Текстильные волокна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Текстильные волокна

Волокна

Основу всех материалов и тканей составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака - способ их получения (происхождение) и химический состав, так как именно они определяют основные физико-механические и химические свойства не только самих волокон, но и изделий, полученных из них.

Классификация волокон

С учетом классификационных признаков волокна делятся на:

- натуральные

- химические.

К натуральным волокнам относят волокна природного (растительного, животного, минерального) происхождения: хлопок, лен, шерсть и шелк К химическим волокнам - волокна, изготовленные в заводских условиях. При этом химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений, которые образуются в процессе развития и роста волокон (целлюлоза, фиброин, кератин). К тканям из искусственных волокон относятся: ацетат, вискоза, штапель, модаль. Эти ткани прекрасно пропускают воздух, очень долго остаются сухими и приятны на ощупь. Сегодня все эти ткани активно используются производителями белья, а, благодаря новейшим технологиям, способны заменять натуральные.

Синтетические волокна получают путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений (фенола, этилена, ацетилена, метана и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации в основном из продуктов переработки нефти, каменного угля и природные газов.

Хлопок

Хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян однолетних растений хлопчатника. Он является основным видом сырья текстильной промышленности. Собранный с полей хлопок-сырец (семена хлопчатника, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы. Здесь происходит его первичная обработка, которая включает в себя следующие процессы: очистку хлопка-сырца от посторонних сорных примесей (от частиц стеблей, коробочек, камней и др.), а также отделение волокна от семян (джинирование), прессование волокон хлопка в кипы и их упаковку. В кипах хлопок поступает на дальнейшую переработку на хлопкопрядильные фабрики.

Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Поперечный срез его имеет весьма разнообразную форму и зависит от зрелости волокна.

Для хлопка характерны относительно высокая прочность, теплостойкость (130-140°С), средняя гигроскопичность (18-20%) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Хлопок отличается высокой устойчивостью к действию щелочей. Стойкость хлопка к истиранию невелика.

Льняное волокно

Льняное волокно получают из стебля травянистого растения - льна. Для получения волокна стебли льна замачивают с целью разъединения лубяных пучков друг от друга и от соседних тканей стебля путем разрушения пектиновых (клеящих) веществ микроорганизмами, развивающимися при намокании стебля, а затем мнут для размягчения древесной части стебля. В результате такой обработки получают лен-сырец, или мятый лен, который подвергают трепанию и чесанию, после чего получают техническое льняное волокно (трепаный лен).

Элементарное волокно льна имеет слоистое строение, что является результатом постепенного отложения целлюлозы на стенках волокна, с узким каналом посередине и поперечными сдвигами по длине волокна, которые получаются в процессе образования и роста волокна, а также в процессе механических воздействий при первичной обработке льна. В поперечном сечении элементарное волокно льна имеет пяти- и шестиугольную форму с закругленными углами.

Натуральные волокна животного происхождения

Шерсть

Шерстью называют волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. Основную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство.

Шерсть, снятая с овец, обычно очень сильно загрязнена и, кроме того, весьма неоднородна по качеству. Поэтому, прежде чем отправить шерсть на текстильное предприятие, ее подвергают первичной обработке. Первичная обработка шерсти включает следующие процессы: сортировку по качеству, разрыхление и трепание, мойку, сушку и упаковку в кипы.

Овечья шерсть состоит из волокон четырех типов:

пуха - очень тонкого, извитого, мягкого и прочного волокна, круглого в поперечном сечении

переходного волоса - более толстого и грубого волокна, чем пух

ости - волокна, более жесткого, чем переходный волос

мертвого волоса - очень толстого в поперечнике и грубого неизвитого волокна, покрытого крупными пластинчатыми чешуйками.

Шерсть, которая состоит преимущественно из волокон одного типа (пуха, переходного волоса), называют однородной. Шерсть, содержащая волокна всех указанных типов, называют неоднородной. Особенностью шерсти является ее способность к свойлачиванию, что объясняется наличием на ее поверхности чешуйчатого слоя, значительной извитостью и мягкостью волокон. Благодаря этому свойству из шерсти вырабатывают довольно плотные ткани, сукна, драпы, фетр, а также войлочные и валяные изделия. Шерсть обладает малой теплопроводностью, что делает ее незаменимой при выработке пальтовых, костюмно-плательных тканей и трикотажных изделий зимнего ассортимента.

Шелк

Шелком называют тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкоотделительными железами шелковичного червя (шелкопряда) и наматываемые им на кокон. Коконная нить представляет собой две элементарные нити (шелковины), склеенные серицином - природным клеящим веществом, вырабатываемым шелкопрядом. Особенно чувствителен шелк к действию ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы изделий из натурального шелка при солнечном освещении резко уменьшается. Натуральный шелк широко используется при выработке плательных тканей и штучных изделий (головных платков, косынок и шарфов), швейных ниток.

Искусственные волокна

Вискозные волокна - это волокна из щелочного раствора ксантогената. По своему строению вискозное волокно неравномерно: внешняя его оболочка имеет лучшую ориентацию макромолекул, чем внутренняя, где они располагаются хаотически. Вискозное волокно представляет собой цилиндр с продольными штрихами, образующимися при неравномерном затвердевании прядильного раствора.

Вискозное волокно обладает хорошей гигроскопичностью (35-40%), светостойкостью и мягкостью. Вискозное волокно применяется при производстве тканей для одежды, бельевого и верхнего трикотажа, как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами и нитями.

Полинозное волокно - это модифицированное вискозное волокно. По свойствам оно приближается к хлопку. Полинозное волокно отличается однородной структурой поперечного сечения, имеет большую, чем вискозное волокно прочность. Волокно обладает повышенной упругостью. Область использования его аналогична вискозному.

Ацетатное и триацетатное волокна по своему строению аналогичны вискозному, но имеют более крупные бороздки вдоль волокна. Прочность ацетатного волокна ниже вискозного. Указанные волокна достаточно упругие, отличаются устойчивостью к действию микроорганизмов, светостойкие, обладают диэлектрическими свойствами. Область их использования аналогична области использования вискозного волокна.

текстильный нить натуральный химический

Синтетические волокна

Капрон, анид, энант

Полиамидные волокна - капрон, анид, энант - наиболее широко распространены. Исходным сырьем для него являются продукты переработки каменного yгля или нефти - бензол и фенол. Волокна имеют цилиндрическую форму, поперечное сечение их зависит от формы отверстия фильеры, через которое продавливаются полимеры. Полиамидные волокна отличаются высокой прочностью при растяжении, стойки к истиранию, многократному изгибу, обладают высокой химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Основными их недостатками являются низкая гигроскопичность и светостойкость, высокая электризуемость и малая термостойкость. В результате быстрого "старения" они на свету желтеют, становятся ломкими и жесткими. Полиамидные волокна и нити широко используются при выработке чулочно-носочных и трикотажных изделий, швейных ниток, галантерейных изделий (тесьмы, ленты), кружев, канатов, рыболовных сетей, конвейерных лент, корда, тканей технического назначения, а также при выработке тканей бытового назначения в смеси с другими волокнами и нитями.

Лавсан

Полиэфирное волокно - лавсан, вырабатываются из продуктов переработки нефти. В поперечном сечении лавсан имеет форму круга. Одним из отличительных свойств лавсана является его высокая упругость, при удлинении до 8% деформации полностью обратимы. В отличие от капрона лавсан разрушается при действии на него кислот и щелочей, гигроскопичность его ниже, чем капрона (0,4%), поэтому для выработки тканей бытового назначения лавсан в чистом виде не применяется. Волокно является термостойким, обладает низкой теплопроводностью и большой упругостью, что позволяет получать из него изделия, хорошо сохраняющие форму; имеют малую усадку. Недостатками волокна являются его повышенная жесткость, способность к образованию пиллинга на поверхности изделий и сильная электризуемость. Лавсан широко применяется при выработке тканей бытового назначения в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию и упругость. Он также с успехом применяется при производстве нетканых полотен, швейных ниток, гардинно-тюлевых изделий, технических тканей и корда. Кроме того, волокно используется в медицине для изготовления хирургических нитей и кровеносных сосудов.

Нитрон

Полиакрилонитрильные волокна вырабатываются из акрилонитрила - продукта переработки каменного угля, нефти или газа. Акрилонитрил полимеризацией превращается в полиакрилонитрил, из раствора которого формуется волокно. Затем волокна вытягивают, промывают, замасливают, гофрируют и сушат. Волокна вырабатываются в виде длинных нитей и штапеля. По внешнему виду и на ощупь длинные волокна похожи на натуральный шелк, а штапельные - на натуральную шерсть. Изделия из этого волокна после стирки полностью сохраняют форму, не требуют глажения. Волокно нитрон обладает рядом ценных свойств: по теплозащитным свойствам оно превосходит шерсть, имеет низкую гигроскопичность (1,5%), мягче и шелковистее капрона и лавсана, стойко к действию минеральных кислот, щелочей, органических растворителей, бактерий, плесени, моли, ядерным излучениям. По стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам. Используется нитрон при производстве верхнего трикотажа, плательных тканей, а также меха на трикотажной и тканевой основе, ковровых изделий, одеял и тканей технического назначения.

Спандекс

Полиуретановое волокно - спандекс. Волокно, обладающее низкой гигроскопичностью. Особенностью всех полиуретановых волокон является их высокая эластичность - разрывное удлинение их достигает 800%, доля упругой и эластичной деформации - 92-98%. Именно эта особенность и определяет область их использования. Спандекс применяется в основном при изготовлении эластичных изделий. С использованием этого волокна вырабатывают ткани и трикотажные полотна для предметов женского туалета, спортивной одежды, а также чулочно-носочные изделия.

В разных странах синтетические волокна носят различные названия. В таблице приведено соответствие названий некоторых волокон для отдельных стран.

Поливинилхлоридные, поливинилспиртовые и полиолефиновые волокна

Поливинилхлоридные (хлорин), поливинилспиртовые (винол, летилан) и полиолефиновые (полиэтилен, пoлипропилен) синтетические волокна для изготовления одежных тканей используются в незначительных количествах. Из них изготовляют плащевые и декоративные ткани, ворс искусственного меха, ковров, лечебное белье.

Следует отметить, что в различных странах названия синтетических волокон могут отличаться:

Страна Полиамидные Полиэфирные Полиакрилонитрильные

Англия терилен

Германия дедерон, перлон ланон ветрелон

Италия лилион

Канада терилен

Польша стилон элан анилан

Россия капрон лавсан нитрон

США нейлон дакрон

Чехия силон

Швейцария акрил

Швеция акрил

Япония беслон, экслан, боннель, кашмилон

Новое поколение "синтетики"

Синтетические волокна стали использоваться в производстве белья довольно давно, более 40 лет назад. Сегодня наиболее популярны такие дорогие волокна, как нейлон, акрил, полиамид, полиэстер, спандекс, эластан. Благодаря постоянно развивающимся технологиям, синтетические ткани по своим потребительским свойствам превосходят натуральные. Новое поколение "синтетики" выпускается ведущими мировыми производителями под марками:

TACTEL® DACRON® LYCRA®

MERYL® SUPPLEX® COOLMAX®

DryClime (Marmot), DryFlo (Lowe Alpine), Lifa (Helly-Hansen), Litex (Craft), Drytex.

Возникает вопрос: зачем же компании с мировыми именами тратят усилия на разработку новых дорогих материалов, если есть относительно дешевый и всем привычный хлопок?

Как утверждают производители, хлопок хорошо подходит для более или менее размеренной, спокойной жизни, комфортной среды, но при повышенном уровне физической активности, в экстремальных условиях, в некомфортной среде он непрактичен. Хлопок обладает следующими недостатками: поглощает и сохраняет испаряемую телом влагу, долго сохнет, легко рвется. Все современные материалы обладают свойством быстро впитывать и отводить конденсат от поверхности тела. Достигается этот эффект либо за счет структуры используемых волокон, либо за счет специального плетения нитей. Как ни парадоксально, ношение одежды на основе нового поколения "синтетики" позволяет повысить и работоспособность в экстремальных условиях. Когда человек потеет, его организм тратит много энергии на охлаждение, поэтому работоспособность существенно снижается. Другими словами, чем меньше человек потеет, тем выше его работоспособность.

Кроме того, современные синтетические материалы быстрее сохнут, значительно более прочны и долговечны, легки, слабее мнутся.

Использование при конструировании белья современных материалов эффективно позволяет снизить степень неприятных ощущений.

Нити и пряжа

Волокна являются основой для изготовления элементарных нитей, в зависимости от способа соединения которых затем получают множество других нитей. Различают следующие виды нитей:

одиночная - нить, которая не делится в продольном направлении без разрушения и может быть непосредственно использована в производстве текстильных изделий (часто называется мононитью). Мононити получают из синтетических волокон, они имеют обычно круглое сечение, а, в зависимости от толщины, мононити могут использоваться при выработке легких тонких тканей для блузок и тяжелых для прокладочных материалов.

комплексная - нить, состоящую из двух или нескольких элементарных нитей, соединенных между собой скручиванием или склеиванием

крученая - нить, получаемая путем скручивания двух или более комплексных нитей, пряжи или из тех и других вместе

пряжа - нить, состоящая из волокон, соединенных между собой путем кручения в процессе прядильного производства.

Прядильное производство - совокупность технологических процессов, в результате которых из массы коротких тонких текстурированных волокон, обладающих сравнительно небольшой прочностью, получают непрерывную нить (пряжу) определенной линейной плотности и прочности. Прядильное производство включает процессы разрыхления, трепания, смешивания, чесания, сложения, вытягивания и прядения.

С учетом технологии производства различают два типа пряжи: кардную и гребенную. Кардная пряжа - средняя по толщине и прочности, изготавливается из неравномерных по длине волокон. Гребенная пряжа - тонкая, прочная, гладкая пряжа, изготавливаемая из длинных и тонких волокон. В гребенном прядении лента после кардочесания подвергается сложению, вытягиванию и гребнечесанию, обработке на ленточных и ровничных машинах, затем полученная ровница поступает в прядильную машину. Гребенную пряжу также называют камвольной.

В прядильном производстве используют два типа прядильных машин: кольцевые (веретенные) и безверетенные пневмомеханические. В кольцевых (веретенных) прядильных машинах ровница (лента) вытягивается в вытяжном приборе, скручивается и наматывается с помощью веретена на патрон или шпулю. В безверетенных пневмомеханических прядильных машинах (наиболее распространены) ровница (лента) разъединяется на отдельные волокна, которые потоком воздуха подаются в быстровращающуюся камеру, где из них формируется пряжа, наматываемая на бобину. Производительность безверетенных прядильных машин в 2-3 раза выше, чем кольцевых.

Виды пряжи

Для получения пряжи используют натуральные и химические волокна различной толщины и длины. От геометрических свойств волокон зависит выбор способа прядения и вид получаемой пряжи:

однониточная - самая простая

меланжевая - получаемая из смеси волокон, окрашенных в разные цвета. Ее применяют для выработки ткани и трикотажа различного назначения

крученая - пряжа (из двух и более нитей), характеризуемая высокими механическими свойствами и большей, по сравнению с однониточной пряжей, равномерностью по толщине.

Технологический процесс производства крученой пряжи включает подготовку к кручению (обработка упругой пряжи горячим воздухом, насыщенными водяными парами), трощение (параллельное соединение и наматывание на одну паковку нитей) и собственно кручение.

По характеру крутки различают крученую пряжу простой и фасонной крутки.

Крученую пряжу простой крутки получают при скручивании вместе нескольких нитей с одинаковым натяжением. Такие нити отличаются ровной, гладкой поверхностью по всей длине. Примером их являются швейные нитки.

Пряжу фасонной крутки получают при скручивании нитей, подаваемых с различными скоростями или имеющих различное натяжение. Такая пряжа будет иметь на своей поверхности петли различной формы, узелки или спирали.

Крученые нити также различают по интенсивности их скручивания: нити слабой крутки (до 230 кр./м), средней, называемой муслин (230-290 кр./м) и сильной, называемой креп (1500-2500 кр./м). Такое разнообразие получаемых нитей дает возможность вырабатывать текстильные изделия со структурными эффектами на поверхности. Так, ткани, выработанные из нитей креповой крутки, отличаются повышенной упругостью и, следовательно, меньше сминаются. Крученая пряжа применяется при выработке тканей бытового назначения: для пальто, плащей, костюмов, платьев, а также для производства швейных ниток.

Высокообъемная пряжа

Высокообъемная пряжа вырабатывается из разноусадочных волокон (сильно- и малоусадочных) различными способами. Наиболее распространенным способом получения такой пряжи является термическая обработка пряжи из разноусадочных волокон паром или кипящей водой. При этом сильноусадочные волокна укорачиваются, а малоусадочные образуют мелкие петли, которые и придают пряже соответствующую пушистость и мягкость. Высокообъемную пряжу используют при производстве верхних трикотажных изделий, тканей для костюмов, пальто, чулочно-носочных изделий.

Высокообъемные нити

Высокообъемные (текстурированные) нити получают из гладких и тонких химических нитей, структуру которых изменяют путем дополнительных обработок. Вновь получаемые нити отличаются растяжимостью, большой извитостью, мягкостью и высокой упругостью. Различают текстурированные нити высокой (100% и более), повышенной (до 100%) и обычной (до 30%) растяжимости.

К высокорастяжимым нитям относятся эластик, акон и комэлан.

Эластик используется для выработки чулочно-носочных изделий, трикотажных полотен, тканей для купальников, спортивной одежды. Более широкому использованию препятствует его значительная усадка (до 70%).

Акон состоит из капроновой и ацетатной нитей, скрученных в два приема, а нить комэлан - из капроновой и комплексной ацетатной нитей. Эти нити используются так же, как и эластик.

К нитям повышенной растяжимости относятся мэрон, мэлан, гофрон и рилон.

Мэрон (из капроновых комплексных нитей) и мэлан (из лавсановых комплексных нитей) получают способом ложной крутки, как и эластик, с дополнительной обработкой во второй термокамере. Указанные нити широко используются при выработке разнообразных трикотажных полотен и костюмно-плательных тканей. Изделия из этих нитей отличаются хорошей формоустойчивостью и продолжительным сроком службы.

Гофрон получают из полиамидных комплексных нитей путем гофрирования их в термокамере, где при этом образуются зафиксированные зигзагообразные извитки. Гофрон обладает хорошими теплозащитными свойствами и повышенной гигроскопичностью, благодаря чему успешно применяется для изготовления сорочечных и костюмно-плательных тканей, изделий бельевого и верхнего трикотажа.

Рилон получают из полиамидных комплексных нитей путем их протягивания по кромке горячего ножа. Используют рилон так же, как мэрон и мэлан.

К нитям обычной растяжимости относится аэрон.

На поверхности аэрона под воздействием мощной струи сжатого воздуха образуются мелкие петли, которые придают ей пушистость и объемность. Такой способ изготовления высокообъемных нитей наиболее перспективен, так как дает возможность получать подобные нити не только из термопластичных волокон. Аэрон обладает хорошими теплозащитными свойствами, повышенными гигроскопичностью и износостойкостью. Используется при изготовлении тканей, трикотажных полотен, а также при получении искусственного меха.

Размещено на Allbest.ru