Текстильні волокна

План

 

Вступ

1. Термін «текстильне волокно».

2. Класифікація текстильних волокон.

3. Види текстильних волокон

3.1 Бавовна. 
3.2 Натуральний шовк.

3.3 Шерсть  вовна.

3.4 Лляні  волокна.

3.5 Джгут.

3.6 Коноплі.

3.7 Волокно  кенар (КеВ)

3.8 Азбест

3.9 Віскозні  волокна.

3.10 Ацетатні  волокна

3.11 Поліолефінові волокна

3.12 Поліамідні  волокна 

4. Класифікація пряжі.

5. Класифікація ниток.

Висновок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Текстильна  промисловість і тканини промислового призначення відіграють неабияку роль у житті людини. Адже з текстилем  ми зустрічаємося кожен день. Зараз  ми не можемо уявити свого життя  без нього. Тому на теперішній стадії розвитку виробництва його виготовлення зросло у кілька разів, порівняно  з минулим та позаминулим роками.

Виробництво текстилю є однією з ведучих галузей  промисловості.

До текстильної  продукції відносять текстильні волокна, пряжу, нитки, трикотажні волокна, полотна, комплексні текстильні матеріали  та основу для нанесення покриття (штучні і синтетичні шкіри, виробів  будівельного призначення).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Термін «текстильне волокно» стандартизований практично в усіх країнах СОТ, у загальному означає тонкі видовжені тіла з площею поперечного перерізу значно меншою довжини, та міцністю і еластичністю, які дозволяють скручуванням переробляти їх на пряжу і полотна.

Як сировина для текстилю найширше використовують такі текстильні волокна:

Бавовна – натуральне, органічне, насінневе волокно, яке поділяється на чотири види:

• волокнистий (кошлатий) – селекційні сорти – Кокер, Акалія та ін.;
• барбадоський тонковолокнистий – культивується у Єгипті, Середній Азії, Судані. Селекційні сорти – Піма (США), Карнак, Сакель (Єгипет);
• деревоподібний – культивується в Індії, Ірані, Пакистані;
• трав’янистий – має місцеве значення.

Натуральний шовк – натуральне, органічне волокно  тваринного походження. У світі торгують натуральним шовком певних сімейств шовкових рядів: бомбіцидів одомашнених та справжніх (що харчуються листям шовковиці); сатурнідів лісових (харчуються листям дуба) та ін.

Найбільш  поширені три види натурального шовку:

• шовк-сирець – отримують заваренням коконів у кип’ятку та розмотуванням;
• шовковий здир – верхній шар кокону, отриманий після обробки спеціальними пристроями (віничками) замочений у гарячій воді коконів;
• шовкове павутиння – елементарні нитки шовку, з яких гусениця виготовляє місце для замотування кокону.

Шерсть, вовна – натуракльне волокно, яке піддається прядінню та в’язанню, отримується стриженням тварин.

Луб’яні волокна є складовою стебел наземних насінневих рослин і розташовні між зовнішніми тканинами і деревиною стебла.

Лляні волокна  отримують з лубу однолітньої  рослини льону. Розрізняють 5 груп цієї рослини:

• льон-довгунець вирощується переважно на волокно;
• льон-кудряш – вирощується для насіння і дає невелику кількість короткого волокна;
• льон-межеумок – за характеристиками займає проміжне місце між довгунцем і кудряшем;
• льон великонасінневий;
• льон напівозимий, багатостебловий

Джут  – тепло-, світло-, вологолюбна рослина сімейства липових, батьківщиною вважають Індію:

• короткоплідний – прядівна рослина з високим прямим стеблом;
• довгоплідний – гілляста рослина до 3,5 м висотою;

Коноплі – рід однорідних трав’янистих рослин родини коноплевих:

• коноплі культурні або посівні – дво- чи однодомні рослини, ростуть в заплавах річок в Гімалаях, Монголії…
• коноплі індійські – однорічна рослина 1 – 1,5 м заввишки. Культивуються в Індії, Ірані, туреччині.
• Коноплі дикі – ростуть в Поволожжі, Сибірі, Середній Азії.

Азбест  – гірський льон – єдине волокно  мінерального походження.

Штучні  волокна – отримують з природних  високомолекулярних сполук (целюлоза, білки), і простих речовин –  металів і їх сплавів, скломаси.

Віскозні  волокна – отримують із целюлози, дитіовуглецевої кислоти і їдкого натрію.

Ацетатні  волокна не є целюлозою (складний ефір целюлози і оцтової кислоти). Є первинні – триацетатні, і вторинні – діацетатні.

Мідно-аміачне  волокно отримують із целюлози мідно-ацетатним  способом.

Синтетичні  волокна – для їх виробництва  використовують прості речовини –  продукти переробки нафти, газу, кам’яного  вугілля, які перетворюються на синтетичні полімери.

Поліамідні  волокна – гетероланцюгові, що містять в основному ланцюзі маккромолекули амідної групи.

Поліефірні  волокна відрізняються наявностю складногефірної групи та ароматичних кілець в макромолекулах.

Поліпропіленові волокна отримують з мономеру – пропілену (продукту термічного і  каталітичного крекінгу нафти).

 

 

Текстильним волокном називають довге, міцне та гнучке тіло з малим поперечним розміром та обмеженої довжини, придатне для виготовлення пряжі та текстильних виробів. Текстильне волокно повинно мати комплекс властивостей, які дозволяють використовувати текстильні вироби в різних умовах. 
Елементарні — волокна, які не діляться у поздовжньому напрямку без руйнування (вовна, бавовна); 
Комплексні (технічні, філаментні) — волокна складені з декількох елементарних з'єднаних скручуванням або склеюванням; 
Штапельні — волокна отримані розрізанням або розриванням на штапельки (пучки) довжиною 40... 150мм поздовжньо складених елементарних волокон. Спочатку їх переробляють у пряжу, а потім — у готові вироби. Всі текстильні волокна поділяють на типи: 
Первинні — отримують безпосередньо на прядильних машинах. До них відносять пряжу та комплексні нитки. Пряжа (мал. 8.16) утворюється скручуванням декількох комплексних волокон. Вона буває простою (звичайною) та фасонною. Звичайну пряжу виробляють з одного вида волокна (бавовна, льон і т.д.). Фасонну (змішану) пряжу виробляють з суміші натуральних і штучних волокон різних видів. Якщо пряжу виготовляють з штапельного волокна, то обов'язково вказують вид волокна (пряжа штапельна ацетатна, пряжа штапельна віскозна тощо). 
Спосіб виготовлення пряжі залежить від вида сировини (мал 8.17) 
 
 
 
Вторинні отримують переробкою первинних ниток. Нитка буває крученою та трощеною. Кручену нитку отримують скручуванням двох або більше комплексних волокон, пряж або їх комбінацій (мал 8.18) Якщо вона складається з ниток звичайної пряжі, то її називають крученою пряжею. Якщо вона складається з комплексних ниток, то її називають комплексною ниткою. За способом виробництва кручені нитки бувають одно — і багатоскрученими. Односкручені нитки отримують скручуванням на крутильних машинах зразу всіх волокон або пряж. Багатоскручені нитки отримують скручуванням спочатку тільки частини складених волокон або пряж. Потім ці утворення складають і знову скручують. Текстуровані (високооб'ємні) нитки мають особливу структуру, що підвищує питомий об'єм або здатність розтягуватись (хеланка, еластик, рілон, таслан тощо). Трощену нитку отримують складанням з не скручених між собою волокон. 
 
В залежності від походження і хімічного складу текстильні волокна поділяють на класи: натуральні (природні) та хімічні. Натуральні волокна (мал.8.19) поділяють на органічні (рослинного або тваринного походження) та неорганічні (азбестові), а хімічні (мал. 8.20) на органічні та неорганічні. Штучними називають волокна отримані хімічною переробкою природних високомолекулярних сполук (білки, целюлоза та ефіри). Синтетичними називають волокна отримані з високомолекулярних сполук виготовляємих синтезом з простих вуглеводів (ацетилен, бензол тощо). 
За видом обробки нитки бувають суровими (необробленими), відбіленими, фарбованими, обпаленими (з гладкою поверхнею) та мерсеризованими (оброблені їдким натрієм). 
Текстильні матеріали відрізняються складом волокон, способом виробництва, структурою та обробкою. До них відносять нитки, пряжу, тканини, трикотаж, валяльно-повстяні, текстильно-галантерейні, дубльовані матеріали та неткані полотна. 
Найважливішими характеристиками текстильних волокон, що визначають спосіб переробки і придатність для текстильної промисловості та призначення являються товщина, довжина, міцність, здатність розтягуватись, звивистість, гідроскопічність, стійкість до дії води, світла, температури, біологічного та хімічного впливів. 
 
Користуються такими термінами: 
Пряжа — нитка, що складається з волокон з'єднаних скручуванням; 
Кручена пряжа — нитка скручена з декількох пряж; 
Кручена нитка — нитка скручена з декількох комплексних волокон, пряж або їх комбінацій; 
Трощена нитка — нитка утворена декількома (2...3) поздовжньо складеними і не скрученими між собою волокнами; 
Меланжева пряжа — пряжа вироблена з суміші фарбованих в різні кольори волокон; 
Муліне — нитки або пряжа скручені з волокон різних кольорів; 
Люрекс (алюнит, ламе, метлон та інші) — напівметалічна нитка з плющеної алюмінієвої фольги, покритої синтетичною плівкою різного складу, розрізаної на стрічки шириною 0,2...1,6 мм; 
Кручення — операція скручування трощених ниток у напрямку протилежному крутці пряжі при виробництві швейних ниток у три складання. Якщо виготовляють нитки у шість або дев'ять складань, то здійснюють подвійне скручування: спочатку скручують по дві — три нитки у напрямку скручування пряжі, а потім дві або три таких нитки скручують у протилежному напрямку. Поєднання різних напрямів скручування врівноважує крутку ниток, що виключає їх заплутування при шитті. Напрямок скручування позначають: лівий — S, правий — Z. 
Товщина текстильних волокон коливається у межах 5...60 мкм. їх поперечна форма не має правильної циліндричної форми. Тому їх товщину визначають відносними показниками — метричним номером (N) або текс (від слова текстиль). 
Метричний номер N характеризується співвідношенням довжини волокна (1 км, 1 м, 1мм) до маси (відповідно кг, г, мг): 
 
Чим вище метричний номер, тим тонше волокно. Текс (Т) - маса одиниці довжини текстильного волокна: 
 
Чим менше текс тим тонше волокно. 
Для перетворення метричного номера в текс, або навпаки, користуються співвідношеннями: 
 
Бавовняні нитки розрізняють торговими (умовними) номерами, які не відповідають метричним номерам або тексам звичайної пряжі. Чим вище торговий номер, тим нитка тонше. їх випускають таких торгових номерів: 10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120. Для отримання гладких безворсових ниток їх перед скручуванням апретують (покривають сумішшю, яка містить крохмаль та інші клеючі речовини). 
Нитки з натурального шовку випускають таких торгових номерів: 13,18,33,65. 
З синтетичних ниток найбільш поширені з капрона і лавсана. З капрона випускають нитки таких номерів (Н): 64/3,64/2,200/3, а з лавсана -34/2,90/3,90/2. 
Готові нитки намотують на котушки, гільзи або бобіни. Довжина намотки становить: 
— для роздрібної торгівлі — 200м; 
— для швейної промисловості — 400,500,1000,2500,6000м. Довжину текстильного волокна визначають між кінцями розправленого волокна. Кожний з видів текстильних волокон поділяють на групи довжини: короткі, середні, та довгі. 
Міцність текстильного волокна характеризується зусиллям, (у ньютонах) яке необхідно прикласти, щоб розірвати його. Здатність розтягуватись (деформація) визначається абсолютним (AL) або відносним (L відн.) видовженням: 
 
де L0 — початкова довжина 
L1 — довжина розтягнутого до моменту розриву волокна. Товщину крученої пряжі за метричним номером позначають дробом, де чисельник показує метричний номер первинної пряжі, а знаменник — число складань. За системою текс номінальну товщину крученої пряжі позначають добутком товщини первинної нитки на число складань. 
Звивистість текстильних волокон оцінюють кількістю перегинів на 1 см довжини. Гідроскопічність оцінюють абсолютною та відносною вологістю. 
Сорт ниток та пряжі визначають за одним найгіршим показником з трьох основних властивостей: нестабільність лінійної щільності, розривна довжина або розривне навантаження. Встановлені сорти: підвищений, І,II,III,IV.Основні види натуральних волокон 
Бавовна. Для отримання волокна бавовни культивують однорічну рослину. При достиганні утворюються коробочки заповнені насінням покритим волокнами. Волокно бавовни разом з насінням називають бавовною — сирцем. На бавовноочисних заводах від насіння відділяється бавовна — волокно, яке пресують у кіпи массою 120... 190 кг і відправляють на бавовнопрядильні фабрики. Насіння додатково очищають і отримують короткі волокна не придатні для виробництва пряжі, їх використовують для виробництва вати і нетканих прошивних матеріалів. Клітина бавовни складається з целюлози (СбН10Об)п. Волокно бавовни має достатню міцність при розтягуванні (0,05Н), добре розтягується (деформація 7...8%), відзначається хорошою зносостійкістю, витримує нагрів до +150 °С. При тривалому зберіганні при підвищеній вологості руйнується мікроорганізмами. Недолік — легко мнеться і деформується.

 

3. Види текстильних волокон

3.1. Бавовна

– з природних  волокон є найтоншим (тонкість і  довжина прямо пропорційно залежні) за хімічним складом є целюлозою (92 – 95 %), яка формує усі властивості: розривне навантаження (абсолютне і  відносне – відповідно 4 – 6 сН/вол; 24 – 36 сН/текс); відносне розривне подовження 7 – 9 %; гігроскопічність (при н.у – 8 – 9 %, при ВВП 95 % - до 14,5 %); у воді помітно набрякає, піддається об’ємній концентрації і міцнішає з початку намокання (до 17 %); нестійке до дії кислот, дуже стійке до дії лугів (дія концентрованого лугу зміцнює його, надає кращої здатності до фарбування і блиску); розчиняється у всіх розчинниках целюлози; до дії світла задовільно стійке; теплопровідність низька; стійкість до дії тепла висока (90 – 250 ^оС); питома густина – 1,52 г/см³ . У торгівлі важливим є ступінь зрілості (формує мікро- і макроструктуру зрілості); оцінюється коефіцієнт зрілості та вид (тонковолокнисті: довжина - 35 – 50 мм, лінійна густина - 133 – 154 мтекс; середньо волокнисті: відповідно 28 – 35 мм і 167 – 222 мтекс).

 

3.2. Натуральний шовк

– кокон  формують дві елементарні склеєні  шовковини, які легко розділяються. Елементарне волокно на 100 % складається  фіброїну, набуває округлої форми після відварювання. Довжина нитки натурального шовку одомашнених шовкопрядів визначається якістю кокону; товщина – 20 – 30 мкм; міцність до розриву 8 – 10 сН/нитку (елементарного волокна – 3,5 – 4 сН/волокно);  відносне розривне навантаження – 26 – 28 сН/текс; відносне розривне подовження – 22 – 25 % (у мокрому стані зростає); складові частини деформації при навантаженні 10 – 20% розривного: пружна 0,2 (волокно менш пружне, ніж вовна), еластична – 0,4 – 0,5, пластична – 0,3 – 0,4; гігроскопічність у стандартних умовах – 10 – 11%; у воді набрякає, у розчинах лугів і кислот набрякання зростає, а з підвищенням температури фіброїн гідролізує; до лугів натуральний шовк стійкий, о до світла менш стійкий ніж вовна (дія сонячних променів викликає пожовтіння і втрату міцності понад 60%); розчиняється у розчинах солей та мідно-аміаковому; до нагрівання натуральний шовк стійкий з природних, але тривала дія тепла веде до деструкції фіброїну. Тусор має вищу жорсткість, міцність, витривалість до хімічної дії, ніжну білизну, здатність до розмотування і фарбування, довжину й тонкість.

 

3.3. Шерсть, вовна

- довжина:  визначається видом і породою  тварин, типом волокон; становить  60 – 120 мм;

- грубість (товщина): оцінюється площею поперечного  зрізу (мм), діаметром (мм), номером  (м/г), лінійною густиною (текс) та  ін.;

- тонкість: характеристика обернена грубості (товщині); має чіткий фізичний  зміст: відношення довжини до  маси, виражене у розмірах –  мм/мг (м/г, км/кг);

- хвилястість,  або звитість: волокна мають природну хвилястість, виражену у %;

- товщина  – одна з найцінніших властивостей  ВВ; становить 10 – 160 мкм і залежить  від виду, породи, індивідуальних  особливостей і умов утримання  тварин;

- звивистість:  впливає на здатність ВВ до  валяння, оцінюється коефіцієнтом  звивистості;

- міцність: порівняно невисока (4 – 8 сН/волокно), залежить від багатьох чинників (насамперед від товщини, тонші ВВ - міцніші);

- розривне  навантаження складає 10 – 14 сН/текс, після зволоження знижується;

- відносне  розривне подовження в сухому  стані – 20 – 67%;

- гігроскопічність  у стандартних умовах – 13 –  15% з підвищенням ВВП до 85 –  95%;

- для  кислот – після обробки розчинами  кислот і висушуванні зростає  міцність на розрив; у концентрованіших розчинах сірчаної кислоти ВВ руйнуються;

- дія  лугів – їдкий Na та K розчиняють ВВ при нагріванні; слабкі луги не впливають на властивості ВВ;

- дія  тепла – дія температури до 100 ^оС веде до зменшення маси внаслідок висушування; 100 – 105 ^оС термодеструкція каротину. У полум’ї ВВ горить і виділяє запах смаженого пір’я;

- дія  світла – ВВ стійкіші ніж  целюлозні; тривала дія змінює  колір, зменшується міцність та  еластичність;

- здатність  до увалення – специфічна властивість ВВ, не притаманна іншим волокнам.

 

3.4. Лляні волокна

 Головною  складовою є целюлоза, яка полідисперсна,  має значно вищу (у 4 рази), ніж  у бавовни молекулярну масу; частка  целюлози не перевищує 75%. Довжина  комплексних лляних волокон 170 – 250 мм, елементарних – 10 – 26; лінійна густина комплексних: - 5000 – 10000 мтекс; елементарних – 125 – 556; міцність (сН/ волокно) є найвищою серед природних волокон (комплексних – 200 – 400, елементарних – 15 - 20); розривне навантаження (сН/текс) елементарних – 120 – 130 і залежить від зрілості; лляні волокна мало еластичні; відносне розривне подовження до 3%; частка пружної деформації у загальному подовженні мала; гігроскопічність за стандартних умов – 11 – 12%; лляні волокна більш стійкі до дії води, ніж бавовняні, набрякання майже не змінює довжину; елементарні лляні волокна стійкіші до лугів ніж до кислот і комплексні не руйнуються.

 

3.5. Джут

– висота стебла сягає 4,5 м, товщина до 20мм. Джут, з якого отримують волокна – текстильну сировину поділяють на два однолітні види.

 

3.6.Коноплі

– стебло прямостояче, з супротивними, вгорі  черговими, пальчасто роз сітчастими листками. Квіти одностатеві, плід – горішок. Вирощують в Європі, Азії.