани на нагреваемых цилиндрических прессах для придания плотности, гладкости или глянцевитости.
Отделка на серебристом каландре.
Вал покрыт тонкими выгравированными штрихами и придает ткани повышенную (но нестойкую) глянцевитость.
Мерсеризация.
Погружение ткани на несколько минут в холодный крепкий раствор каустической соды. Придает стойкий блеск, повышает прочность и сродство к красителям.
Ворсование.
Извлечение на поверхность ткани коротких и свободных волокон в цилиндрическом барабане с набором ворсовальных шишек или валиков, обтянутых игольчатой лентой.
Придание водоотталкивающих свойств.
Пропитка ткани водоотталкивающими химическими веществами.
Санфоризация.
Противоусадочная отделка путем прессовой обработки, обеспечивающая усадку менее 1%.
Стрижка ворса.
Обработка на ворсостригальной машине с наборами лезвий, действующих так же, как в газонной косилке.
Плиссирование.
Имитация жатого ситца печатанием пастообразной каустической содой. Набитые участки усаживаются сильнее ненабитых, что создает эффект морщинистости. Отделка нестойкая.
Основные виды отделки льна.
Для льна применяются те же виды отделки, что и для хлопка, кроме мерсеризации. Для отделки лен часто подвергают операции колочения (деревянными или стальными молотками), после которой он на ощупь становится похожим на лайку.
Основные виды отделки шерсти.
Устранение дефектов.
Проводится «просмотр на перекатке» – обследование на вертикальной раме с валиком – для выявления дефектов и пороков. Все обнаруженные торчащие нити и узелки, другие дефекты переплетения удаляются пинцетом, штопаются и зашиваются, после чего ткань готова к мокрой отделке.
Мокрая отделка.
Шерсть подвергается крашению в массе (после обезжиривания), в мотках или штучному, после чего тщательно промывается.
Затем проводится валка, или валяние: материал мнется и скручивается в теплом мыльном растворе для более плотного взаимного связывания волокон пряжи. При этом материал усаживается, становится более плотным и прочным.
Заварка перманентно фиксирует крутку пряжи и ткань. Материал пропускается по нескольким цилиндрам, вращающимся в горячей воде, а затем быстро погружается в холодную воду. Ткань удерживается в растянутом виде для предотвращения морщинистости.
На сушильно-ширильной машине ткань доводится до заданной ширины, а также выравнивается и разглаживается. При протягивании через машину обе кромки ткани надежно зажимаются.
Декатирование (декатировка, посадка) для безусадочности может выполняться и как мокрая, и как сухая операция. Обычно она проводится путем намотки ткани под натяжением на перфорированный цилиндр, через который пропускается пар. Это – окончательная отделка, гарантирующая закройщику отсутствие усадки.
Сухая отделка.
Выравнивание ворса на лицевой поверхности осуществляется с помощью стригальной машины. Для ворсования плотно натягиваемая ткань пропускается через ворсовальные цилиндры. Над газовыми горелками производится опаливание ворса. Влажно-тепловая обработка на каландрах, улучшающая внешний вид ткани, проводится почти для всех материалов.
Основные виды отделки шелка.
После отбеливания получается белая ткань, готовая к крашению. Печатание (набивка) может производиться любым из существующих методов. При этом полное проникновение красителя не достигается, но лицевая сторона всегда окрашивается равномерно. Дополнительный блеск можно придать ткани каландрированием, а также различными видами аппретирования.
Ворсистость на лицевой стороне придается шелковым тканям на ворсовальных цилиндрах с ворсовальными шишками. Выравнивание ворса производится на стригальных машинах. Ровный блеск и некоторая жесткость придаются отделанным тканям вощением под прессом. Ворсовые ткани стабилизируются паром. Некоторые ткани обжимаются под прессом и затем вытягиваются для увеличения мягкости волокон и блеска.
Некоторые шелковые ткани подвергаются глаженью для устранения морщин. Для увеличения блеска ткань можно обрабатывать разбавленными кислотами. Муаровая отделка придается шелковым (как и хлопковым, вискозным и ацетатным) тканям посредством гравированных валков с сильным прижатием. Муаровые переливы возникают благодаря отражению света от созданного таким образом рельефа ткани. Опаливанием придают гладкий вид поверхности шелковой ткани.
Отделка тканей из искусственных волокон.
Такие ткани обычно требуют меньше дополнительной обработки. Некоторым из них можно придавать форму прессово-тепловой обработкой. Складка, фиксированная таким способом, выдерживает несколько стирок. Тепловой стабилизации подвергаются также химически обработанные искусственные волокна. ЦЕЛЛЮЛОЗА; ХЛОПЧАТНИК; КРАСИТЕЛИ И КРАШЕНИЕ; ЛЕН; ОВЦА; ПРЯДЕНИЕ;
Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. М., 1967
Волков П.В. Ткачество. М., 1970
Сухарев М.И. Материаловедение. М., 1973
Бельцов В.М. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности. М., 1974
Месяченко В.Т., Кокошинская В.И. Товароведение текстильных товаров. М., 1987
Филатов В.И. Упругие текстильные оболочки. М., 1987