Реклама на портале

К волокнам животного происхождения относятся ткани. Что такое волокна? Виды и происхождение. Свойства натуральных волокон

Основным веществом, составляющим натуральные волокна животного происхождения (шерсти и шелка), являются синтезируемые в природе животные белки - кератин и фиброин. Различие в молекулярной структуре названных белков определяет и различия в свойствах волокон шерсти и шелка. Этим, в частности, можно объяснить более высокую прочность шелка и его меньшую способность деформироваться при растяжении.

По сравнению с целлюлозой белки более устойчивы к действию слобоконцентрированных кислот. К действию щелочей белки малоустойчивы, что объясняет невысокие показатели механических свойств шерсти и шелка.

Светостойкость шелка выше, чем целлюлозных волокон, а шерсти ниже.

Устойчивость волокон животного происхождения к воздействию повышенных температур имеет тот же уровень, что и это свойство растительных волокон.

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

Натуральным шелком называют тонкие непрерывные нити, выделяемые железами гусениц шелкопрядов при завивке кокона перед окукливанием. Основное промышленное значение имеет шелк одомашненного тутового шелкопряда, гусениц которого выкармливают листьями тутового дерева (шелковицы).

Гусеница выдавливает через два шелкоотделительных протока две тонкие шелковины, состоящие из белкового соединения фиброина. На воздухе они застывают и склеиваются выделяемым гусеницей белковым клеем серицином в одну коконную нить. При рассмотрении коконной нити под микроскопом (рис. 5) четко видны две шелковины. Склеивающий их серицин распределяется по длине неравномерно и образует на отдельных участках застывшие наплывы и сгустки. В поперечном разрезе шелковины имеют овальную или треугольную форму с округленными гранями.

Коконную нить гусеница укладывает слоями, формируемыми из мелких петелек в виде восьмерок. В результате образуется кокон - плотная замкнутая склеенная серицином оболочка с четко выраженной мелкозернистой поверхностью, внутри которой гусеница превращается в куколку.

Коконы обрабатывают паром для умерщвления куколок и высушивают горячим воздухом. Сухой кокон, подлежащий хранению, должен быть гремящим. Размотка коконов производится на кокономо-тальных фабриках. Для размягчения коконы обрабатывают горячей водой при температуре 95-98 ° С, затем путем растряски коконов находят конец коконной нити, соединяют несколько нитей и разматывают коконы на кокономотальном станке. В результате получают шелк-сырец, состоящий из нескольких коконных нитей. Отходы, получаемые при сборе коконов в шелководческих хозяйствах и размотке коконов (верхние спутанные слои и внутренние оболочки, коконы с отверстиями и не поддающиеся размотке)

используются для выработки шелковой пряжи.

Линейная плотность коконной нити колеблется от 0,3 до 0,4текс. Поперечник одной шелковины в среднем 16мкм, а коконной нити -32 мкм. Шелк-сырец выпускается линейной плотностью 1,0 и 3,2текс.

Длина коконной нити - до 1500 м, а размотанной нити -600-900 м. Относительная (разрывная нагрузка коконной нити несколько меньше, чем хлопка, разрывное удлинение - в 2-2,5 раза больше. Доля упругой деформации в полном удлинении составляет 60%, поэтому ткани из натурального шелка мало сминаются.

Цвет отваренных коконных нитей слегка кремовый.

Натуральный шелк химически более стоек, чем шерсть. Разбавленные щелочи и кислоты, органические растворители на натуральный шелк не действуют. При кипячении в мыльно-содовых растворах серицин растворяется, а фиброин остается. При длительном действии воды и при повторных стирках на окрашенных волокнах возникает белесый налет, который портит внешний вид изделий. Некоторое оживление окраски и повышение блеска может быть достигнуто полосканием в разбавленном растворе уксусной кислоты.

Прочность натурального шелка в мокром состоянии снижается на 5-15%.

По светостойкости натуральный шелк уступает всем прочим натуральным волокнам. Горение волокна происходит аналогично горению шерсти.

Шелк достаточно прочное натуральное волокно. Обладает хорошими упругими и сорбционными свойствами, красивым матовым блеском. Используется для изготовления тонких платьевых тканей, атласов, декоративных и галстучных тканей, крученых изделий и высокопрочных технических тканей.

Б. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Идея создания химических волокон нашла свое воплощение в конце XIX в. благодаря развитию химии. Прототипом процесса получения химических волокон послужило образование нити шелкопрядом при завивке кокона.

Производство химических волокон интенсивно развивается во всем мире. Увеличивается их доля в общем объеме сырья для текстильной промышленности. При этом снижается доля искусственных волокон в общем мировом объеме производства химических волокон, и наоборот, растет производство синтетических волокон, в частности полиэфирных.

Промышленное производство химических волокон включает в себя пять этапов:

получение и предварительная обработка сырья;

приготовление прядильного раствора или расплава;

формование нитей;

текстильная переработка.

Основным исходным сырьем для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь.

При производстве химических волокон необходимо из твердого исходного полимера получить тонкие текстильные нити или волокна. Для этого исходный полимер переводится в жидкое или размягченное состояние. Расплав определенной вязкости или прядильный раствор нужной концентрации высокомолекулярного вещества (полимера) фильтруется, освобождается от пузырьков воздуха и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы машин, осуществляющие формование волокон. Струйки прядильных растворов или расплавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют элементарные нити.

Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна.

При формовании химические волокна получают в виде комплексных нитей, состоящих из нескольких элементарных, и в виде штапельных волокон - отрезков нити небольшой длины.

При производстве текстильных комплексных нитей в фильере может быть от 12 до 100 отверстий. Элементарные нити, сформованные из одной фильеры, соединяют, вытягивают и скручивают.

Отделка нитей включает в себя промывку, сушку, крутку и термическую обработку для фиксирования крутки. Некоторые нити подвергаются белению и крашению.

К операциям текстильной переработки относятся скручивание, фиксация крутки, перемотка и сортировка.

При производстве штапельных волокон в фильере может быть до 15000 отверстий. Элементарные нити, сформованные из одной фильеры, представляют собой жгут волокон. Жгуты соединяются в ленту, которая режется на пучки любой заданной длины. Резка производится обычно на текстильных предприятиях. Длина нарезанных пучков обусловлена нуждами производства и колеблется от 40 до 350мм. Выпускают штапельные вискозные, капроновые, лавсановые, нитроновые и другие волокна. Их перерабатывают в пряжу или изготовляют из них нетканые материалы. Штапельные волокна используют как в чистом виде, например при производстве вискозной пряжи, так и в смеси друг с другом или с натуральными волокнами. Названия штапельных волокон включают в себя наименование волокна, например штапельные капроновые волокна, штапельный лавсан. Если указано только слово «штапельные», подразумеваются вискозные волокна.

Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна

К искусственным относят волокна из целлюлозы и ее производных. Это вискозное, триацетатное, ацетатное волокна и их модификации.

Вискозное волокно 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, хорошей гигроскопичностью, светостойкостью. Однако при увлажнении эти волокна сильно набухают, что приводит к повышенной усадке изготовленных из них текстильных материалов, и теряют прочность.

Среди модификаций следует отметить следующие: высокопрочное вискозное волокно, вискозное высокомолекулярное волокно и полинозное волокно.

Высокопрочное вискозное волокно обладает наиболее равномерной структурой, что обеспечивает его прочность, устойчивость к истиранию и многократным изгибам.

Вискозное высокомолекулярное волокно является полноценным заменителем средневолокнистого хлопка. Это волокно более прочное, упругое и износостойкое, чем обычное вискозное волокно.

В чистом виде вискозное высокомолекулярное волокно используют для смешивания с хлопком и химическими волокнами. Оно придает тканям шелковистость, формоустойчивость, уменьшает их усадку и сминаемость.

Полинозное волокно - модифицированное вискозное волокно, являющееся полноценным заменителем тонковолокнистого хлопка при производстве сорочечных, бельевых, плащевых тканей, тонких трикотажных полотен и швейных ниток. Полинозное волокно превосходит обычное вискозное гёблокно по прочности, упругости, износостойкости, устойчивости к действию щелочей, но имеет более низкую гигроскопичность.

Под микроскопом видно, что поперечное сечение обычного вискозного волокна сильно изрезано. В продольном сечении глубокие бороздки, идущие вдоль цилиндрического волокна, выглядят как штрихи.

Вискозные волокна устойчивы к действию всех органических растворителей. При стирке необходимо учитывать, что в мокром состоянии вискозные волокна теряют около 50-60 % прочности. При высыхании прочность восстанавливается.

Горят волокна быстро, желтым племенем, образуют легкий сероватый пепел с характерным запахом жженой бумаги.

Из всех искусственных волокон вискозные имеют наибольшее применение при изготовлении тканей.

Триацетатные и ацетатные волокна называют ацетилцеллюлоз-ными. Они вырабатываются из хлопковой целлюлозы.

Под микроскопом поперечный срез ацетилцеллюлозных волокон менее изрезанный, чем вискозных, поэтому в продольном направлении они имеют меньше штрихов.

Ацетилцеллюлозные волокна обычно тоньше, мягче, легче вискозных и имеют больший блеск. По гигроскопичности, прочности, износостойкости ацетилцеллюлозные волокна уступают вискозным. В мокром состоянии волокна дают трудноустранимые замины, поэтому изделия из них при стирке не рекомендуется кипятить и выкручивать.

Гигроскопичность триацетатных волокон в 2,5 раза ниже, чем ацетатных.

Особенностью ацетатных волокон является их способность пропускать ультрафиолетовые лучи.

При горении ацетатного волокна на его конце образуется оплавленный бурый шарик и ощущается характерный запах уксуса.

Ацетилцеллюлозные волокна применяют для изготовления тканей и тонких трикотажных полотен. Высокая электризуемость, низкие гигроскопичность и воздухопроницаемость, невысокие механические свойства и способность повреждаться при стирке и химической чистке привели к снижению спроса на изделия из ацетатных и триацетатных волокон и сокращению их производства.

Синтетические волокна

Полиамидные волокна. Волокно капрон, применяющееся наиболее широко, получают из продуктов переработки каменного угля и нефти.

Под микроскопом полиамидные волокна представляют собой гладкие цилиндры с микроскопическими порами и трещинами. В поперечном сечении обычные волокна имеют круглую форму, профилированные волокна могут быть плоскими, трехгранными, многогранными или изрезанными.

Легкость, упругость, исключительно высокие прочность и износостойкость полиамидных волокон способствуют их широкому применению. Полиамидные волокна не разрушаются микроорганизмами и плесенью, не растворяются органическими растворителями, стойки к действию щелочей любой концентрации.

При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом, горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса капрона начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

К недостаткам капрона относится его низкая гигроскопичность и легкоплавкость.

Капрон выпускается в виде комплексных нитей, мононитей, штапельного волокна и широко применяется для изготовления тканей, трикотажа, швейных ниток, кружев, лент.

Шелон - структурно-модифицированное полиамидное легкое волокно, используемое при выработке шелковых блузочных и платьевых тканей.

Мегалон - модифицированное полиамидное волокно, близкое по гигроскопичности к хлопку, но превосходящее его по прочности и износостойкости в три раза.

Трилобал - профилированные полиамидные нити, имитирующие натуральный шелк.

Трехгранные профилированные полиамидные нити и нити плоского сечения придают изделиям мерцающий блеск.

Полиэфирные волокна. В общемировом производстве синтетических волокон полиэфирные волокна занимают первое место. Среди полиэфирных волокон хорошо известен лавсан. Исходным сырьем для получения лавсана служат продукты переработки нефти. Характерными свойствами лавсана являются легкость, упругость, прочность, морозостойкость, стойкость к гниению и плесени, устойчивость к действию моли.

По прочности и химической стойкости лавсан несколько уступает капрону, но превосходит его по термической стойкости.

Лавсан устойчив к стирке и химической чистке. Гигроскопичность лавсана в 10 раз ниже, чем капрона, поэтому в текстильном производстве штапельный лавсан применяют для смешивания с вискозными и натуральными волокнами. В чистом виде лавсан используется для изготовления швейных ниток, кружев, ворса ковров и искусственного меха.

Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Полиуретановые волокна. Полиуретан используют для формования нитей спандекс (ликры).

Волокна спандекс относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью. При разрывном удлинении 600-800% эластическое восстановление сразу после снятия нагрузки составляет 90%, а через 1 мин - 95%. По растяжимости и эластичности нити спандекс не уступают резиновым жилкам, а по устойчивости к истиранию превосходят их в 20 раз.

Нити спандекс обладают легкостью, мягкостью, хемостойкостью, устойчивостью к действию пота и плесени, хорошо окрашиваются, придают изделиям упругость, эластичность, формоустойчивость и несминаемость. К их недостаткам относятся низкие гигроскопичность и теплостойкость, невысокая прочность и светостойкость.

Применяются нити спандекс для изготовления эластичных лент, тканей и трикотажных спортивных, корсетных и медицинских изделий.

Полиуретановые волокна не меняют свойств в мокром состоянии, поэтому изделия из них рекомендуется стирать.

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна. Исходным сырьем для изготовления нитрона служат продукты переработки каменного угля, нефти, газа. Нитрон - наиболее мягкое, шелковистое и теплое синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам пре-

восходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность очень низкая. Нитрон отличается кислотостойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, к действию бактерий, плесени, моли, но разрушается щелочами.

Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Высокообъемные нитроновые нити применяют для изготовления шарфов, платков, верхних трикотажных изделий; штапельный нитрон смешивается с хлопком, шерстью, вискозными волокнами при производстве тканей.

Полнвинилхлоридные (ПВХ) волокна. Исходным сырьем для получения ПВХ волокон служат этилен и ацетилен.

Выпускаются суровые и окрашенные в массе поливинилхлоридные волокна. Различают высокоусадочные волокна шерстяного и хлопкового типа и малоусадочные. Высокоусадочные волокна в два раза прочнее малоусадочных.

Прочность волокон в мокром состоянии не изменяется, удлинение очень сильно увеличивается и составляет для высокоусадочных 35-50%, для малоусадочных 100-120%.

Волокна негигроскопичны, не набухают в воде, но имеют высокую паропроницаемость. Теплопроводность волокон в 1,3 раза ниже, чем у шерсти.

ПВХ волокна морозостойки, стойки к действию микроорганизмов и плесени, щелочей, спирта и бензина. При сушке в токе горячего воздуха волокна дают необратимую тепловую усадку. Рекомендуется стирка изделий в теплых растворах моющих средств без кипячения. Обработка на паровоздушном манекене, прессе и утюгом не допускается.

Волокна сильно электризуются, поэтому применяются для изготовления лечебного белья. ПВХ волокна широко используются для ворса искусственного меха и ковров, для изготовления трикотажа, рельефных шелковых тканей, нетканых утеплителей, негорючих обивочных, портьерных и драпировочных тканей.

Модифицированное поливинилхлоридное волокно называется хлорином. Хлорин - матовое и малоупругое синтетическое волокно, отличающееся высокой кислотостойкостью, не растворяется даже в царской водке, стойко к действию щелочей, окислителей.

Термостойкость хлорина ниже, чем ПВХ волокон. Гигроскопичность хлорина очень низкая, волокно сильно электризуется, накапливая на поверхности отрицательные заряды, поэтому хлорин также используется для лечебного белья.

Хлорин не горит. При внесении в пламя волокно сжимается, ощущается запах хлора. Добавление хлорина снижает горючесть текстильных материалов.

Применение хлорина аналогично применению ПВХ волокон. Используется хлорин также для спецодежды.

Поливинилспиртовые волокна. Эти волокна вырабатываются из поливинилового спирта. Одно из волокон этой группы - винол. Ви-нол - наиболее дешевое и гигроскопичное синтетическое волокно. По гигроскопичности винол приближается к хлопку, а по стойкости к истиранию в два раза его превосходит.

Винол стоек к действию мыльно-содовых растворов, но в мокром состоянии теряет прочность на 15-25%.

Применяется винол в чистом виде и в смеси с вискозными или натуральными волокнами для изготовления тканей бытового назначения

Полиолефиновые волокна. Это самые легкие синтетические волокна. К ним относятсяполиэтиленовые и полипропиленовые волокна.

Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти - пропилен и этилен. Из полипропилена вырабатывают мононити, комплексные нити, объемные извитые нити и штапельное волокно, из полиэтилена - мононити, комплексные нити, разрезные нити (типа ленточек). Полиолефиновые волокна негигроскопичны и легкоплавки: полиэтиленовые волокна плавятся при температуре 130- 135°С, полипропиленовые - при 170° С Обладая высокой прочностью, волокна устойчивы к действию микроорганизмов, моли, плесени и моющих средств. Полиэтиленовые волокна прочнее полипропиленовых и меньше растягиваются

Полиолефиновые волокна устойчивы к действию кислот, щелочей, окислителей, восстановителей. Изделия из полиолефиновых волокон рекомендуется чистить в водных растворах моющих средств.

Из полиолефиновых волокон вырабатываются прочные, нетонущие и негниющие канаты и материалы технического назначения. Используются они также для плащевых и декоративных тканей, основы и ворса ковров.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Кроме уже перечисленных существуют волокна из природных неорганических соединений. Они делятся на натуральные и химические.

К натуральным неорганическим волокнам относится асбест -тонковолокнистый силикатный минерал. Асбестовые волокна огнестойки (температура плавления асбеста достигает 1500° С), щелоче- и кислотоупорны, нетеплопроводны.

Элементарные волокна асбеста объединены в технические волокна, которые служат основой для нитей, используемых для технических целей и при выработке тканей для специальной одежды, способных выдерживать высокие температуры и открытый огонь.

Химические неорганические волокна подразделяют на стекловолокна (кремниевые) и металлосодержащие.

Кремниевые волокна, или стекловолокна, изготовляют из расплавленного стекла в виде элементарных волокон диаметром 3-100 мкм и очень большой длины. Кроме них изготовляют штапельное стекловолокно диаметром 0,1-20 мкм и длиной 10-500 мм. Стекловолокно негорюче, хемостойко, обладает электро-, тепло-, звукоизоляционными свойствами. Используется для изготовления лент, тканей, сеток, нетканых полотен, волокнистых холстов, ваты для технических нужд в различных отраслях хозяйства страны.

Металлические искусственные волокна вырабатывают в виде нитей путем постепенного вытягивания (волочения) металлической проволоки. Так получают медные, стальные, серебряные, золотые нити. Алюминиевые нити изготовляют, нарезая плоскую алюминиевую ленту (фольгу) на тонкие полоски. Металлическим нитям можно придать разные цвета нанесением на них цветных лаков. Для придания большей прочности металлическим нитям их обвивают нитями из шелка или хлопка. Когда нити покрывают тонкой защитной синтетической пленкой, прозрачной или цветной, получают комбинированные металлические нити - метлон, люрекс, алюнит.

Вырабатываются металлические нити следующих видов: округлая металлическая нить; плоская нить в виде ленточки - плющенка; крученая нить - мишура; плющенка, скрученная с шелковой или хлопчатобумажной нитью,- прядево.

Кроме металлических изготовляют металлизированные нити, которые представляют собой узкие ленточки из пленок с металлическим покрытием. В отличие от металлических металлизированные нити более упругие и легкоплавкие.

Металлические и металлизированные нити используют для выработки тканей и трикотажа для вечерних платьев, золотошвейных изделий, а также для декоративной отделки тканей, трикотажа и штучных изделий.

Лекция № 2

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

Хлопковые волокна - это волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Основным веществом (94-96%), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. Зрелое хлопковое волокно под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом.

В зависимости от длины волокон хлопок подразделяют на коротковолокнистый (20-27 мм), средневолокнистый (28-34 мм) и длинноволокнистый (35-50 мм). Чем длиннее хлопковое волокно, тем оно тоньше. Поэтому длинноволокнистый хлопок называют и тонковолокнистым; он лучше и дороже.

В процессе мерсеризации (обработки раствором едкого натра при одновременном растяжении волокна) хлопчатобумажные волокна приобретают мягкий блеск, усиливаются их прочность на разрыв и впитывающая способность. Мерсеризованный хлопок более прочный, лучше красится, слегка блестит и более прочный, чем обычный хлопок.

Хлопковое волокно имеет высокую гигроскопичность (8 -12%), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами. Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, т. е. быстро высыхает. Хлопковые волокна достаточно прочны, удлинение при разрыве составляет 7-9%. Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость. По светостойкости из натуральных волокон он уступает лубяным и шерстяным волокнам.

Отрицательными свойствами хлопкового волокна являются высокая сминаемость (из-за малой упругости), большая усадка.

Лубяные волокна получают из стеблей, листьев или оболочек плодов растений. Характерной особенностью лубяных волокон в отличие от других является то, что они представляют собой пучки волокон, соединенных пектиновыми веществами. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.

Льняные волокна получают из лубяного слоя стебля однолетнего травянистого растения льна. Под микроскопом волокно в продольном виде представляет собой цилиндр с коленообразными сдвигами и утолщениями. Стенки волокна толстые, концы острые, в центре волокна - узкий замкнутый канал. Поверхность волокна более ровная и гладкая, в результате чего льняные волокна блестят, а ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Цвет волокон - от светлого до темно-серого.

В составе волокна 80% целлюлозы и 20% примесей, в том числе лигнин - продукт одревеснения клетки, придающий льну повышенную жесткость. Прочность элементарных волокон в 3~5 раз превышает прочность хлопка, при этом прочность во влажном состоянии увеличивается. Льняное волокно уникально тем, что при высокой гигроскопичности (12%) оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу, а также имеет высокую теплопроводность, поэтому на ощупь волокна всегда прохладные.

Отрицательным свойством льняного волокна является его сильная сминаемость из-за низкой упругости. Волокна льна отбеливаются и окрашиваются, так как имеют более интенсивную природную окраску, толстые стенки и узкий замкнутый канал.

Конопля (пенька). Строение волокон пеньки аналогично льняным, но они более толстые и грубые. Основное применение волокон - изготовление канатов, технических тканей, и только недавно они стали использоваться дизайнерами для изготовления одежды. Волокна конопли - желто-коричневые или коричневые; их трудно отбеливать, но они могут быть выкрашены в яркие или темные цвета. Лучшее конопляное волокно для текстильной промышленности производится в Италии. Внешне и на ощупь конопляный материал очень похож на лен. Конопля отталкивает воду лучше, чем любая другая ткань. Обладает низкими эластичными свойствами - легко сминается.

Рами (китайская крапива). Одно из наиболее модных растительных волокон последних лет. Волокно рами - наиболее тонкое и длинное из всех лубяных, оно отличается высокими сорбционными свойствами. Волокно белого цвета, очень блестящее, похожее на шелк. По износостойкости рами в 2 раза лучше льна и в 5 раз лучше хлопка. Хорошо красится, при этом не теряет свой великолепный шелковистый блеск. Прекрасно впитывает влагу и быстро сохнет. Рами используют в чистом виде и в сме- сках с хлопком, шерстью, шелком для изготовления одежных и бельевых тканей. Это недорогое, но очень практичное и красивое натуральное волокно. Недостатки: несколько грубее льна, плохие эластичные свойства, а также возможность аллергических реакций в виде зуда и жжения при контакте с кожей.

Джут - волокно, получаемое из теплолюбивой и влаголюбивой культуры семейства липовых. Комплексное волокно джута более тонкое, чем пенька. Основное применение джута - упаковочные ткани и мешки. Однако в последнее время предлагается использовать волокно джута для изготовления портьерных, обивочных и даже бельевых тканей. Особый интерес представляет возможность использования джута для выработки джинсовых тканей. Разработаны смески джута с шерстью, льном, вискозным волокном и даже шелком.

Кенаф - волокно из стеблей однолетнего травянистого растения кенафа, отличается высокой гигроскопичностью и прочностью, из него изготовляют мешковину, брезент, шпагат, веревки и др. Богатство волокнистых пучков растения смолистыми веществами придает изделиям из кенафа чрезвычайно важное свойство - быть непроницаемыми для влаги, что является незаменимым для тары для сахара.

Абака - жесткое лубяное волокно, извлекаемое из листьев многолетнего тропического растения абаки (текстильный банан, или манильская пенька). Применяется для производства тросов, морских канатов (волокно стойко к соленой воде), рыболовецких сетей, ковровых покрытий.

Сизаль (агава) - жесткое, грубое, блестящее волокно желтоватого цвета, получаемое из свежих листьев растения агавы. По прочности сизаль уступает абаке и характеризуется большей ломкостью, чем пенька. Идет на изготовление канатов, технических тканей, ковровых изделий.

Бамбуковое волокно -волокно, появившееся на российском рынке совсем недавно. Оно обладает высокой прочностью, блеском, мягче хлопка и по ощущениям напоминает шелк. Ткань, производимая из бамбуковых волокон, не вызывает раздражения, обладает натуральными антимикробными и дезодорирующими свойствами, содержит антимикробный компонент bamboo kun, предотвращающий размножение бактерий. Белье из бамбукового волокна очень комфортно благодаря необыкновенно пористой структуре. Влага с поверхности кожи мгновенно поглощается тканью и испаряется. Это свойство у бамбука выражено даже в большей степени, чем у хлопкового волокна, славящегося высокой степенью впитываемости.

Существуют два способа производства волокна из бамбука. Механическая обработка (такая же, как при обработке льна и конопли). Раздробленный бамбук обрабатывается биологическими ферментами (энзимами) с целью превратить бамбук в мякоть, из которой вычесываются отдельные волокна. Это дорогостоящий метод, но экологически чистый. Вторым способом - химической обработкой - производят бамбуковые искусственные волокна. Этот метод не является экологически чистым, но он наиболее часто используется в связи с минимальными временными затратами. Однако в пряже не остается токсичных остатков, так как они легко вымываются.

Кокосовые волокна вытягивают из наружного покрытия кокосового ореха. Эти волокна достаточно грубые, жесткие, имеют натуральный коричневый цвет. Используют кокосовые волокна в различных изделиях для придания им повышенной жесткости и износостойкости: в мебельной, автомобильной, обувной промышленности; как настилочный, фильтрационный и изоляционный материал. Кокосовое волокно - лидер в производстве каркасов и ортопедических беспружинных матрацев.

Сегодня я расскажу о волокнах разных типов и их особенностях.

Шерсть

Мохер

Альпака

Кашемир

Верблюжья шерсть

Ангора

Прочиеволокна

животного

происхождения

Шелк

Хлопок

Лен

Рами

Сизаль, пенька, джут, рафия

Синтетические волокна

Нейлон Акрил Полиэфир Полипропилен

Искусственные волокна

Металлизированные нити

Эластичные нити

Замена пряжи

Волокна

Существуют два основных типа волокон: натуральные и синтетические. Натураль-ные волокна разделяются на волокна животного происхождения на основе протеинов - шерсть, мохер, альпака, ка-шемир, викунья, верблюжья шерсть, ан-гора и шелк - и волокна растительного происхождения на основе целлюлозы -хлопок, лен, рами, сизаль, пенька и джут. Все волокна животного происхож-дения могут быть испорчены молью, чьи личинки питаются протеинами волокон. Синтетические волокна были изобрете-ны после Второй мировой войны и про-изводились из разных минеральных ис-точников. Единственным исключением является вискоза, которая появилась на-много раньше; вискозу производят из отходов переработки древесины и хлоп-кового волокна. Вискоза находится меж-ду натуральными и синтетическими во-локнами, т. к. она вырабатывается ис-кусственным путем, но из природного материала целлюлозы.

Волокна животного происхождения

Шерсть

В группе натуральных волокон основным видом по объему использования, безус-ловно, является шерсть - она настолько популярна, что некоторые вязальщицы любую пряжу называют шерстью, неза-висимо от того, из каких волокон эта пря-жа состоит. Пряжа из шерсти овец теп-лая, эластичная, прочная и очень хоро-шо окрашивается. Шерсть обладает пре-восходными теплоизолирующими свой-ствами - в шерстяной одежде тепло зи-мой и не жарко летом, - вот почему одежда бедуинов, живущих в пустыне, шьется, как правило, из шерстяных тка-ней. Волокна шерсти завиваются от при-роды, создавая зоны неподвижного воз-духа, которые и формируют изоляцион-ный барьер, препятствующий свалива-нию волокон. Шерсть может впитывать воду до одной трети собственного веса, прежде чем стать влажной на ощупь. Способность шерсти медленно погло-щать и выделять из себя влагу усилива-ет ее изоляционные свойства, а также облегчает процесс окрашивания. Кроме того, шерстяные волокна могут неоднок-ратно сгибаться, не ломаясь, и пружи-нисто возвращаться к своему первона-чальному состоянию, потому шерстяные ткани не только очень ноские, но и по-чти не мнутся.

Поверхность шерстяного волокна " покрыта тонкими чешуйками, наложен-ными внахлест, подобно черепице накрыше. Под воздействием горячего воз-духа, влаги или трения чешуйки соеди-няются, вызывая сваливание и, наконец, сжатие.

Различается шерсть и в зависимости от породы и типа овец. Шерсть ягненка, полученная от первой стрижки, очень теплая и мягкая. Шетлендская шерсть прядется из шерсти овец с Шетлендских островов; шерсть с этих овец не состри-гается, а счесывается в течение всего года. Название применительно к сво-бодно скрученной двухпрядной шерстя-ной пряже, часто используемой в жак-кардовом вязании. Мериносовая шерсть производится из очень длинной и мяг-кой шерсти мериносовых овец. Шерсть Ботани - тонкая пряжа из шерсти авст-ралийских мериносовых овец; как и шетлендская шерсть, ботани стало об-щим названием очень тонкой и мягкой шерстяной пряжи. Исландская шерсть -пушистая шерсть средней толщины, обычно использующаяся при вязании традиционных исландских круговых свитеров.

Мохер

Мохер - очень тонкое и теплое волокно из шерсти ангорской козы. Когда-то эти козы жили только в регионе Турции Ан-кара (раньше Ангора), а в наши дни крупнейшим производителем мохера является Техас. Детский мохер произво-дится из шерсти козлят, которая мягче и тоньше шерсти взрослых коз. Мохер об-ладает многими свойствами овечьей шерсти, такими как теплоизоляция, лег-кость в окрашивании и простой уход, но несколько менее эластичен. Чтобы пря-жа не распадалась на отдельные волос-ки, обычно мохер смешивается с шер-стяной или нейлоновой нитью.

Альпака

Пряжа альпака производится из шерсти ламы альпака - одного из представите-лей семейства верблюжьих, обитающих в Южной Америке. Волокна альпака длинные и блестящие, а пряжа из этих волокон теплая и мягкая. Поскольку на-туральный цвет шерсти варьируется от бежевого до коричневого, то перед ок-рашиванием пряжу альпака предвари-тельно обесцвечивают. Пряжа альпака считается самой тонкой.

Кашемир

Кашемировая пряжа стала синонимом роскоши. Волокна кашемира не сострига-ются, а целый год счесываются с подбрю-шья кашмирских коз, обитающих в горах Китая и Тибета. Пряжа из этих волокон необычайно мягкая, эластичная и очень

восприимчивая кокрашиванию. Кашеми-ровая пряжа очень дорогая, а волокна не-сколько менее прочные по сравнению с овечьей шерстью, поэтому часто ее сме-шивают с другими волокнами, в частно-сти с волокнами овечьей шерсти.

Верблюжья шерсть

Пряжа из шерсти двугорбого верблюда. Шерсть не состригают, а собирают отпав-шую. Верблюжья шерсть прочная и теп-лая и потому используется для произ-водства одежды. Шерсть верблюда пло-хо поддается окрашиванию и потому обычно бывает натурального цвета.

Ангора

Шерсть ангорского кролика необыкно-венно мягкая, пушистая и теплая. Про-изводить пряжу из короткой ангорской шерсти чрезвычайно трудно, поэтому ее очень часто комбинируют с другими во-локнами. Высококачественную шерсть ангорского кролика не состригают, а сче-сывают с животного, чтобы не потерять ни одной шерстинки. С одного живот-ного можно получить немного шерсти, потому ангорская пряжа дорогая.

Прочие волокна животного происхождения

Из тонкой шерсти мускусного быка, оби-тающего на Аляске, производят кивиут, очень теплую и деликатную пряжу. Лама викунья, родственница альпаки, тоже имеет теплую и мягкую шерсть, не-смотря на то, что викунья практически исчезла, а ее шерсть очень дефицитна. Шерсть яка, норки, шиншиллы, север-ного оленя и бобра тоже используется для изготовления пряжи. Особо увле-ченные вязальщики прядут пряжу даже из собачьей шерсти.

Шелк

Шелк причисляют к группе волокон жи-вотного происхождения, т. к. он имеет белковую структуру. Из 2 прядильных желез, расположенных в передней час-ти головы тутового шелкопряда, выде-ляется белковая жидкость, которая при соприкосновении с воздухом отверде-вает, превращаясь в нитевидное волок-но, из которого гусеница строит вокруг себя кокон. Длина 1 волокна достигает 1 500 м. После того как гусеница свила кокон, его разматывают, гусеница при этом погибает. Дикие шелкопряды вы-рабатывают довольно грубые волокна, в отличие от одомашненных, которые питаются исключительно листьями шел-ковицы и производят тончайшие, очень гладкие волокна.

Шелк обладает превосходными теп-лоизолирующими свойствами, блестит, хорошо окрашивается, но склонен к выцветанию. Шелковая нить очень проч-ная, но не эластичная, поэтому вязаные шелковые изделия немного вытягивают-ся при носке.

Волокна растительного происхождения

Хлопок

Волокно хлопка - одно из самых изве-стных и распространенных с древности текстильных волокон. Хлопок выращи-вается в теплом климате по всему миру. Существует много видов хлопка, самый

тонкий и мягкий - египетский, примор-ский и хлопок «пима». Все виды хлоп-ка обладают антиаллергенными свой-ствами. Хлопок быстро впитывает влагу и так же быстро высыхает, что придает изделиям охлаждающий эф-фект. Из-за того что в мокром состоя-нии хлопок гораздо прочнее, чем в су-хом, его легко стирать, не прибегая к специальным средствам, столь необхо-димым в уходе за волокнами животно-го происхождения. Однако хлопок не так эластичен, как шерсть, потому скло-нен к вытягиванию.

В процессе мерсеризации (от имени изобретателя Джона Мерсера) хлопок обрабатывается щелочью и затем растя-гивается, что делает его мягче, прочнее, более блестящим и менее подвержен-ным усадке. Французский мерсеризо-ванный хлопок называется «филь-де-кос», т. е. «шотландская нить», т. к. Мерсер был шотландцем. В продаже имеется также не мерсеризованная хлопковая пряжа (кабле) - матовая, по фактуре напоминающая шнурок, эта пряжа бывает любой толщины и свобод-но смотана в клубок, но чаще намотана на стержень. Эта пряжа мягче мерсери-зованной, но меньше изнашивается.

Некоторые хлопковые пряжи смеши-ваются с небольшим количеством син-тетических волокон, что увеличивает эластичность и уменьшает толщину нити. Также хлопок часто смешивают с шер-стью для получения более мягкой теп-лой пряжи.

Лен

Существуют свидетельства, что еще в VIIIв. до н. э. люди пряли льняную пря-жу. Льняное волокно получают из стеб-лей льна. Растения замачивают, затем от-деляют наружную оболочку стебля, что-бы извлечь внутренние волокна, в ре-зультате прядения которых получается блестящая и прочная пряжа. Лен очень устойчив к стирке, а льняная одежда очень удобна в жару, т. к. быстро погло-щает испаряемую телом влагу. Льняная пряжа недостаточно упруга и быстро мнется, хотя в вязаном полотне это не так заметно.

Пряжа из чистого льна используется для вязания редко, т. к. она достаточно жесткая. Для смягчения ее часто смеши-вают с хлопком или другими волокна-ми. Льняные волокна тяжелые, потому из них прядут очень тонкую пряжу.

Рами

Волокна рами напоминают льняные и издавна используются на Востоке, осо-бенно в Китае и Японии. Сравнительнонедавно волокно рами стало применять-ся в других странах мира. Оно прочное, блестящее и устойчивое к стирке, но не-сколько жесткое и не очень упругое

Сизаль, пенька, джут, рафия

Пенька - волокно, получаемое из стебля конопли; джут - натуральное волок-но из стебля джута; сизаль - волокно из листьев агавы. Эти волокна грубее и тяжелее волокон льна или рами и обыч-но применяются для канатно-веревочных изделий и мешковины. Рафия - вид соломы, обычно используется для пле-тения корзин и шляп. Пряжа из синте-тической рафии, произведенной из ис-кусственных волокон, похожа на уже пе-речисленные виды пряж и продается в виде небольших мотков ярких цветов. Пряжи, будучи очень жесткими, могут оказаться слишком грубыми для рук вя-зальщицы; предотвратить натирание кожи поможет пара хлопковых перча-ток.

Синтетические волокна

Спад в торговле и дефицит, вызванные Второй мировой войной, подтолкнули к огромному увеличению производства волокон из угля и нефтепродуктов. Первым появился нейлон, разработан-ный предприятием DuPontв 1938 г., позже - множество других синтетичес-ких волокон, в особенности акриловых и полиэфирных. Все синтетические пря-жи производятся в виде непрерывных нитей, но для ручного вязания они сма-тываются из отрезков по длине штапеля в пасмо и клубки.

Синтетические пряжи всегда пользовались неоднозначной репута-цией среди вязальщиц. Их ценят, пото-му что многие из них можно стирать и сушить в машине, они не вытягиваются и сравнительно недороги. С другой сто-роны, синтетические волокна могут доставлять неудобства из-за низкой впитываемости влаги, изделия из син-тетической пряжи склонны к скатыва-нию, а сильные загрязнения практичес-ки не поддаются чистке. Тем не менее синтетические пряжи постоянно усовер-шенствуются и становятся более попу-лярными за счет повышения качества.

Нейлон

Нейлон (полиамид)- оригинальное тор-говое название полиамидного волокна. Нейлон - очень прочное текстильное волокно, износоустойчивое, легкое и эластичное. Полиамидные волокна мо-гут быть извитыми по текстуре, другие проходят обработку для создания эластичной пряжи. Однако все они чувстви-тельны к нагреванию, поэтому глажка полиамидных изделий требует предельной осторожности. Еще один недостатокпряж с высоким содержанием нейлона, как и всех синтетических пряж - электризуемость. Очень часто нейлондобавляется к другим волокнам для уси-ления. прочности натуральных нитей.

Акрил

Группа акриловых синтетических воло-кон была создана с целью получения мягкости и объемности, которых недо-стает полиамидным. Акрил по своим свойствам очень похож на натуральную шерсть, однако не обладает ее изоляци-онными свойствами. Как и нейлон, ак-рил часто смешивают с натуральными волокнами. Отпаривать изделия из ак-рила нужно с особой осторожностью.

Полиэфир

Полиэфирные волокна обычно встреча-ются в комбинации с другими волокна-ми. Волокна этой группы отличаются замечательной несминаемостью, даже будучи мокрыми, что позволяет отлич-но удерживать форму. При смешивании с другими волокнами полиэфирные во-локна придают пряже эластичность и формоустойчивость.

Полипропилен

Одно из новейших синтетических воло-кон, также производимых на нефтяной основе, - полипропилен. Волокно об-ладает хорошими изоляционными свой-ствами, а его производство очень эко-номичное и легкое. Пряжа из полипро-пилена близка к шерстяной и обладает меньшей электризуемостью по сравне-нию с другими синтетическими волок-нами.

Искусственные волокна

Искусственные волокна не являются син-тетическими, несмотря на свое «искусст-венное» происхождение. В 1910 г. было создано первое искусственное волокно широкого применения. Их выпускают в виде мононитей или штапеля из перера-ботанных натуральных волокон - хлоп-ковой целлюлозы и вторичного сырья шерсти. На рынке представлено 2 вида искусственных волокон: вискоза и медноаммиачное волокно (бемберг, купри-филь). Их свойства одинаковы, несмот-ря на различия в химическом составе и технике производства.

Искусственные волокна более блес-тящие и мягче хлопка, часто окрашены в яркие цвета. Пряжи из этих волокон неэластичные, поэтому резинки, связан-ные из 100% искусственной пряжи, не будут держать форму, а вязаные изде-лия могут растянуться. На рынке пред-ставлены ленточные пряжи из искусст-венных волокон самых разных цветов, а также смесовые пряжи искусственных волокон и хлопка.

Металлизированные нити

Существует 2 типа металлизированных нитей. Первый - нить из очень тонкой металлической фольги, покрытая плас-тиковой пленкой и нарезанная на узкие полосы, второй - металлизированные нитмилар - имеют форму полиэфирно-го волокна, обработанного распылен-ным металлом. Металлическая фольга или пленка могут быть окрашены в са-мые разные цвета. Современные метал-лизированные часто смешивают с дру-гими волокнами для придания прочно-сти. Некоторые металлизированные пря-жи достаточно жесткие и могут поцара-пать кожу, хотя в последнее время их качество улучшилось.

Эластичные нити

Эластичные нити используют в сочета-нии с другой пряжей. Их можно ввести в работу во время вязания или же обвя-зать ими готовое изделие.

Замена пряжи

Иногда в распоряжении вязальщицы не оказывается пряжи, указанной в инструк-ции или же задуманной самой вязаль-щицей, тогда приходится искать замену. Но заменить одну текстуру на другую очень сложно. Единственный способ правильной замены пряжи - связать об-разец и сравнить плотность полученного полотна с плотностью полотна из пряжи, указанной в инструкции.

Основным веществом, составляющим натуральные волокна животного происхождения (шерсти и шелка), являются синтезируемые в природе жи­вотные фибриллярные белки –кератин и фиброин, отдельные звенья мак­ромолекул которых состоят из наборов остатков различных-аминокислот, имеющих общую формулу

N Н 2 –СН–СООН

Они отличаются друг от друга химическим составом радикала R.

Физико-химические свойства кератина и фиброина, т.е. волокон шерсти и шелка, в большой мере зависят от химического состава радикалов составляющих их -аминокислот.

Имея кислотные –СООН – и основные –NН 2 – группы, кератин и фиброин обладают амфотерными свойствами, т.е. могут реагировать как кислоты и основания, причем в молекулах фиброина кислотных групп больше, чем в кератине. Этим объясняется их одинаковое сродство к основным, нейтральным и кислотным красителям.

По сравнению с целлюлозой белки устойчивы к действию слабых минеральных кислот и органических средней концентрации. При нормальной температуре (порядка 20°)минеральные кислоты средней концентрации ухудшают их свойства только при длительном воздействии. С повышением температуры и концентрации кислот разрушение происходит более интенсивно. В концентрированных растворах кислот и кератин, и фиброин быстро разрушаются.

К действию щелочей белки мало устойчивы. Даже слабые растворы приводят к набуханию кератина и фиброина и к значительным структурным изменениям последних. При этом накрашиваемость шерсти и шелка улучшается, а механические свойства ухудшаются. При нагреве даже слабые растворы щелочей легко разрушают кератин и фиброин. Концентрированные растворы щелочей легко разрушают фиброин даже при нормальной температуре. Поэтому при отделке полотен из шерсти и шелка применяют только нейтральные моющие средства; кроме того, режимы процессов должны строго контролироваться.

При воздействии света активизируется процесс окисления кератина и фиброина кислородом воздуха так же, как и в целлюлозе. Светостойкость кератина выше, чем целлюлозы, а фиброина ниже. При нагревании интенсивное ухудшение свойств начинается при температуре выше 170°С.

Кератин и фиброин обладают значительно лучшими сорбционными свойствами, чем целлюлоза. Этому способствует наличие в макромолекулах белков боковых цепей.

Шерстяное волокно

Шерсть –это волокно волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др.

Промышленность в основном перерабатывает овечью натуральную шерсть. В смеси с ней в небольшом количестве используют восстановленную шерсть, получаемую путем разработки шерстяного тряпья и лоскута, а также заводскую, снимаемую со шкур убитых животных при производстве кож. Овечья натуральная шерсть составляет до 98 %общего количества. Остальное приходится на долю верблюжьей и козьей шерсти, козьего пуха и др. Волокна шерсти состоят из трех или двух слоев в зависимости от их вида: чешуйчатого1 , коркового2 и сердцевинного3 (рис. 6,а, б ). Чешуйчатый слой шерсти состоит из тонких роговидных пластинок различных размеров и формы. Он защищает корковый слой от вредных химических и физических воздействий, в значительной степени обеспечивает валкоспособность и блеск шерсти.

Рис. 6. Строение волокон шерсти:

а) ости; б) пуха; в) продольный вид и поперечный срез: 1 – пуха;

2 – переходного волоса; 3 – ости; 4 – мертвого волоса

Корковый слой шерсти состоит из веретенообразных клеток и определяет основные свойства волокна – его прочность, растяжимость, упругость, гибкость, мягкость. В клетках коркового слоя содержится пигмент, от которого зависит естественная окраска волокна.

Сердцевинный слой шерсти состоит из рыхлых клеток и промежутков, заполненных воздухом. Размеры сердцевинного слоя в зависимости от типа шерстяных волокон могут быть различными. Этот слой уменьшает теплопроводность, снижает прочность, гибкость, извитость и другие свойства.

Волокна овечьей шерсти подразделяют на пух, ость, переход­ный и мертвый волос (рис. 6, в ).

Пух –наиболее тонкое извитое волокно, поперечник которого составляет 14–30мкм, а поперечное сечение имеет близкую к круглой форму (рис. 6,б ).

Снаружи волокно покрыто кольцеобразными чешуйками 1 с неровными краями, а внутри заполнено корковым слоем2 . Последний состоит из веретенообразных клеток фибриллярной структуры длиной 80–90мкм и поперечником 4–6мкм. Клетки расположены вдоль оси волокон и склеены межклеточным веществом, которое при химических воздействиях на шерстяное волокно распадается раньше, чем кератин веретенообразных клеток.

Ость значительно толще и грубее пуха, почти не имеет извитости, поперечник составляет 40–60мкм. Помимо пластинчатых чешуек1 , покрывающих ость снаружи, и коркового слоя2 здесь имеется еще по всей длине сердцевинный слой3 , который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха (рис.6,а ). Сердцевинный слой, не повышая прочности, способствует лишь повышению толщины волокна, т.е. ухудшению его качества, увеличивая жесткость волос.

Переходный волос занимает по толщине промежуточное положение между пухом и остью и имеет прерывистый сердцевинный слой.

Мертвый волос –наиболее грубое неизвитое волокно с поперечником80мкм и больше. Волокно это покрыто крупными пластинчатыми чешуйками и имеет узкое кольцо коркового слоя и очень большую сердцевину (до 90 % диаметра волокна). 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 меньше мертвого волоса, тем лучше ее качество. В зависимости от толщины волокон и однородности шерсть делится на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая шерсть состоит только из пуховых волокон, равномерных по толщине, длине, извитых, с поперечным размером 14–25мкм.

Полутонкая и полугрубая шерсть состоит из переходных и пуховых волокон. Средний поперечный размер полутонкой шерсти 25-31мкм, полугрубой 31–40мкм. Длина полутонкой и полугрубой шерсти несколько больше, чем тонкой шерсти.

Неоднородность шерсти состоит из смеси пуха, переходного волоса, ости и мертвого волоса, она неоднородна по длине и толщине. В зависимости от средней толщины эту шерсть делят на полугрубую и грубую. Средний поперечный размер неоднородной полугрубой шерсти 24–38мкм, а грубой 38,1–45мкм и выше.

Основные свойства шерсти определяются свойствами кератина. Шерстяное волокно обладает высокой гигроскопичностью (38-40%), небольшой прочностью (относительная разрывная нагрузка 10-14сН/текс), но материалы из шерсти хорошо формуются обеспечивают сохранение первоначальной формы. При горении шерсти в пламени волокна спекаются, образуя черные шарики, при этом ощущается запах жженого рога или пера.

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.

Шерстяные волокна имеют волнообразную извитость, характеризующуюся числом витков на 1 см и формой извитости. Тонкая шерсть имеет 4–12 и более извитков на 1 см длины, грубая шерсть извита мало. Благодаря природной извитости шерсть хорошо скручивается в пряжу, которая используется для производства тканей, трикотажных и нетканых материалов.

Шерсть обладает малой теплопроводностью, то есть хорошими теплозащитными свойствами, что делает ее незаменимой при выработке пальтовых, костюмно-плательных тканей и трикотажных изделий зимнего ассортимента.

Шелком называют тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкоотделительными железами шелковичного червя (шелкопряда) и наматываемые им на кокон.

Текстильные предприятия получают шелк–сырец с заводов первичной обработки коконов, где осуществляются следующие процессы: замаривание коконов паром или горячей водой с целью умерщвления куколки шелкопряда, имеющейся в коконе; запаривание коконов, т.е. обработка их горячей водой с целью растворения серицина; разматывание коконов, где коконные нити с 3–9коконов одновременно сматываются на мотовило. Получаемую нить называют шелком–сырцом.

Коконная нить (рис. 7) представляет собой две элементарные нити (шелковины), склеенные серицином –природным клеящим веществом, вырабатываемым шелкопрядом. В поперечном сечении элементарная нить имеет овальную форму, толщина ее на всем протяжении (500-900мм) неравномерна, имеет поперечник, равный 15–17мкм.

Основные физико-механические свойства шелка определяются фиброином и поэтому подобны свойствам шерстяных волокон. Нити обладают: упругостью, гигроскопичностью, красивым матовым блеском. Материалы из натурального шелка имеют значительную усадку. В отличие от шерсти шелк более прочен (27–32 сН/текс), но менее устойчив к действию света. Особенно чувствителен щелк 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, шарфов), швейных, вышивальных ниток .

Основу всех материалов, тканей и трикотажных полотен 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 относят 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, модал, штапель. Эти ткани прекрасно пропускают воздух, очень долго остаются сухими и приятны на ощупь. Сегодня все эти ткани активно используются производителями текстильной промышленности, 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.

Натуральные волокна растительного происхождения

Хлопок(Cotton) - 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.

К хлопчатобумажным тканям относятся ситец, бязь, сатин, поплин, тафта, толстая байка, тонкий батист и шифон, джинсовое полотно.

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.

Изделия изо льна очень прочные, долго не изнашиваются, хорошо впитывают влагу и при этом быстро сохнут. Но при носке очень быстро мнутся.. Чтобы уменьшить «помятость» к льняной нити добавляют полиэстер. Или смешивают лен, хлопок, вискозу и шерсть.

Льняные ткани выпускаются суровыми, полубелыми, белыми и крашеными.

Натуральные волокна животного происхождения

Шерсть(wool) - 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 производстве одежды 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 используется при изготовлении тканей и, кроме этого, широко используется при выработке швейных ниток. Шелковые ткани легкие и прочные. Крепость шелковой нити равна крепости стальной проволоки того же диаметра. Шелковые ткани создают, скручивая нити различным образом. Так получаются крепы, атлас, газ, фай, чесуча, бархат. Они хорошо впитывают влагу (равную половине собственного веса) и очень быстро сохнут.

Химические волокна

Производство химических волокон и нитей включает в себя несколько основных этапов:

  • получение сырья и его предварительную обработку;
  • приготовление прядильного раствора и расплава;
  • формование нитей и волокон;
  • их отделку и текстильную переработку.

При производстве искусственных и некоторых видов синтетических волокон (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых и поливинилхлоридных) применяют прядильный раствор, при производстве полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых и стеклянных волокон – прядильный расплав.

При формовании нитей прядильный раствор или расплав равномерно подается и продавливается через фильеры – мельчайшие отверстия в рабочих органах прядильных машин.

Струйки, вытекающие из фильер, затвердевают, образуя нити, которые затем наматываются на приемные устройства. При получении нити из расплава их затвердевание происходит в камерах, где они охлаждаются потоком инертного газа или воздуха. При получении нитей из растворов их затвердевание может происходить в сухой среде в потоке горячего воздуха (этот способ формования называется сухим), или в мокрой среде в осадительной ванне (такой способ называется мокрым). Фильеры могут быть различной формы (круглые, квадратные, в виде треугольников) и размеров. При производстве волокон в фильере может быть до 40 000 отверстий, а при получении комплексных нитей – от 12 до 50 отверстий.

Сформованные из одной фильеры нити соединяются в комплексные и подвергаются вытягиванию и термообработке. В результате этого нити становятся более прочными благодаря лучшей ориентации их макромолекул вдоль оси, но менее растяжимыми вследствие большей распрямленности их макромолекул. Поэтому после вытягивания нити подвергаются термофиксации, где молекулы приобретают более изогнутую форму при сохранении их ориентации.

Отделка нитей проводится с целью удаления с их поверхности посторонних примесей и загрязнений и придания им некоторых свойств (белизны, мягкости, шелковистости, снятия электризуемости).

После отделки нити перематываются в паковки и сортируются.

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.

Вискоза пользуется популярностью во всем мире среди ведущих модельеров и покупателей из-за своего шелковистого блеска, возможности окрашивания в яркие тона, мягкости и высокой гигроскопичности (35-40%), ощущении прохлады в жару.

Волокно Модал(Modal) – это модернизированное 100% вискозное прядильное волокно, удовлетворяющее всем экологическим требованиям, производится исключительно без применения хлора, не содержит вредных примесей. Разрывная прочность его выше, чем у вискозы, а по гигроскопичности он превосходит хлопок (почти в 1,5 раза) - качества, столь необходимые для тканей для постельного белья. Модал и ткани с Модалом остаются мягкими и эластичными даже после многократных стирок. Это происходит благодаря тому, что гладкая поверхность Модала не позволяет примесям (извести или моющему средству) оставаться на ткани, делая ее жесткой на ощупь. Изделия с Модалом не требуют применения при стирке смягчителей и сохраняют свои певоначальные цвета и мягкость, давая ощущение «кожа к коже» даже после многочисленных стирок.

Бамбуковое волокно(Bamboo) - регенерированное целлюлозное волокно, изготовленное из мякоти бамбука. Тонкостью и белизной напоминает вискозу, обладает высокой прочностью. Бамбуковое волокно устраняет запахи, останавливает рост бактерий и убивает их. Выделено антибактериальное вещество бамбука («бамбу бан»). Способность бамбукового волокна останавливать рост и убивать бактерии сохраняется даже после пятидесяти стирок.

Существуют два способа производства бамбукового волокна из бамбука, каждому из которых предшествует измельчение бамбука.

Химическая обработка - гидролиз-подщелачивание: Едкий натр (NaOH) преобразует мякоть бамбука в регенерированное целлюлозное волокно (размягчает её). Сероуглерод (CS2) используется для гидролиза-подщелачивания, комбинированного с многофазным отбеливанием. Этот метод не является экологически чистым, но используется наиболее часто благодаря скорости выработки волокна. Токсичные остатки процесса вымываются из пряжи в ходе последующей обработки.

Механическая обработка (такая же, как при обработке льна и конопли): Мякоть бамбука размягчается ферментами, после чего из нее вычёсываются отдельные волокна. Это дорогостоящий метод, но экологически чистый.

Волокно Лиоце́лл (Lyocell) - это целлюлозные волокна. Впервые изготовлены в 1988 году компанией Courtaulds Fibres UK на опытном заводе S25. Лиоцелл выпускается под различными коммерческими названиями: Tencel® (Тенцель) - компания Lenzing, Орцел® - ВНИИПВ (Россия, г. Мытищи).

Получение волокна лиоцелл основано на процессе прямого растворения целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде.

Ткани с волокнами Лиоцелл используются при изготовлении различной одежды, чехлов для матрасов и подушек, постельного белья.

Ткани из лиоцелла имеют ряд преимуществ: они приятные на ощупь, прочные, гигиеничные и экологически чистые, более эластичные и гигроскопичные, чем хлопок. Считается, что ткани из лиоцелла могут составить серьёзную конкуренцию тканям из природных волокон.

Лиоцелл относится к новому поколению целлюлозных волокон. Хорошо впитывает влагу и пропускает воздух, обладает высокой прочностью в сухом и влажном состоянии, хорошо держит форму. Имеет мягкий блеск, присущий натуральному шёлку. Хорошо окрашивается, не скатывается, не меняет форму после стирки. Не требует особого ухода.

Синтетические волокна

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 производстве трикотажных изделий в смеси с другими волокнами и нитями.

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 в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию и упругость.

Полиакрилонитрильное волокно - 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.

Полиуретановое волокно – эластан или 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.