Лекции по "Текстильному материаловедению"

Рис. 20. Структура вязально-прошивного нетканого материала арахне, скрепляемого переплетением трико.

При провязывании цепочкой волокнистый холст скрепляется  не связанными между собой по ширине материала строчками. При провязывании переплетением трико волокнистый холст или слои нитей (рис.21) оказываются внутри редкого основовязаного трикотажа.

 

Рис.21. Структура вязально-прошивного нетканого материала малимо из слоев нитей, соединенных переплетением трико.

 

На лицевой стороне  такого нетканого материала, видны  петли, втянутые в материал, а на изнаночной стороне — зигзагообразно расположенные отрезки прямых нитей  — протяжки. При провязывании волокнистого холста переплетением трико, сукно, и особенно трико-цепочка и сукно-цепочка волокна или нити в нетканом материале закрепляются наиболее устойчиво.

При провязывании редких тканей переплетениями, образующими  на одной из сторон свободно висящие петли (рис.22), вырабатываются нетканые материалы, напоминающие махровые ткани или плюшевый трикотаж. Для провязывания вязально-прошивных нетканых материалов применяется пряжа как одиночная, так и крученая, комплексные и филаментные нити средней толщины.

Рис.22. Структура нетканого материала малиполь.

 

Иглопробивные нетканые материалы образуются из волокнистого холста с проложенными внутри нитями. Часть волокон в этом материале располагается перпендикулярно к его поверхности (рис.23), благодаря чему достигается связывание волокнистого холста в одно целое и придание нетканому материалу высокой прочности к раздиранию, пористости и мягкости.

Рис.23. Структура иглопробивного нетканого материала.

 

Клееные нетканые материалы, используемые при изготовлении одежды, вырабатываются главным образом  путем склеивания: сухого, мокрого и комбинированного. Клееные материалы, полученные сухим склеиванием, представляют собой волокнистый холст, содержащий смесь натуральных, искусственных и термопластичных штапельных синтетических волокон, либо волокнистый холст и каркас, состоящий из системы филаментных синтетических нитей, либо волокнистый холст и сетку из поливинилхлорида и других термопластичных материалов.

Для изготовления одежды в основном применяют клееные  материалы, полученные мокрым склеиванием  и представляющие собой волокнистый слой или систему нитей из натуральных и искусственных волокон, пропитанных растворами, эмульсиями, дисперсиями, латексами водорастворимых или органических вяжущих веществ, которые склеивают волокна без изменения их химического состава. Волокнистый слой или нити затем подвергают термообработке.

Отличительной особенностью структуры нетканых материалов, получаемых склеиванием, является наличие зон  скрепления между собой волокон  или нитей связующим веществом. Так в результате склеивания растворами после просушки на волокнах остается склеивающее вещество в виде капелек. Недостатком этого способа скрепления является неравномерное распределение склеивающего материала и осаждение его лишь на периферии волокнистого материала, что приводит к расслаиванию материала. Волокна в таких нетканых материалах обладают малой подвижностью, а материалы жесткостью. При пропитке волокнистых холстов дисперсиями связующего и последующего осаждения дисперсий коагулянтами связующее располагается в волокнистой основе более равномерно в виде отдельных агломератов, отлагающихся как на волокне, так и в межволоконном пространстве.

Происходит образование так  называемой сегментной структуры. Пленка склеивающего материала отлагается на волокнах и между волокнами  в точках их перекрещивания. При этом в зависимости от вида волокон скрепляющее вещество распределяется или в плоскости волокна, или даже перпендикулярно толщине материала, оставляя свободным от клея большие участки между волокнами, дающие возможность проходить воздуху и влаге. Материалы, получаемые этим способом, обладают повышенной мягкостью, гибкостью и эластичностью. К геометрическим параметрам строения нетканых материалов относятся плотность провязывания вязально-прошивных нетканых материлов, объемный вес и пористость.

Свойства тканей, трикотажа и нетканых материалов для одежды

Под свойством материала понимается отличительная его особенность  — толщина, вес, прочность и т. д. То, что выражает свойство, называется характеристикой. Каждое свойство может  выражаться разнообразными характеристиками. Так, прочность материала характеризуется разрывной нагрузкой, разрывным напряжением или разрывной длиной. Цифровое выражение характеристики называется показателем.

Все многообразие свойств материалов для одежды подразделяют на следующие  основные группы:

1) геометрические свойства —  толщина, ширина, длина и вес;

2) механические свойства — прочность  на разрыв при растяжении, деформация  растяжения и ее составные  части, деформация изгиба (жесткость  на изгиб, драпируемость), тангенциальное  сопротивление (смещение нитей, осыпаемость тканей, распускаемость трикотажа) и др.;

3) физические свойства — теплозащитные  и сорбционные свойства, воздухо-  и водопроницаемость, оптические  свойства;

4) усадка при смачивании и  стирке, формовочная способность  при влажно-тепловой обработке;

5) износоустойчивость — способность  материала противостоять действию  истирания, многократных растяжений, физико-химических факторов и  др.

1.4. Лекция №.4. Область использования текстильных материалов

Текстильные материалы  служат для удовлетворения потребностей человека, в частности в одежде. Однако, кроме одежды, они необходимы и для удовлетворения многих других потребностей; среди них следует упомянуть бытовые и хозяйственные вещи, например постельное белье и одеяла, полотенца, скатерти, салфетки, отделочные материалы, занавески и ковры и многие другие вещи. Широкое применение текстильные материалы нашли в технике, они используются почти во всех отраслях промышленности.

Также не следует забывать о канатах  и тканых приводных ремнях, конвейерных лентах и корде — редкой ткани из крученых нитей, составляющей основу автомобильных, авиационных и других шин, разнообразной таре и других упаковочных материалах, о парусах, рыболовных снастях, о разнообразной тепловой, электрической и других видах изоляций, о ситах и фильтрах и т.д. Парашюты, костюмы космонавтов и многое другое, необходимое для авиации и покорения космоса, также изготовляется из текстильных материалов. Медицина применяет их в качестве перевязочных и протезных материалов. В убранстве театральных, клубных, школьных помещений, в переплетном деле также их используют.

Области применения текстильных материалов подвержены изменениям. Использование  в некоторых сокращается, зато возникают новые, ранее неизвестные их виды применения. Так, с развитием производства пленочных материалов они часто заменяют ткани для отдельных видов верхней одежды; нетканые полотна широко используются как основа искусственной кожи, фильтры, материалы для покрытия дорог и др.; появились даже трикотажные протезы кровеносных сосудов, световоды из стеклянных нитей и др. Широкое распространение получили пластики, армируемые различными видами волокон, в том числе стеклянными, углеродными. Появились новые волокна, получаемые дроблением пленок.

При изготовлении одежды широко применяются хлопковое и разнообразные химические волокна, шерсть и в небольших количествах— лен и шелк; для носильного белья — главным образом хлопковое и разнообразные химические волокна; для технических изделий — все виды волокон.

1.5 Лекция №5. Получение и первичная обработка текстильных материалов

Натуральные волокна

Хлопок. Собранный с полей хлопок-сырец (семена, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы для первичной обработки. В массе хлопка кроме волокон содержатся различные сорные примеси, наличие которых снижает качество хлопка. Их количество зависит главным образом от способа сбора хлопка-сырца, его первичной обработки, а также от разновидности хлопчатника и условий его произрастания.

В процессе первичной обработки на хлопкоочистительных заводах с помощью так называемых зерноотделительных машин от семян последовательно отделяют хлопковое волокно (волокна длиной в основном более 20 мм), пух или линт (волокна длиной менее 20 мм), и подпушек или делинт (короткий волокнистый покров длиной менее 5 мм). На долю хлопкового волокна приходится около 1/3 от общей массы хлопка-сырца. Одновременно происходит очистка от посторонних примесей (частиц листьев, коробочек, стеблей).

Затем волокна прессуют в кипы и отправляют для дальнейшей переработки на хлопкопрядильные фабрики.

Лен. Уборка льна-долгунца.

Убирают лен в период ранней жёлтой спелости. Лен теребят, то есть выдергивают из земли вместе с корнями, затем высушивают, освобождают  от семенных головок (очесывают), молотят. После обмолота стебли подвергают первичной обработке.

Первичная обработка  льна

Цель первичной обработки  льна - получить тресту из стеблей льна, а из тресты - волокна.

Для освобождения волокон  стебли подвергают действию биологических (мочка) и механических (мятьё, трепание) процессов.

Мочка может производиться  различными способами:

• Росяная мочка, или расстил. Стебли после обмолота (солому) расстилают на поле ровными рядами. В расстеленной на траве и намокающей от капель росы и дождя соломке бурно развиваются микроорганизмы, разрушающие клейкие вещества внутри стебля.

В результате образуется треста, в которой волокно относительно легко отделяется от древесины.

Процесс образования  тресты продолжается иногда три, а иногда и шесть недель - в зависимости от погоды, и, чтобы он шел равномерно по всему слою, разостланную солому приходиться за это время 2-3 раза перевернуть.

• Холодноводная мочка. Солому в снопах, тюках, контейнерах и т.п. погружают в водоём на 10—15 суток.

 В результате жизнедеятельности  бактерий волокна отделяются от тканей.

• Тепловая мочка применяется на льнозаводах. Солому мочат в воде, подогретой до 36 - 37 °С. Это позволяет получать тресту за 70 - 80 ч, а при использовании ускорителей (мочевина, аммиачная вода и др.) - за 24 - 48 ч. Ещё более сокращают процесс запаривание соломы в автоклавах под давлением 2—3 ат (до 75—90 мин) и замачивание в слабом растворе кальцинированной соды, кислот и специальных эмульсии (до 30 мин).

Полученную тресту поднимают  и сушат, после чего она готова к последующей обработке на льнозаводе

Обработка костры на льнозаводе

На льнозаводе для  отделения волокна от костры тресту подвергают механическому воздействию, осуществляя следующие операции:

 

• мятье: тресту пропускают через рифленые вальцы, разрушая тем самым хрупкую древесину, но сохраняя эластичное волокно;
• трепание: многократно ударяют по тресте лопастями бильных барабанов;
• трясение: на трясилке удаляется осыпающаяся костра.

Шерсть. Первичная обработка шерсти: сортировка по качеству, разрыхление и удаление мусора, промывка от грязи и жира, сушка горячим воздухом.

Шелк. Получение шелка проходит следующие стадии: бабочка тутового шелкопряда откладывает яички (грену), из которых выводятся гусеницы длиной около 3 мм. Питаются они листьями тутового дерева, отсюда и название шелкопряда. Через месяц гусеница, накопив в себе натуральный шелк, через шелкоотделительные железы, расположенные по обе стороны тела, окутывает себя непрерывной нитью в 40—45 слоев и образует кокон. Намотка кокона длится 3—4 дня. Внутри кокона гусеница превращается в бабочку, которая, проделав отверстие в коконе щелочной жидкостью, выходит из него. Такой кокон для дальнейшей размотки непригоден. Коконные нити очень тонкие, поэтому разматывают их одновременно с нескольких коконов (6—8), соединяя в одну комплексную нить. Такая нить называется шелком-сырцом. Общая длина разматываемой нити составляет в среднем 1000—1300 м.

Оставшийся после размотки кокона сдир (тонкая, не поддающаяся  размотке оболочка, содержащая около 20 % длины нити), бракованные коконы перерабатывают в короткие волокна, из  которых получают шелковую пряжу.

Химические  волокна

Химические волокна  получают путем химической переработки  природных (целлюлозы, белков и др.) или синтетических высокомолекулярных веществ (полиамидов, полиэфиров и др.).

Технологический процесс изготовления химических волокон состоит из трех основных стадий — получения прядильного  раствора, формирования из него волокон  и отделки волокон. Полученный прядильный раствор поступает в фильеры  — металлические колпачки с маленькими отверстиями (рис. 6) — и вытекает из них в виде непрерывных струек, которые сухим или мокрым способом (воздухом или водой) затвердевают и превращаются в элементарные нити.

Форма отверстий фильер обычно круглая, а для получения профилированных  нитей используют фильеры с отверстиями в виде треугольника, многогранника, звездочек и др. (рис. 24).