Прядение Волокнистых Материалов.
Прядением называется совокупность технологических процессов, при помощи которых из волокнистой массы (хлопка, шерсти, химических волокон и т.д.) получается пряжа.
Систему прядения образует совокупность машин и процессов, с помощью которых волокнистый материал перерабатывается в пряжу. Система прядения зависит от вида волокна, его свойств, линейной плотности пряжи, ее назначения и т. д. Можно выделить четыре системы прядения.
1. Гребенная система прядения без кардочесания (для переработки трепаного льна, длинноволокнистых отходов шелка).
2. Гребенная система прядения с кардочесанием (для переработки тонковолокнистого хлопка, тонкой и грубой шерсти, коротковолокнистого льна, коротковолокнистых отходов шелка). ..
3. Кардная система прядения (для переработки среднево-локнистого хлопка, льняных очесов и коротковолокнистого льна).
4. Аппаратная система прядения (для переработки коротких и неравномерных по длине волокон всех видов). Особенно широко используется в шерстопрядении при выработке пряжи для сукон и драпов.
Планом прядения называется совокупность данных о толщинах полуфабрикатов, вытяжках, числе сложений, иногда величинах круток, скоростях, разводках, оборудовании и т. д.
В хлопкопрядении пряжу в соответствии с системой прядения называют гребенной, кардной и аппаратной.
• Разрыхление. Цель — создание лучших условий для очистки волокна от сорных примесей и пороков, а также подготовки его к смешиванию и кардочесанию. Сущность процесса — превращение спрессованного волокна в рыхлую волокнистую массу.
• Смешивание. Цель — получение большой партии хорошо перемешанных компонентов, что дает возможность в течение длительного времени вырабатывать пряжу определенного стабильного качества. Сущность процесса — равномерное распределение волокон каждого компонента в смеси и перемешивание их.
• Трепание. Цель — интенсивная очистка волокна от сорных примесей и пороков, а также дальнейшее его разрыхление. Сущность процесса — нанесение по волокну большого количества ударов рабочими органами машины.
Гребнечесание
Гребнечесание. Применяется при выработке тонкой пряжи. Цель — получение ленты, состоящей из длинных, равномерных по длине, хорошо очищенных, распрямленных и параллельно расположенных волокон. Сущность процесса — удаление из продукта коротких волокон. Гребнечесание осуществляется отдельными порциями, которые последовательно прочесываются с двух сторон и накладываются друг на друга со сдвигом . Поэтому полученная лента имеет периодическую неровноту.
Прядение
Прядение. Цель — получение из ровницы пряжи. Сущность процесса — окончательное утонение ровницы до требуемой тонины; полученная мычка скручивается и приобретает необходимую прочность, превращаясь в пряжу, которая наматывается на паковку, удобную для дальнейшей переработки продукта.
На ленточных, ровничных и прядильных машинах происходит утонение продукта с помощью вытяжного прибора. Простейший вытяжной прибор состоит из двух пар цилиндрических органов : питающей пары и выпускной, расстояние между которыми называется разводкой R.
На современных кольцевых прядильных машинах достигнуты максимальные для этого способа прядения скорости выпуска пряжи, размеры паковок и производительность. Именно это явилось причиной разработки новых способов прядения с разделением двух процессов: скручивания мычки и наматывания пряжи на паковку.
Наиболее широкое практическое применение получил пневмомеханический способ прядения, сущность которого заключается в следующем. Лента из таза подается питающими валиками к специальному устройству (дискретизирующему барабанчику), который своими зубьями разъединяет ленту на отдельные волокна. Эти волокна снимаются с зубьев барабанчика воздушным потоком и транспортируются в прядильную камеру. Под действием центробежной силы волокна отбрасываются в желоб вращающейся (40 — 45 тыс. оборотов в минуту) прядильной камеры, образуя в ней волокнистую ленточку, которая при выводе ее из камеры формируется в пряжу .
Применение пневмомеханических прядильных машин БД-200 дает большой экономический эффект. Повышается скорость прядения, уменьшаются площади, занимаемые машинами, за счет отсутствия ровничных машин — в 2,5 раза, число рабочих, обслуживающих машины, — в 3 раза. Производительность труда прядильщиц повышается в 2 — 3 раза, а расход энергии уменьшается.
Виды ткацких станков
Основными механизмами ткацких станков, выполняющими технологические функции, являются:
боевой (механизм, вводящий уточную нить в зев);
батанный (механизм, прибивающий уточную нить к опушке ткани);
товарный (механизм, отводящий ткань из зоны ее формирования и наматывающий ее на товарный валик);
основный регулятор или основный тормоз (механизм, поддерживающий постоянное натяжение основы в процессе работы станка и подающий основу в зону формирования ткани);
зевообразовательный (механизм, который поднимает и опускает ремизки, установленные на ткацком станке); может быть эксцентриковым или кулачковым, кареточным и жаккардовым.
Кроме основных механизмов, без которых выработка ткани невозможна, ткацкие станки оснащены рядом вспомогательных:
механизм автоматической смены утка, повышающий производительность станков и труда ткачей;
основонаблюдатель, способствующий улучшению качества тканей;
механизм, предупреждающий массовые обрывы основы при задержке челнока (нитепрокладчика) в зеве и др.
Челночные ткацкие станки классифицируются в зависимости от следующих особенностей:
назначения (станки для хлопчатобумажных, шерстяных, льняных, специальных и других тканей);
способа смены утка (станки автоматические и механические);
ширины станка (станки с рабочей шириной 100, 125,175 см и др.);
вида зевообразовательного механизма* (станки эксцентриковые, кареточные и жаккардовые);
системы боевого механизма (станки среднего, верхнего или нижнего боя);
числа челноков в работе (станки одночелночные и многочелночные);
системы предохранительного механизма, предупреждающего обрыв нитей основы при замине челнока в зеве (станки замочные и беззамочные — с откидным бердом);
расположения привода станка (станки правой и левой руки).
В связи с появлением ткацких станков с новым принципом формирования ткани и.новыми способами внесения утка число классификационных признаков возросло.
Малая производительность традиционных ткацких станков, повышенный шум, относительно малая ширина вырабатываемых тканей заставили искать новые методы получения тканей.
Ткацкие станки
Ткацкие станки новых типов можно разделить на две группы. Первую группу составляют станки, в которых сохранен уже описанный принцип образования ткани, но введение утка в зев осуществляется бесчелночным способом, вторую — станки с новыми принципами формирования ткани.
К первой группе станков относятся бесчелночные ткацкие станки. На них уток в зев вносится малогабаритными прокладчиками, представляющими собой стальную пластинку массой 40 г при длине 90 мм и ширине 14 мм. Пружинным захватом прокладчик зажимает нить, которая специальным устройством подается к нему с конической бобины. Движение через зев прокладчик совершает только в одном направлении. В обратном направлении он переносится специальным транспортером, расположенным под основой.
Станки такого типа выпускаются швейцарской фирмой "Зульцер", в России — марки СТБ. Станки выпускаются с заправочной шириной 180, 220, 330 см.
Бесчелночные станки
На пневматических бесчелночных станках уточная нить, сматываемая с неподвижной конической бобины, после прохождения через натяжное устройство поступает на барабан отмеривающего механизма. Барабан наматывает на себя нить длиной, необходимой для одной прокладки. С барабана нить проходит в сопло, из которого пробрасывается в зев струей сжатого воздуха, периодически поступающего из компрессора (станки П-105, П-125).
На рапирных ткацких станках уточная нить вводится в зев посредством жестких или гибких рапир, движущихся навстречу друг другу. При встрече одна из рапир, несущая нить, передает ее другой, которая при обратном движении завершает прокладывание утка через зев (станок СТР-8).
На пневморапирных ткацких станках уток пробрасывается воздушной струей в канале, образованном рапирами, которые движутся справа и слева до середины станка. В канал одной рапиры подается сжатый воздух, а из канала встречной рапиры воздух отсасывается (станок АТПР-120). Станки предназначены для выработки хлопчатобумажных тканей массового ассортимента.
На гидравлических бесчелночных ткацких станках уточная нить вводится в зев струей воды, выбрасываемой из сопла. Станки предназначены для выработки тканей из несмачива-ющихся синтетических нитей.
Ко второй группе может быть отнесена круглая ткацкая машина, на которой с нескольких ткацких навоев нити основы распределяются между 12 секторами. Несколько челноков последовательно прокладывают нити, и каждый челнок прижимает к опушке ткани уточину, проложенную предыдущим челноком. Станок вырабатывает ткани полотняного переплетения.
Пороки ткачества
Наличие пороков в готовых швейных изделиях может привести к снижению сорта изделий и даже к браку, поэтому при раскрое пороки стараются исключить. Пороки могут возникнуть из-за обрыва нитей, разладки оборудования, нарушения технологического режима или недобросовестной работы обслуживающего персонала. Назовем пороки ткацкого производства.
Близна — отсутствие одной или нескольких нитей основы.
Пролет — отсутствие одной или нескольких уточных нитей по всей ширине ткани или на ограниченном ее участке.
Двойник — две или более нити основы или утка, затканные или переплетенные вместо одной.
Поднырки — нарушение переплетения на коротких участках из-за непереплетения уточных нитей с нитями основы и провисания их в виде штрихов.
Подплетина — несколько рядом лежащих неправильно переплетенных, в том числе оборванных, нитей в основе и утке на коротком участке.
Сбитый рисунок — нарушение переплетения рисунка ткани в результате неправильной проборки нитей в ремиз или в глазки лиц жаккардовой машины или бердо.
Забоина — полоса во всю ширину ткани из-за повышенной плотности ткани по утку.
Недосека — полоса во всю ширину ткани из-за пониженной плотности ткани по утку.
Рассечка — раздвижка нитей основы из-за нарушения плотности зубьев берда.
Нарушение целостности ткани — нити основы и (или) утка разрушены.
Прощипки — нарушение целостности нитей основы или утка на коротком участке в результате удаления постороннего предмета или узла.
Зебристость — наличие в ткани участков небольшой протяженности по основе и утку, возникающих от различной линейной плотности нитей.
Утолщенные нити — наличие в ткани нитей основы или (и) утка, имеющих более высокую линейную плотность, чем нити основного фона ткани.
Местное утолщение — наличие утолщенных нитей основы или (и) утка на коротких участках.
Отделка тканей
После ткачества ткани содержат различные примеси и загрязнения, они имеют ворсистую поверхность, плохо смачиваются водой. Такие ткани называют суровыми, они непригодны для изготовления одежды и нуждаются в отделке.
Отделка тканей — совокупность химических и физико-механических операций, в результате которых из суровой ткани получают готовую ткань, которая по структуре и внешнему виду соответствует своему назначению.
Цель каждой отделочной операции — придание ткани определенных свойств и максимальное сохранение полезных свойств волокон, из которых она выработана. Применяя разные отделочные операции, из одной и той же суровой ткани получают готовые ткани, различные по внешнему виду, свойствам и назначению.
Последовательность выполнения операций и их сущность зависят от волокнистого состава и назначения ткани.
Полный цикл отделки тканей любого ассортимента состоит из четырех самостоятельных, но взаимосвязанных этапов: предварительной отделки и беления, крашения, печатания и заключительной отделки. Иногда применяются специальные виды отделки: бактерицидная, противогнилостная, водоотталкивающая, флокирование, металлизация, тиснение и др. Некоторые операции в процессе отделки одной и той же ткани могут повторяться. Например, отваривание и беление в процессе отделки льняных тканей, ворсование и стрижка в процессе отделки суконных тканей.
При проведении операций отделки очень валено соблюдать температурный режим и концентрацию применяемых растворов. В последние годы в отделочном производстве идет непрерывный процесс замены пищевых продуктов (крахмала, муки) в составе пропиток различными химическими веществами. Широко применяются текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ) и среди них поверхностно-активные вещества (ПАВ): сульфирол, сукцинол, синтанол, синтамид и др., улучшающие смачивание волокон, равномерность распределения красителя по волокну и повышающие прочность окраски. Устанавливаются высокопроизводительные поточные линии: непрерывного беления тканей в жгуте, универсальные красильные, несминаемой и безусадочной отделки и др.
Совершенствование оборудования, установка поточных линий, использование высококачественных красителей и ТВВ, новых видов отделки повышают производительность труда, расширяют ассортимент и улучшают качество тканей.
Предварительная отделка и беление тканей
Целью предварительной отделки является подготовка тканей к крашению и печатанию. В процессе подготовки ткани освобождаются от естественных примесей и веществ, нанесенных на них в процессе прядения и ткачества (замасливателя, антистатика, шлихты, случайных загрязнений). Эти вещества портят внешний вид ткани и препятствуют прониканию красителя внутрь волокна. При подготовке тканям сообщаются смачиваемость, мягкость, белизна. Характер подготовки зависит от сырьевого состава, вида сопутствующих и загрязняющих веществ. Для всех тканей подготовка начинается с приема и разбраковки суровья, выявления и устранения различных дефектов ткачества.
елочей, окислителей или ферментов. Ткань пропитывают раствором реагента, помещают в емкие компенсаторы на 6 — 24 ч при температуре 30 — 40°С, затем промывают. Расшлихтованная ткань становится мягче, лучше смачивается.
Шерстяные ткани
Шерстяные ткани делятся на гребенные (камвольные) и суконные. Гребенные — тонкие шерстяные ткани с четким рисунком ткацкого переплетения. Суконные ткани — более массивные и толстые, обычно имеют на лицевой поверхности начесный ворс или войлокообразный застил.
Суровые шерстяные ткани перед отделкой просматривают, разбраковывают, чистят от узлов и шишек и штопают, т. е. исправляют некоторые пороки, нарушающие ткацкий рисунок. Гребенные ткани сшивают вместе по 10 — 12 кусков. Куски тяжелой суконной ткани отделывают индивидуально и только для проведения некоторых операций (например, стрижка ворса) сшивают вместе несколько кусков, затем их снова разъединяют.
Отделка гребенных и суконных тканей имеет свои особенности. Предварительная отделка гребенных тканей включает операции: опаливание, термофиксацию, заваривание, промывку, мокрую декатировку, карбонизацию. Для суконных тканей на этапе предварительной отделки проводят валку, промывку, термофиксацию, мокрую декатировку, карбонизацию и ворсование. Технологический план предварительной отделки зависит также от волокнистого состава и структуры тканей. Например, чистошерстяные ткани в отличие от полушерстяных подвергают карбонизации, ткани, содержащие синтетические волокна, — термофиксации, суконные ткани — валке, ворсованию и т. д.
• Опаливание — сжигание торчащих волокон шерсти с лицевой стороны. Проводится только для гребенных тканей на газоопаливающих машинах с целью получения рельефности и чистоты ткацкого рисунка. Расправленная ткань движется над пламенем газовой горелки со скоростью 90 м/мин. Высота пламени — до 15 см. При опаливании малоплотных тканей пламя пронизывает ткань насквозь и сжигает концы волокон между нитями. После опаливания ткани чистят от нагара (спека волокон).
• Заваривание — обработка расправленной ткани кипящей водой в течение 20 - 30 мин с последующим охлаждением; проводят только для гребенных тканей. В результате заваривания снимаются внутренние напряжения, возникшие в волокнах при прядении и ткачестве, происходит усадка, структура ткани закрепляется, уменьшается способность ее свойлачиваться при последующих обработках. Одновременно ткань очищается от шлихты и загрязнений, улучшается ее окра-шиваемость, предупреждается появление на ней заломов (неустранимых складок и заминов) при жгутовой обработке. Заваривание тканей осуществляют на разных заварных машинах в расправленном и натянутом состоянии.
• Термофиксация — кратковременная обработка тканей, содержащих синтетические (капрон, лавсан, нитрон), а также триацетатные волокна при температуре 110 — 120 СС для стабилизации структуры термопластичных волокон и предупреждения их усадки в последующих отделочных операциях и при использовании готовой ткани.
• Промывка — очистка тканей от различных примесей и загрязнений, проводится несколько раз после многих отделочных операций. Суровые шерстяные ткани содержат примеси природного происхождения (жировые вещества) и внесенные в процессах прядения и ткачества (замасливатели на основе натуральных масел, водорастворимая шлихта). Для удаления примесей и загрязнений шерстяные ткани (гребенные после заварки, а суконные после чистки и штопки) промывают раствором мыла или моющих средств и кальцинированной соды (3 — 5 г/л) при температуре около 40 °С с добавлением поверхностно-активных веществ. Продолжительность промывки гребенных тканей 2 — 2,5 ч, суконных — 3 — 4,5 ч.
Полушерстяные ткани с синтетическими волокнами для устранения их электризуемости после промывки подвергают антистатической обработке — пропитывают раствором антистатических веществ.
Пороки отделки тканей
В процессе отделочных операций возможно образование на тканях пороков.
При нарушении технологии опаливания возникают следующие пороки: неравномерное опаливание и пережог ткани.
При расшлихтовке возможны дефекты: недостаточная расшлихтовка, замины и заломы, ослабление ткани в результате длительной пролежки и действия кислоты.
Нарушение режима отваривания также приводит к образованию дефектов: при неравномерной укладке ткани в котел, недостаточной концентрации едкого натра и плохой циркуляции варочной жидкости возникает непроварка; известковые пятна образуются на ткани при наличии в воде солей магния и кальция; ржавые пятна являются следствием отложения на ткани гидроокиси железа; при наличии в котле кислорода воздуха происходит ослабление ткани.
К дефектам беления относятся следующие: ослабление ткани, низкая степень белизны, пожелтение при хранении вследствие недостаточного удаления примесей.
При нарушении температурного режима и концентрации щелочи в процессе мерсеризации могут возникать недостаточный блеск и ослабление ткани. К порокам ворсования относятся:
Ворсовальные дорожки — на поверхности тканей имеются продольные полосы с ворсом, отличающимся от ворса на всей остальной площади ткани. Это следствие неправильного подбора ворсовальных шишек по диаметру и неправильного сшивания кусков ткани.
Ворсовые плешины — отсутствие ворса на ограниченных участках ткани в результате неравномерного прижима поверхности ткани к ворсовальной поверхности или неисправности в работе ворсовальной машины.
Неравномерность ворсования проявляется в разной плотности ворса на поверхности ткани вследствие неравномерного прижима ткани к ворсовальной поверхности или неправильного подбора ворсовальных шишек.
Проворсовка — разрушение уточных нитей.
В процессе заваривания шерстяных тканей могут возникнуть следующие дефекты: заломы — из-за неправильной накатки ткани за ролик; неравномерное заваривание, проявляющееся после крашения в виде неравномерной окраски; муаровый эффект — участок ткани из расплющенных нитей, образующихся от излишнего давления вала при заваривании под давлением.
При плохой промывке в ткани возникают затеки.
В процессе валки на тканях могут возникнуть неустранимые складки и замины — заломы.
Дефекты, возникающие при крашении тканей, являются следствием плохой подготовки тканей перед крашением (при отваривании и белении), несоблюдения технологии крашения и неисправности оборудования. К основным порокам крашения относятся:
Непрокрас — слабо или почти неокрашенные участки пряжи в местах переплетения основы и утка, а также внутри пряжи. Причина дефекта — плохая подготовка ткани, нарушение режима крашения (недостаточная продолжительность крашения, низкая температура красильной ванны).
Разноотптпеночностпъ — неодинаковая интенсивность окраски с постепенным переходом от светлой к более темной по длине или ширине ткани. Образуется из-за неодинаковой степени прижатия валов при плюсовании, из-за нарушения режимов подготовки тканей к крашению и самого процесса крашения. Этот дефект становится особенно заметным в швейных изделиях. Так, в ткани переход от одного оттенка к другому происходит постепенно и поэтому мало заметен, а в изделии — резко: например, полочка и рукав, две полочки и т. д., выкроенные из разных частей куска ткани, будут сильно отличаться друг от друга по цвету. Резкая разнооттеночность в изделии недопустима, заметная иногда допускается в 3-м сорте.
Засечки — это узкие светлые или темные полосы, возникающие при прохождении ткани через плюсовки складками. Обычно при разбраковке ткани дефект вырезается.
Полосатостъ — это продольные или поперечные полосы с разной интенсивностью окраски; возникают из-за неоднородности используемого сырья (разная толщина или скрученность нитей), разной плотности ткани, а также при неравномерной обработке ткани во время крашения в жгуте.
Изделие, на видимых частях которого наблюдается полоса, переводится в более низкий сорт.
Пятна и помарки могут возникать при белении (известковые, масляные, ржавые), а также при плохом растворении красителя, при накоплении грязи на отжимных валах. Пятна различного происхождения учитываются при разбраковке ткани, в швейных изделиях на видимых деталях не допускаются, на закрытых частях одежды не учитываются.
Затек краски — это участок ткани в виде широкой поперечной полосы, образованный из-за остановок красительного аппарата и более длительного, чем нужно, нахождения ткани в красительном растворе. При разбраковке ткани дефект вырезают.
Дефекты печатания возникают при загрязнении красителя, наличии вмятин на печатном вале или зазубрин на ракле,при плохой подготовке ткани, при недостаточной или чрезмерной густоте красителя.
Если краситель слишком жидкий, возникают растеки. При чрезмерной густоте красителя печатная краска ложится неравномерно и возникают непропечатанные места (срыв краски).
Належки — слабые отпечатки печатного рисунка по всему куску ткани. Образуются от соприкосновения друг с другом недостаточно просушенных участков, если ткань уложена в "книжку".
Растраф — несовпадение частей многоцветного рисунка; возникает при неправильной установке валов печатной машины.
Засечка — полоса, лишенная рисунка; получается, если при печати ткань образует морщинки, складки.
Штриф — идущая через весь кусок тонкая цветная полоса, возникающая при наличии зазубрин в лезвии ракли или при попадании под раклю сгустка краски.
Затаск - цветная волнистая полоса, возникающая при попадании под раклю нитки или пушинки.
Щелчок — пятно, разделенное белой полоской пополам. Дефект возникает, если под раклю попадает песчинка. При этом раздается щелчок, ракля выгибается и оставляет на печатном вале часть красителя, который образует на ткани пятно.
Наиболее часто встречающимися дефектами заключительной отделки являются:
Неравномерная ширина (местное сужение) — из-за неравномерного увлажнения ткани или неправильной разводки цепей ширильной машины. При уменьшении ширины снижается плотность ткани, а следовательно, уменьшается и прочность по утку.
Перекос — нити утка неперпендикулярны нитям основы, и вследствие этого рисунок на набивных и пестротканых тканях перекошен. Причина порока — плохая правка утка на ширильных машинах.
Нарушение кромки — оборванная или деформированная (стянутая, загнутая, гофрированная) кромка. Причина порока — чрезмерное ширение и недостаточное увлажнение ткани.
Заломы — складки и замины, возникающие при заключительной декатировке и термофиксации тканей.
Ткацкие переплетения
Переплетением нитей в ткани называется порядок взаимного перекрытия нитей основы нитями утка. Графическое изображение переплетения нитей в ткани называется рисунком переплетения. Рисунок переплетения выполняется на клетчатой бумаге. Места перекрещивания основных нитей с уточными называются перекрытиями. Если в месте перекрещивания основная нить находится над уточной, то перекрытие называется основным, а если уточная — уточным .
Раппортом переплетения R называется одна законченная часть рисунка переплетения, при повторении которой рисунок непрерывен в направлении основы и утка.
Раппортом переплетения по основе R0 называется наименьшее число основных нитей, после которого начинает повторяться порядок чередования перекрытий по нитям основы. Раппортом переплетения по утку Ry называется наименьшее число уточных нитей, после которого начинает повторяться порядок чередования перекрытий по нитям утка.
Сдвигом перекрытия S называется число, показывающее, на сколько нитей смещено одиночное перекрытие рассматриваемой нити от аналогичного одиночного перекрытия предыдущей нити.
При выработке тканей используют разнообразные переплетения. От вида переплетения зависят характер и рисунок лицевой поверхности ткани, наличие блеска, продольных и поперечных полос. Вид переплетения влияет на прочность ткани, ее растяжимость, толщину, жесткость, осыпаемость,усадку, способность сутюживаться и оттягиваться в процессе влажно-тепловой обработки и на другие свойства.
Все переплетения подразделяются на следующие классы: главные (простые); мелкоузорчатые, включающие производные от главных и комбинированные; сложные; крупноузорчатые (жаккардовые).
Главные переплетения
Главные переплетения. К ним относятся полотняное, саржевое и сатиновое (атласное) переплетения. В главных переплетениях каждая нить основы и утка в пределах раппорта имеет только одиночные основные перекрытия и длинные уточные настилы или только одиночные уточные перекрытия и длинные основные настилы. Для главных переплетений Ro = Ry.
Полотняное переплетение — наиболее распространенное из всех ткацких переплетений. В этом переплетении основные нити наиболее часто (через одну) перекрываются уточными нитями, поэтому ткани полотняного переплетения наиболее прочны. Лицевая и изнаночная стороны ткани полотняного переплетения имеют одно и то же строение и одинаковый внешний вид (рис. 2.12). Переплетение применяется для выработки хлопчатобумажных тканей — ситцев, бязей, миткаля, батиста и др.; льняных — полотен, бортовок, парусины и др.; шелковых — крепдешина, креп-жоржета, креп-шифона и др.; шерстяных тканей — сукна, некоторых платьевых и костюмных тканей.
Для получения внешнего эффекта можно использовать две основы с нитями разной крутки (придание гофрированного вида); два типа уточных нитей (левой и правой круток) — креповый эффект; при использовании более тонкой основы по сравнению с утком возникает поперечный рубчик (тафта, поплин); при использовании в основе и утке нитей разных (контрастных) цветов получаются ткани с переливом разных цветов и т. д.
Саржевое переплетение (рис. 2.13) — основные и уточные перекрытия располагаются со сдвигом в одну сторону на одну нить. В результате на ткани образуются косые полоски, идущие под углом, зависящим от соотношения плотностей нитей в основе и утке. Направление сдвигов может быть слева направо или справа налево; направления полосок при этом будут различными. В преобладающем числе случаев направление диагоналевых полосок бывает снизу вверх слева направо. Для саржевого переплетения До = Ry и S0 — Sy = ±1. Саржевое переплетение условно обозначают дробью, числитель которой показывает число основных перекрытий, а знаменатель — число уточных перекрытий в раппорте переплетения.
В саржевых переплетениях раппорты в основе и утке всегда равны сумме чисел числителя и знаменателя дроби. Наименьший раппорт равен трем, а наибольший определяется не количеством нитей в раппорте переплетения, а величиной настилов, длина которых не должна превышать 3 — 4 мм. Если на лицевой поверхности саржи преобладают основные нити, то саржевое переплетение называется основным (2/1, 3/1, 4/1}, если преобладают уточные нити, то уточным (1/2, 1/3, 1/4).
Основным саржевым переплетением вырабатываются обычно полушелковые ткани, которые имеют шелковую основу и хлопчатобумажный уток. Уточным саржевым переплетением вырабатываются, как правило, полушерстяные ткани, имеющие хлопчатобумажную основу и шерстяной уток.
Саржевым переплетением вырабатываются более плотные, толстые и тяжелые ткани. Такие ткани несколько уступают по прочности, но вследствие удлиненных перекрытий по основе шш утку они имеют более гладкую поверхность и меньший коэффициент трения, поэтому их часто используют в качестве подкладки.
Ткани саржевого переплетения отличаются от тканей полотняного переплетения большей мягкостью, эластичностью, драпируемостью и растяжимостью, особенно по диагонали. Они требуют больше внимания при настилании (нельзя допустить перекоса кроя).
Основные характеристики строения ткани
К основным характеристикам строения ткани относятся: линейная плотность основы и утка, вид переплетения, плотность ткани, заполнение (линейное, поверхностное, объемное, по массе), пористость, фазы строения, опорная поверхность и др.
Плотность в основе П0и в утке Пу определяется количеством нитей основы или утка, расположенных на 100 мм ткани. Плотность различных тканей колеблется в значительных пределах — от 50 для грубых льняных тканей до 1100 и более для тканей из натурального шелка. Плотность большинства тканей от 100 до 500.
Если плотность ткани в основе равна плотности ткани в утке, то ткань называется равпоплотной. Если плотность в основе и в утке различна — неравноплотной.
Поверхностная плотность ткани (масса 1 м2 ткани) является контрольным показателем правильности выработки материала. Если фактическая поверхностная плотность не соответствует заданной, то это указывает на отклонения от установленной структуры ткани или режимов ее обработки. Поверхностная плотность зависит от назначения ткани. Наиболее легкие материалы используются для изготовления белья, блузок, платьев, более тяжелые — для костюмов и верхних изделий, самые тяжелые — для пальто. Следует учитывать, что для женских верхних изделий используются более легкие ткани, чем для мужских.
Анализ образца ткани
Лицевая и изнаночная стороны образца. При анализе образца ткани, во-первых, необходимо определить лицевую и изнаночную стороны образца. При этом надо руководствоваться следующими признаками:
лицевая сторона всех тканей имеет лучшее оформление (это является следствием стрижки, опаливания, каландрирования, чистки ткани от пороков пряжи и ткачества);
у хлопчатобумажных и камвольных шерстяных тканей лицевая сторона более гладкая, без торчащих на поверхности волокон;
у набивных тканей на лицевой стороне рисунок набивки более четкий и яркий;
в тканях саржевого и диагоналевого переплетений диагональные полосы на лицевой стороне идут вверх слева направо;
в тканях сатинового и атласного переплетений лицевая сторона имеет более плотный застил из уточных перекрытий (сатины) или из основных (атласы, ластики);
на лицевой стороне ткани кромка имеет более гладкое и четкое переплетение;
в полушелковых тканях лицевая сторона более гладкая и блестящая;
в ворсоначесных и стриженых тканях на лицевой стороне ворс более короткий и выровненный или закатан в рубчик, "елочку" и т. д. В некоторых драпах ворс на лицевой стороне,наоборот, более длинный, чем на изнаночной, и создает определенный эффект.
2. Направление основы. При определении в образце направления нитей основы и утка можно пользоваться признаками, которые помогают это установить с достаточной точностью:
если у образца имеется кромка, то основные нити определяют по направлению кромки;
если ткань выработана с рисунком в полоску (ткацким, набивным, пестротканым), то направление полос чаще всего совпадает с направлением нитей основы;
у тканей с начесанным ворсом ворс направлен вдоль основы;
у большинства тканей плотность по основе больше, чем плотность по утку (исключение составляют саткны);
в направлении основы ткани (хлопчатобумажные и некоторые другие) имеют меньшую растяжимость, чем по утку. Льняные ткани не тянутся ни в продольном, ни в поперечном направлении, а шерстяные ткани имеют одинаковую растяжимость в обоих направлениях, так как после декатировки в отделке с нитей основы снимается напряжение;
у большинства тканей в основе используются нити с большей круткой, чем в утке (исключение составляет крепдешин, у которого, наоборот, в основе нить имеет меньшую крутку, чем в утке);
нити основы всегда прочнее нитей утка;
нити основы распрямлены, нити утка более изогнуты;
если в ткани в одном направлении используется крученая нить в несколько сложений, а в другом — одиночная, то можно утверждать, что крученая нить является основой;
если ткань полульняная, то, как правило, основа в ней хлопчатобумажная, а уток — льняной;
если в одном направлении шерстяная пряжа, а в другом — хлопчатобумажная, то, как правило, хлопчатобумажная пряжа будет основой;
если в одном направлении нить из натурального шелка, а в другом - иного вида, то натуральный шелк всегда будет основой.
3. Волокнистый состав ткани. Волокнистый состав ткани можно определить, пользуясь микроскопическими исследованиями, учитывая особенности поведения волокон при горении и их отношение к действию различных химических реагентов.
Так как ткани могут иметь разный волокнистый состав в основе и утке, то необходимо подвергнуть анализу отдельно нити основы и нити утка.
Если нити основы и (или) утка являются пряжей или сложены в несколько сложений и скручены, то их надо раскрутить и разделить на отдельные составляющие, нарезать отрезками длиной 1 — 2 мм и приготовить препараты для рассматривания под микроскопом. (Для этого образцом хлопчатобумажной ткани тщательно протирают предметное и покровное стекла. На предметное стекло капают 2 — 3 капли воды, помещают туда волокна, разъединяя и смачивая их с помощью препарировальной иглы. Затем сверху накладываютпокровное стекло.) Особенности строения волокна под микроскопом описаны в § 1.6. Там же приведена таблица, в которой описаны особенности горения волокон разного вида. Однако следует помнить, что если пряжа состоит из смеси волокон разного вида, то по остатку, полученному после сжигания пряжи (раздавливается пальцами, не раздавливается, частично раздавливается), можно предположить о наличии в смеси синтетических или искусственных волокон. Если в смеси имеется шерсть, то будет явно ощутим запах жженого рога. Вообще же запах при сжигании волокна будет в большей мере зависеть от вида красителей и аппрета.
4. Вид переплетения. Необходимо иметь образец ткани размером 4 х 4 см или 5x5 см. Образец надо расположить перед собой лицевой поверхностью вверх так, чтобы нити основы располагались вертикально, а нити утка — горизонтально. Затем снизу и слева образец надо зачистить, т. е. сделать бахрому .
На клетчатой бумаге каждая строчка обозначает уточную нить, а каждый столбец — основную. Препарировальной иглой подвигают первую нижнюю нить утка в бахрому и с помощью лупы устанавливают, как эта нить переплетается с 1, 2, 3-й и т.д. нитями основы, зарисовывая каждое перекрытие отдельно на бумаге до тех пор, пока порядок чередования основных и уточных перекрытий не будет установлен . Зарисовав таким образом первую строчку на рисунке, первую уточную нить удаляют из образца и подвигают вторую уточную нить, тщательно рассматривают последовательность перекрытий и зарисовывают вторую строчку рисунка и т.д. Затем на полученном рисунке выделяют раппорт и устанавливают вид переплетения.
5. Плотность ткани по основе и по утку. Для определения плотности ткани в соответствии с действующим стандартом необходимо подсчитать количество нитей на определенном отрезке, взятом в направлении основы или утка. Длина отрезка устанавливается стандартом в зависимости от плотности ткани.
Пряжа из шерсти
Вырабатывается по гребенной (камвольной) системе прядения и аппаратной (суконной). По гребенной системе прядения вырабатывают пряжу линейной плотности 12 — 50 текс. Гребенная пряжа применяется для выработки высококачественных шерстяных тканей (платьевых и костюмных) со сравнительно гладкой безворсовой поверхностью, на которой хорошо виден ткацкий рисунок.
В аппаратном прядении используются короткие волокна тонкой и грубой шерсти. Аппаратная пряжа отличается высокой рыхлостью, неравномерностью по линейной плотности, пушистостью. В зависимости от вида используемого сырья получают тонко- и грубосуконную пряжу. Из тонкой короткой шерсти вырабатывают пряжу (Т = 55 — 250 текс), используемую для производства тонкосуконных тканей —, драпа, велюра, ратина и др. Это мягкие, эластичные ткани, отличающиеся хорошими эксплуатационными свойствами. Из грубой короткой шерсти получают грубосуконную пряжу (Т = 111 — 500 текс), которая применяется для выработки грубосуконных тканей — сукна, драпа, бобрика и др.
Образование ткани на ткацком станке
Ткачество — технологический процесс получения ткани. Система нитей, расположенная вдоль ткани, называется основой, система нитей, расположенная поперек ткани, — утком. Принцип образования ткани на ткацком станке заключается в следующем. Нити основы 1 , сматываясь с навоя 2, огибают скало 3, проходят сквозь отверстия ламелей 4, глазки галев ремизок 5 и б и между зубьями берда 7. Перемещаясь в вертикальных плоскостях, ремизки разделяют нити основы и образуют свободное пространство 9, называемое ткацким зевом, в которое при помощи челнока 8 (или иным способом) вводится уточная нить. Проложенная в зеве уточная нить прибивается с помощью берда 7 (при движении батанного механизма 10 вправо) к опушке ткани 11. Одновременно происходит закрытие зева, т. е. ремизки меняют свое положение: ремизка 5 опускается вниз, а ремизка 6 поднимается вверх. В результате этого уточная нить закрепляется у опушки ткани. При образовании нового зева в него вводится новая уточная нить, которая тоже прибивается к опушке ткани, а ремизки опять меняют свои положения. Таким образом, процесс циклически повторяется. Наработанная ткань огибает грудницу 12, вальян 13, направляющий валик 14 и наматывается на товарный валик 15.
Ткацкий навой представляет собой большую катушку с фланцами, на которую одновременно параллельно намотано определенное количество нитей заданной длины. Количество нитей зависит от ширины и плотности ткани, линейной плотности нитей, вида переплетения и т. д. и определяется расчетным путем.
Ламели — металлические пластинки с отверстием. Каждая нить основы проходит через отверстие одной ламели, которая таким образом висит на нити. При обрыве основной нити соответствующая ламель опускается и замыкает цепь, вызывая останов станка. Ламельный механизм является осно-вонаблюдательным механизмом.
Ремизка
Ремизка — две металлические или деревянные рейки , между которыми натянуты тонкие проволочки — галева, имеющие посередине отверстие — глазок. В каждый глазок пробирается одна нить основы.
Бердо — два бруска, между которыми на одинаковом расстоянии друг от друга укреплены тонкие металлические пластины. Расстояние между двумя соседними пластинами называется зубом берда. В каждый зуб берда пробирается одна или две нити основы. Таким образом бердо равномерно распределяет нити основы по ширине станка и поддерживает постоянной ширину вырабатываемой ткани.
Челнок — металлическая или деревянная коробка с заостренными металлическими концами (напоминает по форме лодку), в которую закладывается паковка с уточной нитью, легко сматывающейся с нее.
Подготовка нитей к ткачеству
В процессе ткачества нити основы и утка подвергаются различным воздействиям и поэтому проходят разную подготовку к ткачеству. Нити основы на ткацком станке находятся под натяжением. В процессе зевообразования и прибоя уточной нити это натяжение циклически меняется. Кроме того, нити подвергаются изгибу и трению. Уточные нити таким воздействиям не подвергаются, поэтому они могут иметь меньшую прочность, но должны быть достаточно эластичными и равновесными.
Подготовка основы к ткачеству включает следующие технологические переходы.
« Перематывание. Цель — получение новой паковки, содержащей нить большей длины. Кроме того, при перематывании пряжа частично очищается от сорных примесей, пороков и утолщений и проводится контроль ее прочности. Сущность процесса — последовательная намотка на паковку под определенным натяжением нити с нескольких прядильных початков. При этом нить проходит через щель контрольно-очистительного устройства, препятствующего проходу пуха, сора и утолщений.
Снование пряжи
Снование пряжи. Цель — образование систем параллельно расположенных нитей равной длины, необходимых для получения ткацкого навоя. Сущность процесса — получение цилиндрической паковки, в которой определенное количество нитей требуемой длины намотано параллельно друг другу.
Одновременное навивание на сновальную паковку большого количества нитей (300 — 600) представляет собой ответственный технологический процесс. Чаще всего снование осуществляется партионным или ленточным способом.
Партионное снование состоит в том, что на большую катушку с фланцами, называемую сновальным валиком, навивают часть нитей (обычно 1/5 или 1/10) от того количества, которое должно находиться на ткацком навое. Затем со всех сновальных валиков нити одновременно перематываются на ткацкий навой. Такой метод снования применяется при выработке хлопчатобумажных, льняных, шерстяных камвольных тканей и тканей из химических нитей.
Ленточное снование заключается в том, что определенное количество нитей (расположенных плотно друг к другу и образующих ленту) навивается на специальный барабан сновальной машины. После навивания на барабан необходимого количества лент равной длины их одновременно перематывают на ткацкий навой.
Шлихтование основы
Цель — уменьшение обрывности нитей основы в ткачестве путем придания им большей прочности, большей стойкости к многократным деформациям растяжения и изгиба, стойкости к истирающим воздействиям. Сущность процесса — пропускание нитей основы через жидкий клеящий состав (шлихту), создающий на них после высушивания гладкую ачастичную пленку. Шлихта проникает также внутрь нитей, упрочняя их.
Пробирание или привязывание нитей
Пробирание или привязывание нитей. Выполняется для заправки ткацкого станка новой основой. Если станок заправляется впервые или осуществляется смена ассортимента, то применяется пробирание основ, т.е. каждая нить основы должна быть пробрана в ламель, глазок галева той или иной ремизки и в зуб берда. При замене сработанного навоя на новый применяется привязывание, т. е. к концу каждой нити старого навоя привязывается нить нового навоя и затем узлы протаскиваются через ламели, ремизки и бердо.
Подготовка утка к ткачеству включает следующие процессы.
Валка
Валка — механическая обработка шерстяной ткани с целью ее уплотнения и создания на поверхности войлокообраз-ного застила, частично или полностью закрывающего ткацкое переплетение.
В процессе валки уменьшаются линейные размеры ткани, увеличивается ее поверхностная плотность, повышаются теплозащитные свойства, прочность и мягкость. Валка основана на специфических свойствах шерстяного волокна: его чешуй-чатости, извитости, растяжимости и упругости. На валкость ткани влияют вид пряжи и структура ткани. Лучше подвергаются валке ткани: из толстой пряжи малой крутки, с разным направлением крутки основы и утка, малой плотности, выработанные переплетением с длинными перекрытиями.
Валку проводят на валяльных машинах в слабощелочной или слабокислой среде в присутствии смачивателя при температуре 38-40°С.
Гребенные ткани (бостон, пальтовые) подвергают легкой валке (фулеровке) в течение 10 — 20 мин для смягчения и придания усадки (4 — 6 % по ширине и 1 - 5 % по длине). Суконные ткани валяют в течение нескольких часов для увеличения плотности и придания войлокообразного застила. При этом суконные ткани дают усадку (увалку) до 40 % по ширине и 20 — 30 % по длине.
Карбонизация
Карбонизация — обработка чистошерстяных тканей 4 — 6 %-ным раствором серной кислоты для удаления растительных примесей. В процессе последующего высушивания ткани при температуре 70 — 100° С концентрация кислоты увеличивается, растительные частицы (колючки репейника и др.) обугливаются, а волокна шерсти не повреждаются. Обугленные частицы и остатки кислоты удаляют при последующей промывке. Карбонизацию проводят после промывки или после валки, а иногда и после крашения.
Мокрая декатировка
Мокрая декатировка — обработка тканей горячей водой или паром. Расправленную ткань наматывают на дырчатый пустотелый цилиндр (декатир), помещенный в центре ванны. В течение 5 — 10 мин через ткань из цилиндра пропускают пар, затем из ванны через ткань в течение 20 — 30 мин прокачивают горячую воду и в течение 10 мин — холодную. Такой обработке подвергаются гребенные костюмные ткани (трико, шевиот и др.) и почти все тонкосуконные ткани. При этом они становятся более плотными, упругими, лучше окрашиваются. По условиям и назначению процесс близок к завариванию.
Ворсование
Ворсование — процесс создания на ткани ворсовой поверхности с помощью ворсовальных машин. Ворсованию подвергаются бобрики, драпы, сукна, пальтовые ткани. В результате повышается мягкость, пушистость, теплозащитные свойства тканей, им придается характерный внешний вид. При ворсовании влажная ткань пропускается через ворсовальную машину, имеющую барабаны, покрытые кардолентой или растительными ворсовальными шишками. Для выравнивания ворса процесс ворсования шерстяных тканей дополняют ворсованием полимерными шишками, чешуйки которых имитируют чешуйки растительных шишек, но имеют плоскую поверхность. Некоторые пальтовые ткани подвергают легкому ворсованию игольчатой лентой (кардованию) с изнаночной стороны для придания им повышенной мягкости. На тканях с велюровой отделкой вспушивают ворс ворсующими и контр-ворсующими валиками, движущимися в разные стороны.
Ратинирование
Ратинирование — укладывание ворса на лицевой поверхности фигурно (в виде шариков, полос, елочки и т.д.). Осуществляется на ратинир-машине, основными рабочими частями которой являются неподвижная нижняя и подвижная верхняя упругие плиты. Эффект ратинирования зависит от качества шерсти, высоты ворса, скорости движения ткани и плиты, характера движения плиты, ее давления на ткань.
Крашение тканей
Крашение — процесс нанесения красителя на ткань, в результате которого она приобретает однородную окраску, устойчивую к различным внешним воздействиям. Ткани, прошедшие процесс крашения, называются гладкокрашеными.
Крашение условно рассматривается как процесс, состоящий из четырех стадий:
1) диффузия красителя в красильном растворе к поверхности волокна;
2) сорбция красителя наружной поверхностью волокна;
3) диффузия красителя из поверхностного слоя внутрь волокна;
4) закрепление, или фиксация, красителя в волокне.
Все стадии протекают одновременно, но с различными скоростями, зависящими от структуры материала, вида волокна, диффузионной способности красителя, добавок электролита, температуры красильной ванны и др.
Красители бывают натуральные (преимущественно растительного происхождения) и синтетические (полученные из продуктов переработки каменного угля и нефти). Основная масса тканей окрашивается синтетическими красителями, представляющими собой сложные соединения ароматического ряда. Красители выпускаются в виде тонкоизмельчен-ных порошков, паст и концентрированных растворов.
Ассортимент красителей разнообразен:
растворимые в воде красители: прямые, кислотные, активные, катионные;
нерастворимые в воде красители: кубовые, сернистые, дисперсные;
образующиеся на волокйе: азоидные, черный анилии.
Цвет, яркость, устойчивость красителя к различным воздействиям (света, влаги, трения, нагревания, растворителей и др.) зависят от химического состава красителей и строения их молекул, а также от предварительной или последующей обработки вспомогательными веществами — протравами, закрепителями и т. д.
Крашение тканей может осуществляться волокном, в ленте (топсе), пряжей или полотном. Ткани, окрашенные волокном или пряжей, имеют равномерную по всей толщине окраску, что особенно важно для тканей повышенной толщины (пальтовых тканей, драпов, сукон).
Крашение полотном может производиться путем прохождения через раствор красителя расправленного натянутого полотна или ткани в жгуте. Широко применяются аппараты непрерывного действия.
Выбор вида красителя и способа крашения зависит от волокнистого состава ткани, свойств красителя и требований, предъявляемых к окраске ткани. Например, подкладочные ткани необходимо окрашивать красителями, устойчивыми к трению и действию пота. Ткани для верхней одежды окрашиваются красителями, стойкими к действию света, влаги, сухому и мокрому трению.
Красителей, которые могли бы окрашивать все виды волокон, не существует. Для красителей, окрашивающих несколько видов волокон, применительно к каждому волокну требуются разные условия обработки, часто несовместимые. Один и тот же краситель на разных волокнах дает различные оттенки окраски. Поэтому для смешанных тканей нередко используют предварительно окрашенные волокна. Кроме того, используют различные красители. Так, для крашения тканей из смеси лавсана с шерстью можно использовать дисперсные и металлсодержащие красители, для тканей из смеси лавсана с хлопком — дисперсные и кубовые или активные красители, для тканей из смеси шерсти и нитрона — катионные и металлсодержащие красители.
Получил распространение одностадийный способ беления и крашения целлюлозных тканей, в нем совмещены процессы беления (перекисью водорода) и крашения (кубозолями, прямыми светопрочными и активными красителями). Ткани характеризуются яркостью окрасок и чистотой оттенков, имеют меньше пороков (заломов, полос и т. п.); увеличивается устойчивость окраски к мокрым обработкам и трению. Крашение иногда совмещают с отвариванием и мерсеризацией.
