Общие сведения о волокнах. Классификация волокон. Основные свойства волокон и их размерные характеристики
Лекция 1
1. Цели и задачи курса «Материаловедение швейного производства». 2. Общие сведения о волокнах.Общие сведения о волокнах
При производстве швейных изделий используют самые разно образные материалы. Это ткани, трикотаж, нетканые материалы, натуральная и искусственная кожа, пленочные и комплексные материалы, натуральный и искусственный мех, швейные нитки, клее вые материалы, фурнитура.
Знание строения этих материалов, умение определять их свойства, разбираться в ассортименте и оценивать качество являются необходимыми условиями для разработки и производства высококачественной одежды, для правильного выбора методов обработки и установления режимов обработки материалов в процессе производства швейных изделий.
Наибольший объем в швейном производстве составляют изделия, выполненные из текстильных материалов.
Текстильные материалы, или текстиль, материалы и изделия, выработанные из волокон и нитей. К ним относятся ткани, трикотаж, нетканые полотна, швейные нитки и др.
Текстильное волокно представляет собой протяженное тело, гибкое и прочное, с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи и текстильных материалов.
Текстильная нить имеет ту же характеристику, что и текстильное волокно, но отличается от него значительно большей длиной. Нить может быть получена путем прядения волокон, и тогда она называется пряжей. Шелковую пить получают, разматывая кокон тутового шелкопряда. Химические нити формуют из полимера.
Классификация волокон
В зависимости от происхождения текстильные волокна делят на натуральные и химические (рис. 1).
К натуральным относятся волокна, создаваемые самой природой, без участия человека. Они могут быть растительного, животного или минерального происхождения.
Натуральные волокна растительного происхождения получают с поверхности семян (хлопок), из стеблей (лен, пенька и др.), из листьев (сизаль и др.), из оболочек плодов (койр).
Натуральные волокна животного происхождения представлены волокнами шерсти различных животных и коконным шелком тутового и дубового шелкопряда.
Перечисленные натуральные волокна состоят из веществ, которые относятся к природным полимерам. Это целлюлоза у расти тельных волокон и белки у волокон животного происхождения.
Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические.
Искусственные волокна получают путем химической переработки природных полимеров растительного и животного происхождения, из отходов целлюлозного производства и пищевой промышленности. Сырьем для них служат древесина, семена, молоко и т.п. Наибольшее применение в швейной промышленности имеют текстильные материалы на основе искусственных целлюлозных волокон, таких как вискозное, полинозное, медно-аммиачное, триацетатное, ацетатное.
Синтетические волокна получают путем химического синтеза полимеров, т.е. создания имеющих сложную молекулярную структуру веществ из более простых, чаще всего из продуктов переработки нефти и каменного угля. Это полиамидные, полиэфирные, полиуретановые волокна, а также полиакрилонитрильные (ПАН), поливинилхлоридные (ПВХ), поливинилспиртовые, полиолефиновые.
Классификация волокон
4. Основные свойства волокон и их размерные характеристики:
НАТУРАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА
А. Натуральные волокна растительного происхождения
Хлопковое волокно
Известно много видов хлопчатника, но промышленное значение имеют главным образом два вида: средневолокнистый и тонковолокнистый. Средневолокнистый хлопчатник созревает через 130-140 дней с момента посева,… Тонковолокнистый хлопчатник имеет более длинный период созревания, меньшую урожайность, но дает более длинное (35-45…Лен
Волокна льна относятся к так называемым лубяным волокнам, т. е. волокнам, получаемым из стеблей растений. Волокна льна являются наиболее ценными из всех лубяных благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам.
Для получения льняного волокна используют один из видов льна - лен-долгунец. Он имеет прямой неветвистый стебель длиной до 90 см. Через 12 недель после посева семян в стебле льна заканчивается образование пучков волокон. При уборке льна в этот период получают наиболее высокий урожай хорошего по качеству волокна.
Элементарные волокна льна имеют веретенообразную форму с толстыми стенками, узким каналом и закрытыми заостренными концами. Длина этих волокон колеблется от 15 до 20 мм. Элементарные волокна, собранные в пучки по 15-20, равномерно распределены по окружности стебля под его покровной тканью. Поперечный разрез волокна имеет вид пяти-или шестигранного многоугольника со следом канала в центре (рис. 3, а). Под микроскопом элементарное волокно льна в продольном виде представляет собой цилиндр с коленообразными сдвигами и утолщениями (рис. 3, б).
Пучки элементарных волокон, выделяемые из стебля льна в процессе его обработки, образуют техническое волокно. Элементарные волокна удерживаются в этом пучке благодаря последовательному вклиниванию заостренных кончиков одних волокон в промежутки между другими. Технические волокна, выделенные из стеблей для использования в прядении, имеют длину 250-400 мм.
Прочность волокон льна в несколько раз превышает прочность хлопка, а их растяжимость, наоборот, меньше. Поэтому льняные ткани лучше сохраняют форму изделия, чем хлопчатобумажные.
Доля пластической деформации в полном удлинении льняного волокна больше, чем хлопкового, и составляет 60-65%. Этим объясняется еще большая сминаемость льняных тканей по сравнению с хлопчатобумажными.
При нагревании сухие волокна льна выдерживают более высокую температуру, чем хлопок.
Стойкость льна к светопогоде также несколько выше, чем у хлопка.
Горит лен с проявлением тех же признаков, что и хлопок.
НАТУРАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
По сравнению с целлюлозой белки более устойчивы к действию слобоконцентрированных кислот. К действию щелочей белки малоустойчивы, что объясняет… Светостойкость шелка выше, чем целлюлозных волокон, а шерсти ниже. Устойчивость волокон животного происхождения к воздействию повышенных температур имеет тот же уровень, что и это…Шерсть
Это волокно использовалось человеком с древних времен. Шерстью принято называть волокна волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др. Промышленность в основном перерабатывает натуральную овечью шерсть. Шерсть, снятая с овцы, называется руном. В смеси с ней в небольшом количестве используют восстановленную шерсть, получаемую путем переработки шерстяного тряпья и лоскута, а также заводскую шерсть, снимаемую со шкур убитых животных при производстве кож. Овечья натуральная шерсть составляет более 95% общего количества шерсти. Остальное приходится на долю верблюжьей и козьей шерсти, козьего пуха и др.
Основным веществом волокна шерсти является кератин, который относится к белковым соединениям.
Волокно имеет три слоя: чешуйчатый, корковый и сердцевинный.
Чешуйчатый слой является наружным слоем волокон и играет защитную роль. Он состоит из отдельных чешуек, представляющих собой пластинки, плотно прилегающие друг к другу и прикрепленные одним концом к стержню волокна. Каждая чешуйка имеет защитный слой.
Корковый слой является основным слоем волокна и включает в себя ряд продольно расположенных веретенообразных клеток, образующих тело волоса.
В середине волокна имеется сердцевинный слой, который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха. Сердцевинный слой, не повышая прочности, способствует лишь увеличению толщины волокна, т.е. ухудшению его качества.
В зависимости от толщины и строения различают следующие основные типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос (рис. 4).
Пух - тонкое извитое волокно, имеющее два слоя: чешуйчатый, состоящий из кольцеобразных чешуек, и корковый.
Переходный волос несколько толще пуха. Он состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и прерывистого сердцевинного.
Ость - грубое прямое волокно, имеющее три слоя: чешуйчатый, состоящий из пластинчатых чешуек, корковый и сплошной сердцевинный.
Мертвый волос - наиболее толстое, грубое, но хрупкое волокно. Оно покрыто крупными пластинчатыми чешуйками, имеет узкое кольцо коркового слоя и очень широкую сердцевину. Форма поперечного сечения чаще всего сплющенная, неправильная. Мертвый волос - жесткое, ломкое волокно с малой прочностью и плохой способностью окрашиваться.
Шерсть, состоящая преимущественно из волокон одного вида (пуха или переходного волоса), называется однородной, а содержащая волокна всех перечисленных видов - неоднородной. Чем больше в неоднородной шерсти пуха и чем меньше мертвого волоса, тем выше ее качество. В зависимости от степени однородности и средней толщины волокон, образующих массу руна, шерсть делится на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.
Тонкая шерсть состоит только из пуховых волокон, извитых, равномерных по толщине и длине. Линейная плотность волокон колеблется от 0,3 до 1,2 текс. Применяется для высококачественных камвольных и суконных тканей.
Полутонкая и полугрубая шерсть состоит из переходных и пуховых волокон. Средняя линейная плотность волокон полутонкой шерсти 1,3-1,8 текс, полугрубой - 1,8-2,6 текс. Длина полутонкой и полугрубой шерсти несколько больше, чем тонкой шерсти. Полутонкая шерсть применяется для камвольных костюмных тканей, полугрубая - для костюмных и пальтовых тканей.
Грубая шерсть состоит из смеси пуха, переходного волоса, ости и мертвого волоса. Она неоднородна по длине и линейной плотности. Последняя колеблется в очень широких пределах - от 1,2 до 3,0 текс. Эта неоднородная шерсть применяется для грубосуконных тканей.
Овечья шерсть в чистом виде и в смесях с химическими волокнами используется для выработки платьевых, костюмных, пальтовых тканей, верхнего и бельевого трикотажа, а также полотен технического назначения. Верблюжий пух используют для изготовления различных тканей, а грубую верблюжью шерсть - в производстве технических изделий.
Козью шерсть и козий пух применяют для изготовления трикотажных изделий, а в смеси с овечьей шерстью - для высококачественных дорогих платьевых, костюмных и пальтовых тканей.
При производстве недорогих суконных тканей в состав смеси волокон может добавляться заводская и восстановленная шерсть
Выбор способа прядения шерсти, линейная плотность и пушистость полученной пряжи зависят от длины и степени извитости волокон шерсти.
Длина волокон шерсти колеблется от 20 до 240 мм. Однородная шерсть по длине подразделяется на коротковолокнистую (до 55 мм) и длинноволокнистую (более 55 мм). Извитость шерсти характеризуется числом извитков, приходящихся на сантиметр волокна. Чем тоньше шерсть, тем выше ее извитость. В зависимости от формы извитков различают шерсть пологой, высокой и нормальной извитости.
Высокоизвитая коротковолокнистая шерсть перерабатывается в толстую и пушистую аппаратную (суконную) пряжу, длинноволокнистая шерсть пологой извитости - в тонкую гладкую гребенную пряжу для производства камвольных тканей.
Толщина волокон колеблется в больших пределах в зависимости от типа и оказывает большое влияние на толщину, мягкость и упругость пряжи.
Прочность шерсти в значительной степени зависит от ее строения. Относительная разрывная нагрузка и износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой, так как грубые волокна (ость, мертвый волос) имеют сердцевинный слой, заполненный воздухом.
Удлинение волокон определяется в большей степени упругой и эластической компонентами деформации, благодаря чему шерстяные ткани мало сминаются.
Шерсть тонкорунных овец обычно белая или слегка кремовая, а грубошерстных и помесных - цветная (серая, рыжая или черная).
Блеск шерсти обусловливается формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск, а мелкие, сильно отстающие - делают ее матовой.
По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу. Под действием влаги и тепла кератин размягчается и удлинение шерсти возрастает до 60% и более.
При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.
Шерсть устойчива к действию всех органических растворителей.
Концентрированные кислоты разрушают волокна шерсти: азотная вызывает пожелтение, серная - обугливание.
По светостойкости шерсть превосходит все натуральные волокна.
В пламени волокна шерсти спекаются, образуя на конце черный шарик, который легко растирается, издавая запах жженого пера. При вынесении из пламени они не горят.
Натуральный шелк
Гусеница выдавливает через два шелкоотделительных протока две тонкие шелковины, состоящие из белкового соединения фиброина. На воздухе они застывают… Коконную нить гусеница укладывает слоями, формируемыми из мелких петелек в… Коконы обрабатывают паром для умерщвления куколок и высушивают горячим воздухом. Сухой кокон, подлежащий хранению,…Б. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА
Идея создания химических волокон нашла свое воплощение в конце XIX в. благодаря развитию химии. Прототипом процесса получения химических волокон… Производство химических волокон интенсивно развивается во всем мире.… Промышленное производство химических волокон включает в себя пять этапов:Искусственные волокна
Вискозноеволокно вырабатывается из целлюлозы, полученной из древесины ели, пихты, сосны. Различают обычное вискозное волокно и его модификации. Обычные вискозные волокна обладают рядом положительных свойств: мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию,…Синтетические волокна
Под микроскопом полиамидные волокна представляют собой гладкие цилиндры с микроскопическими порами и трещинами. В поперечном сечении обычные волокна… Легкость, упругость, исключительно высокие прочность и износостойкость… При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом, горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса…НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА
К натуральным неорганическим волокнам относится асбест -тонковолокнистый силикатный минерал. Асбестовые волокна огнестойки (температура плавления… Элементарные волокна асбеста объединены в технические волокна, которые служат… Химические неорганические волокна подразделяют на стекловолокна (кремниевые) и металлосодержащие.Лекция № 2
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
1. Виды текстильных нитей
2. Основные процессы прядения
3. Ткацкое производство
4. Отделка тканей
Виды текстильных нитей
Пряжей называют текстильную нить, состоящую из более или менее распрямленных волокон ограниченной длины, соединенных скручиванием в процессе… Комплексные нити состоят из некоторого числа продольно сложенных элементарных… Мононитьпредставляет собой одиночную нить, не делящуюся в продольном направлении без разрушения, пригодную для…ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРЯДЕНИЯ
Сырьем для прядения являются текстильные волокна: хлопок, лубяные (главным образом лен), шерсть, отходы шелкомотания и шелководства и различные… Процесс прядильного производства можно разделить на три этапа: подготовка волокнистой массы и формирование из нее ленты;ТКАЦКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Систему нитей, расположенную вдоль ткани, называют основой, систему нитей, расположенную поперек ткани,— утком. Выработку ткани проводят в три этапа: подготовка основы и утка;Отделка тканей
Суровые ткани требуют отделки. Под отделкой понимают технологический процесс, который позволяет облагородить ткани, улучшить их качество, придать им… Процесс отделки тканей проходит в четыре этапа и включает в себя очистку и… При проведении каждой операции строго следят за концентрацией применяемых химических веществ и за температурным…Хлопчатобумажные ткани
Очистка и подготовка всех тканей, в том числе хлопчатобумажных, начинается с приемки и разбраковки суровья, выявления и устранения различных пороков… После приемки и разбраковки ткань направляется на опаливание, которое… Расшлихтовка — удаление шлихты и части естественных примесей с целью последующего облегчения отваривания и беления.…Льняные ткани
Схема технологического процесса очистки и подготовки льняных тканей следующая: опаливание; расшлихтовка путем замачивания в теплой воде и… Мерсеризации и ворсованию льняные ткани не подвергаются. В ряде случаев после… Крашение и печатание льняных тканей проводят теми же красителями, что и хлопчатобумажных тканей. Условия крашения…Шерстяные ткани
Очистка и подготовка шерстяных гребенных тканей состоит из операций приемки и разбраковки, опаливания, термофиксации, заваривания, промывки, валки,… При приемке и разбраковке гребенных и суконных тканей выявляют пороки… Опаливание производится на газоопаливающей машине.Натуральный шелк
При приемке и разбраковке, как и для тканей другого волокнистого состава, выявляют пороки ткачества и удаляют их. Затем ткань стачивают в ленты по… Опаливанию подвергают ткани из шелковой пряжи и полушелковые ткани, содержащие… Отваривание осуществляют для того, чтобы удалить серицин, красящие и жировые вещества. Суровье отваривают в…Ткани из химических волокон
При подготовке и очистке тканей из штапельной пряжи или из вискозных нитей с хлопчатобумажной пряжей их опаливают, расшлихтовывают и отваривают для… Ткани из синтетических волокон промывают в горячем мыльном растворе при… Крашение тканей из гидратцеллюлозных волокон производят прямыми или кубовыми красителями, тканей из ацетатных и…СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ТКАНЕЙ
План
- Волокнистый состав тканей
- Способы определения состава тканей
- Переплетения тканей
- Отделка тканей
- Плотность ткани
- Фазы строения тканей
- Структура поверхности ткани
Волокнистый состав тканей
В зависимости от волокнистого состава ткани делятся на однородные, смешанные и неоднородные. Однородными называют ткани, в состав которых входит один вид волокон или нитей… Смешанными называются ткани, имеющие в составе основы и утка различные волокна, соединенные в процессе прядения.…Способы определения волокнистого состава тканей
Определение состава тканей рекомендуется проводить в следующем порядке. Внимательно рассматривают ткань с лицевой и изнаночной сторон, обращая… Проводят ручную пробу на смятие. Ткань сильно сжимают в кулаке. Через 30с отпускают и разглаживают рукой. Анализируют…Переплетение тканей
вид и строение нитей основы и утка ткани, в том числе их линейная плотность и направление крутки; вид переплетения нитей основы и утка ткани; плотность ткани по основе и по… При выработке ткани используются нити разного строения: пряжа, комплексные нити, крученые и текстурированные нити.…Отделка тканей
По характеру отделки ткани бывают: суровые без какой-либо обработки после ткачества; отбеленные; гладкокрашеные —… пестротканые — из чередующихся цветных нитей, чаще всего образующих полосы или клетки разного ритма и размеров;Плотность ткани
Под плотностью понимают число нитей основы или утка, приходящихся на 100 мм ткани. Различают и отдельно определяют плотность по основе и плотность… Различают фактическую (абсолютную), максимальную и относительную плотности. … Фактическая (абсолютная) плотность — это фактическое число нитей, которое приходится на 100 мм ткани. Она изменяется в…Фазы строения тканей
Структура поверхности ткани
Поверхность ткани, образованная наиболее выступающими участками, представляет собой опорную поверхность, т. е. площадь фактического контакта ткани с… В зависимости от отделки ткани и вида ее лицевой и изнаночной сторон ткани… Двухлицевыми называются ткани, имеющие различный вид лицевой и изнаночной сторон, но пригодные для использования на ту…СВОЙСТВА ТКАНЕЙ
Ткани, выработанные из нитей и пряжи различного волокнистого состава, разнообразных переплетений и отделки, существенно отличаются друг от друга по…Геометрические свойства
Длину ткани определяют ее измерением в направлении нитей основы. При настилании ткани перед раскроем длина куска может увеличиваться в результате… Ширина ткани — расстояние между краями ткани. Ее определяют измерением в… Толщина тканей колеблется в широких пределах: от 0,14 мм у очень тонких платьевых до 3,5 мм у очень толстых пальтовых.…Механические свойства
Способности растягиваться, изгибаться, изменяться под действием трения являются основными механическими свойствами тканей. Каждое из этих свойств… - растяжение — прочностью на разрыв, разрывным удлинением, выносливостью и… - изгиб — жесткостью, драпируемостью, сминаемостью и др.;Физические свойства
Гигиеническими принято считать свойства тканей, существенно влияющие на комфортность изготовленной из них одежды и ее теплозащитные свойства.… Гигроскопичность характеризует способность ткани впитывать влагу из окружающей… ГЧг = (т тс)Износостойкость ткани
Интенсивность износа изделий зависит от волокнистого состава швейных материалов, их строения, отделки и условий эксплуатации. Например, белье… Износ от истирания сопровождается уменьшением массы ткани в результате… Выносливость к истиранию характеризуется чаще всего числом циклов истирания до разрушения — образования дыр.…Технологические свойства тканей
Толщина ткани и прямо связанная с ней поверхностная плотность влияют на конструкцию изделия, на величину припусков, ширину и конструкцию швов,… От толщины материала зависит число полотен в настиле при раскрое. Чем толще… Растяжимость тканей в разных направлениях и повышенную растяжимость эластичных полотен необходимо учитывать при…Лекция 5
Ассортимент тканей
1. Общая характеристика ассортимента тканей.
2. Ассортимент хлопчатобумажных, шерстяных, шелковых, льняных.
Подкладочные материалы.
Прокладочные материалы.
1. АССОРТИМЕНТ ТКАНЕЙ По виду сырья весь ассортимент тканей делится на хлопчатобумажные, льняные, шерстяные и шелковые. К шелковым относятся…Клеевые материалы
Прокладочный воротничковый материалсо сплошным полиэтиленовым покрытием — это отбеленный и безусадочный миткаль с односторонним сплошным покрытием… Кромочная клеевая прокладочная ткань— хлопчатобумажная ткань (миткаль или… Прокладочный материал с жесткой пропиткой— хлопчатобумажная ткань (бязь), обработанная несминаемым аппретом,…ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ШВЕЙНОГО ИЗДЕЛИЯ
Анализ структуры и оценка свойств используемых материалов позволяют правильно решать вопросы конструирования одежды и подбора рациональных режимов… Выбор будет обоснованным и правильным в том случае, если основная (верхняя)… Производство одежды начинают с выбора материалов, необходимых для ее изготовления. Выбор основного (верхнего)…Качество и стандартизация материалов для одежды.
Чистка и хранение швейных материалов и изделий
План
1. Качество продукции.
2. Стандартизация продукции.
3. Сортность тканей. Пороки внешнего вида тканей.
4. Чистка швейных материалов и изделий.
5. Хранение швейных материалов и изделий.