Технології текстильної промисловості

У структурі легкої промисловості перше місце за вартістю валової продукції займає текстильна промисловість. До її складу входять первинна обробка сировини, бавовняна, лляна, вовняна, шовкова, нетканих матеріалів, конопледжутова, сітков’язальна, текстильно-галантерейна, трикотажна, валяльно-повстяна галузі (підгалузі й виробництва).

Текстильна промисловість виробляє продукцію груп А та Б. До групи А належать: бавовна, льон, вовна, шовк, що викорис­товуються для одержання тканин, тканини для пошиття одягу. До групи Б належать: тканини, нитки, вата, трикотаж та ін., що реалізуються в торгівлі.

Текстильні волокна

Текстильні волокна – це тверді, гнучкі тіла, які мають дуже малий поперечний переріз, обмежену довжину та придатні для виготовлення пряжі і текстильних виробів. Їх поділяють на елементарні й технічні. Елементарні волокна одиничні, непо­дільні на дрібні (бавовна, вовна, шовк, хімічні волокна). Тех­нічні волокна поділяються на елементарні, що з’єднані між собою (конопляні й лляні). Довжина волокон вимірюється в мм, поперечний переріз у мкм.

Із волокон одержують нитки (пряжу) – елементарні (це еле­ментарне волокно в декілька десятків і сотень метрів) і текс­тильні. Текстильні нитки – це тонкі, гнучкі й міцні тіла дуже великої довжини, утворені при з’єднанні разом елементарних волокон або ниток і придатні для виготовлення текстильних виробів. Їх одержують при скручуванні послідовно розміщених елементарних або комплексних волокон. Таку нитку називають пряжею.

Текстильні волокна повинні мати такі властивості: прядильну здатністю, значну міцність, гігроскопічність, гнучкість, опір стиранню, певну щільність, відносне видовження. Крім того, вони мають бути розсипчастими (легко ділитися), малоелектри­зуючими, мати мало дефектів.

Залежно від призначення текстильні волокна поділяють на натуральні та хімічні. Натуральні формуються в природі (льон, конопля, бавовна, вовна, натуральний шовк, азбест), хімічні одержують із природної (штучні) і хімічної (синтетичні) сиро­вини. Натуральні волокна є тваринного, рослинного й міне­рального походження.

Текстильні волокна – це високомолекулярні сполуки. їхні макромолекули можуть мати лінійну (бавовна, льон, шовк, хімічні) та тривимірну (вовна, синтетичні) структуру.

Бавовна – важливе текстильне волокно, яке одержують із бавовника. Довжина волокна сягає 25–40 мм, діаметр близько 20 мкм. Волокну властива висока гнучкість, міцність і зносо­стійкість, воно добре фарбується. З бавовни можна одержувати різну пряжу – від товстої для меблевих тканин, до дуже тонкої для батисту й маркізету.

Луб’яні волокна містяться в стеблах, листі, оболонці плодів різних рослин. У текстильній промисловості використовують найчастіше волокна льону. Волокна розміщені в корі льону (чи коноплі) пучками. Для відділення волокна від кори рослини вимочують, піддають термічній або хімічній обробці, миють і тріпають. Процес цей складний і тривалий. Луб’яні волокна мають високу міцність, значну довжину, більшу товщину. Тка­нини, одержані із цих волокон, грубіші. З таких волокон виго­товляють рушники, столову й спальну білизну, технічні ткани­ни, канати, тарні й мішковинні тканини.

Вовна – це волокно, яке покриває шкіру овець, кіз, верблю­дів. Ці волокна довші за бавовняні, достатньо пружні, але менш міцні. Вони зносостійкі, мало зминаються, здатні добре підтри­мувати форму виробу. На їхній поверхні є лусочки, спрямовані в одну сторону, через це вони добре зберігають тепло. З цієї ж причини при багаторазовій механічній дії у зволоженому стані тканини збиваються. Це має значення при виготовленні фетру, повсті, опорядженні сукняних тканин.

З вовняних волокон виготовляють два види пряжі – товсту, м’яку, що має невелику міцність і використовується для пальто­вих і драпових тканин, і камвольну (тонку, рівну, міцну), що використовується для виготовлення трикотажних і костюмно-платтяних тканин.

Шовк – тонкі волокна, що виділяє гусениця метелика тутово­го шовкопряда. На відповідній стадії розвитку гусениця для утворення кокона випускає тоненьку ниточку (волокно). Для одержання цього волокна кокон розмочують і розмотують. Роз­мотати кокони вдається лише наполовину. Друга частина утво­рює відходи, які переробляються на пряжу на шовкопрядильних фабриках. Розведення і утримання гусениць є складним, трудо­містким і дорогим процесом. Тому натуральний шовк дорогий. Шовкові волокна мають довжину до 600 мм, діаметр – 15 мкм. Ці волокна міцні, рівні, пружні, приємні на дотик. Із шовкових ниток виготовляють легкі платтяні і технічні тканини.

Штучні хімічні волокна одержують із целюлози деревини, бавовняного пуху, відходів бавовни (природної сировини). До цих волокон належать віскозне, ацетатне, триацетатне, мідно­аміачне та ін. Віскозне волокно в текстильній промисловості переробляється у вигляді штапелю. Це короткі волокна (35–40 мм). Вони добре переробляються, фарбуються, рівні, але неміцні (особливо мокрі). Використовують їх здебільшого з бавовною, рідше у чистому вигляді.

Синтетичні хімічні волокна одержують у результаті синтезу продуктів переробки нафти, кам’яного вугілля і природного газу. Капрон, лавсан, нітрон та ін. – синтетичні хімічні волокна. Ці волокна міцні, можуть бути різної лінійної щільності й мають велику довжину. З них виготовляють платтяні, трикотажні, технічні тканини. їх можна змішувати з іншими волокнами. Синтетичні волокна не вбирають вологу, тому при механічних діях накопичують статичні заряди.

Технологія одержання пряжі

Після первинної обробки на очисних підприємствах волокна надходять на текстильні комбінати, їх переробляють на вироби. Спочатку на прядильних фабриках одержують пряжу – нескін­ченно довгу нитку, що складається зі з’єднаних між собою силами зчеплення і крутки текстильних волокон. При скручу­ванні волокна притискаються одне до одного й розміщуються відносно осьової лінії під відповідним кутом, утворюючи гвинтові лінії.

Переробка волокон на пряжу відповідної товщини й міцності називається прядінням. Сукупність машин і процесів, за допо­могою яких волокна переробляють у відповідний вид пряжі називають системою прядіння.

Розрізняють кардну, апаратну, гребінну і меланжеву систе­ми прядіння. Вони відрізняються числом переходів, їхнім приз­наченням, видом і якістю сировини та якістю готової пряжі. Основною системою прядіння є кардна. За цією системою волокна обробляють у декілька стадій (розглянемо на прикладі бавовни): розрихлення, змішування і тріпання; кардочесання; складання і витягування стрічки; передпрядіння і прядіння.

На текстильні підприємства (прядильні фабрики) бавовна поступає в спресованому вигляді (тюками). Волокна містять велику кількість дрібних домішок, пошкоджені (короткі) волок­на, окремі волокна переплутані, зчеплені між собою у вигляді клаптів.

На першій стадії волокна піддають обробці на розпушуваль­но-тріпальних машинах. Спресована маса розривається на клап­ті (голками, зубцями), очищається від домішок і змішується. На цих машинах формується тонка волокниста стрічка відповідної товщини. Волокна розміщені хаотично, бавовна містить дрібні домішки й сміття.

На другій стадії відбувається чесання. Стрічка подається на спеціальну чесальну машину, де проходить розчісування клаптів бавовни на окремі волокна з одночасним очищенням від корот­ких волокон і домішок. Після чесання отримується пухка стрічка діаметром 1–3 см. У стрічці волокна розчесані, майже не зв’язані між собою, але не випрямлені й слабо зорієнтовані відносно осі стрічки. Сама стрічка по довжині нерівномірна.

На третій стадії стрічки складають і витягують для зменшен­ня поперечного перерізу до початкових стрічок. При цьому волокна випрямляються і стрічки вирівнюються в поперечному перерізі по довжині.

Завдання четвертої стадії – зменшити товщину стрічки до розмірів, придатних для одержання пряжі. Цю операцію вико­нують на рівничних машинах, де на витяжному пристрої прохо­дить зменшення товщини стрічки. Ця тонка стрічка називається рівницею. Для надання їй незначної міцності роблять невелику підкрутку.

Завершальна стадія проходить на прядильних машинах. Тут рівниця витягується до товщини пряжі й скручується. Одержу­ється нитка відповідної товщини й міцності. Процес прядіння найчастіше проводять на кільцевих прядильних машинах із веретенами й бігунками. Рівниця витягується до потрібної товщини і скручується за допомогою веретена. Готова пряжа намотується на шпулю, утворюючи починок.

Більш ефективним методом одержання пряжі є безверетенне прядіння на пневмомеханічних машинах. На таких машинах значно вища продуктивність, їм потрібні менші виробничі площі, нижча собівартість.

Пряжу класифікують за різними ознаками. Залежно від сиро­вини пряжа буває бавовняна, вовняна, шовкова, віскозна, бавов­нянолавсанова та ін. За способом виготовлення пряжу поді­ляють на кардну, апаратну, гребінну, меланжеву. Крім того, вона може бути однониточна, кручена й фасонна. Розрізняють також пряжу для тканин, трикотажну, подальшого скручування (для ниток), для спеціальних виробів (сіток).

Пряжа повинна забезпечувати такі вимоги:

- мати задану лінійну щільність із мінімальними відхилен­нями й бути рівною по довжині;

- володіти заданою міцністю з мінімальними відхиленнями міцності по довжині;

- мати задану крутку й бути рівномірною за круткою;

- володіти заданим видовженням та жорсткістю при розтя­гуванні з мінімальними відхиленнями цих показників по довжині;

- бути чистою з мінімальною кількістю забруднень і дефектів.

Починок із пряжею повинен мати правильну форму, рівно­мірну щільність і, по можливості, максимальні розміри. Порушення цих вимог призводить до підвищеної обривності пряжі при її переробці й зниження якості виробів.

У тканині нитки розміщені взаємоперпендикулярно й зв’яза­ні між собою шляхом переплетення. Нитки, що розміщені вздовж тканини, називаються основними, нитки, розміщені впоперек тканини, пітканні. Їхні властивості й способи підго­товки до ткацького виробництва дещо різні. Найбільш важли­вим і тривалим є процес підготовки основних ниток. Для одер­жання ниток більшої довжини їх перемотують на бобіни (циліндричні або конічні). У процесі перемотування пряжа дещо очищається від пуху, забруднень, дефектів прядіння, натягу­ється, видаляються слабкі місця. На одну бобіну витрачають 15–16 починків. Далі йде процес снування, тобто намотування на спеціальний снувальний циліндричний вал паралельно одна одній 200–600 ниток. При цьому натяг ниток має бути якомога однаковим, постійним і мінімальним. З метою підвищення опору навантаженням розтягування, згинання, тертя основні нитки шліхтують. Для цього їх пропускають через гарячу клейку речовину, яка називається шліхтою. У якості шліхти використовують крохмаль, казеїн, рослинні білки, целюлозні ефіри, борошно та ін. Після шліхтування збільшуються товщина й маса ниток, вони стають гладенькими, зменшується їхня обривність.

Щоб на верстаті формувати тканину відповідного перепле­тення, здійснюють пробирання й прив’язування ниток. Основні нитки просувають через відповідні елементи ткацького верстата (ламелі, ремізки, бердо) так, щоб вони постійно розділялися і утворювали зів для пропускання пітканої нитки. Пробирання можна проводити вручну, напівмеханічним і механічним способами.

Піткані нитки іноді перемотують, піддають зволоженню та емуль­суванню. А часто використовують без підготовки.

Виготовлення тканин на ткацькому верстаті

З основної і пітканої пряжі, підготовлених певним чином, на ткацькому верстаті виготовляють тканину (рис. 14. 4).

Рис. 14.4. Схема ткацького верстата.

Навій 1 установлюється в гнізда верстата. Основні нитки 2 змотуються з навоєм 1, огинають валик (скало) 3, проходять через ламелі 4 й галіва ремізок 5. За допомогою ремізок основні нитки розділяються на дві частини, утворюючи простір – зів. Далі нитки проходять у зубці решітки берда 6, що рівномірно розподіляє їх по ширині верстата. Частина основних ниток, що проходять через вічка однієї ремізки, періодично піднімається або залишається на місці, а друга їхня частина, що проходить через вічка другої ремізки, у той же час опускається. В утво­рений між нитками зів швидко прокидається човник 7 і залишає там піткану нитку. Далі пітканна нитка за допомогою берда 6 прибивається до краю тканини 8. У наступний момент підні­мається ремізка, що внизу, і опускається та, що була зверху. В утворений зів прокидається човник. Такі операції повторю­ються. Вироблена тканина відводиться постійно із зони її утворення вальяном 10, огинаючи при цьому спеціальну опору – грудницю 9. Після цього тканина намотується через натяжний валик 11 на товарний вал 12.

Ткацькі верстати є різні. Їх групують за різними ознаками – за принципом формування тканин, за способом прокладання пітканної нитки, залежно від конструкції окремих механізмів тощо.

Техніко-економічні показники

Процеси одержання тканин високопродуктивні, з високим ступенем автоматизації. Сучасні ткацькі верстати дають змогу одержувати тканини високої якості, з малою кількістю дефектів. Ефективними є безчовникові верстати. У них відсутній човник, а прокладання пітканної нитки здійснюється струменем води, повітря, рапірами, малорозмірними ниткопрокладачами. Такі верстати мають високу продуктивність. Перспективним є засто­сування ткацьких верстатів з електронними системами управ­ління, автоматизованих виробництв із використанням робото­технічних засобів і мікропроцесорної техніки.

Важливим напрямком удосконалення текстильного вироб­ництва є забезпеченність сировиною, поліпшення її якості, переорієнтація на використання іншої сировини, запровадження прогресивних технологій, виробництво тканин, що відповідають сучасним запитам.

Тканини, їхня будова, властивості, опорядження

Тканини за призначенням поділяють на побутові, технічні та спеціальні. Побутові тканини використовують для виготов­лення одягу й предметів домашнього вжитку. Технічні тканини вико­ристовують для виготовлення транспортерних стрічок, пасів, корду та інших технічних виробів. Спеціальні тканини викорис­товують в оборонній промисловості, для захисту від шкідливих дій та ін.

Асортимент побутових тканин дуже різноманітний. їх поді­ляють на класи (одежні, декоративні, вологопоглинальні), під­класи (бавовняні, лляні, вовняні, шовкові, хімічні), групи, арти­кули. Одежні тканини бувають пальтові, костюмні, платтяні, білизняні, підкладочні та ін. Залежно від обробки (опорядження) тканини можуть бути суровими, строкатими тощо. Крім цього, тканини розрізняють за їхньою масою, шириною та іншими властивостями.

Техніко-економічні характеристики тканин:

1. Лінійні розміри тканин. Тканини бувають метражні й штучні ткані вироби. Метражні тканини випускають у вигляді кусків (відрізків, довжиною в декілька десятків метрів). Штучні вироби випускають окремими закінченими виробами (скатерти­ни, ковдри, хустки та ін.). Ширина тканини залежить від й призначення і коливається в межах 80–150 см. Ткані вироби шириною до 30 см називають стрічками й тасьмою. Довжина кусків може бути 50–150 м і більше.

2. Щільність тканин. Розрізняють щільність за основою і за пітканням. Щільність тканин за основою – це кількість ниток основи, що припадають на 1 або 10 см ширини тканини, щіль­ність за пітканням – кількість пітканих ниток, які припадають на 1 або 10 см довжини тканини. Якщо щільність за основою і за пітканням однакова, тканину називають рівнощільною (урівно­важеною), якщо щільність різна – тканина неврівноважена.

3. Міцність – здатність тканини чинити опір розриванню. Для визначення міцності смужки тканини шириною 5 см розривають на спеціальному приладі.

4. Видовження – збільшення довжини зразка при дії на нього розтягуючих сил. Оцінюється у відсотках від початкової довжини.

5. Усадка – зменшення розмірів тканини при експлуатації (прання, прасування). Велика усадка тканин є негативним явищем.

6. Жорсткість – опір тканин до змін форм. Найбільше значення має жорсткість при згинанні.

Крім того, тканинам властиві деякі інші характеристики, наприклад, драпірування, зминання, гігроскопічність, опір сти­ранню, водопоглинання, повітропроникність, водопровідність, теплостійкість тощо.

Будова тканин характеризується: лінійною щільністю основ­ної і пітканної пряжі; щільністю тканин за довжиною і шири­ною; переплетенням пряжі в тканині. При заданих параметрах пряжі й щільності тканин за рахунок різних переплетень можна отримати тканини, що відрізняються зовнішнім виглядом, фізико-хімічними та експлуатаційними властивостями.

Переплетенням тканин називають порядок перехрещування в ній основних і пітканих ниток. У результаті перехрещування цих ниток на поверхні тканини виступають або основна, або піткана нитка. Місце, де основна нитка проходить над пітканою, називається основним перекриттям, а те, де піткана нитка проходить над основною – пітканим перекриттям. Перекриття можуть по-різному чергуватися, створюючи відповідний малю­нок переплетення. Малюнок переплетення тканини, що повто­рюється, називається раппортом.

Для зображення переплетення використовують папір у клітинку. Там, де основне перекриття, клітинку замальовують, де піткане – вона чиста (рис. 14.5).

Рис. 14. 5. Малюнки переплетення тканин

Усі ткацькі переплетення поділяють на чотири класи:

- головні, або прості (полотняне, саржове, атласне, сатинове);

- складні (багатошарові, мішковинні, петельні, ворсові, ажурні);

- дрібноузорчасті (репс, саржа посилена, рубчик, вафелька та ін.);

- великоузорчасті (жакардові, складні узори).

Тканина, вироблена на ткацькому верстаті, називається суровою. У такому вигляді її використовують рідко. Основна маса тканин облагороджується, тобто піддається опорядженню.

Технологічний процес опоряджувального виробництва вклю­чає в себе декілька переходів. Для кожної тканини він залежить від її характеристики й призначення. Проте в будь-якому випадку кожне опоряджувальне виробництво поділяється на основне й допоміжне.

Основне виробництво включає такі операції технологічного процесу:

1. Підготовка сурових тканин до фарбування і друкування. Цей процес включає декілька переходів. Спочатку сурові тканини на складі приймають із ткацьких фабрик, проводять контроль і встановлюють процент браку, підбирають партії. Далі проводять обпалювання, мета якого – видалити з поверхні тканини кінчики волокон і вузлики. Для цього застосовують спеціальні машини, де швидкість руху тканин 50–250 м/хв. Після обпалювання проводять розшліхтування, тобто видалення із тканини шліхти. Для цього тканину просочують розчином сірчаної кислоти або лугу при температурі 30°С, залишають на 12–18 год і промивають водою. Для видалення залишків крох­малю, воскоподібних, жирових, пектинових та азотомістких речовин тканини відварюють. Для цього використовують луг з содою і різні поверхнево-активні речовини. Для повного вида­лення із тканини природних домішок, видалення речовин, які надають тканині сірого відтінку, її знебарвлювання, проводять вибілювання, використовуючи гіпохлорит натрію, перекис водню та ін. Після вибілювання тканина готова до випуску або направляється на наступні операції. Бавовняні тканини ще піддають мерсеризації. Це короткочасна обробка концентро­ваним розчином лугу з метою зміни фізико-хімічних властивос­тей і структури волокон, у результаті чого підвищується їхня міцність і здатність до фарбування.

2. Фарбування тканин. Це процес, при якому тканині надають забарвлення відповідного кольору шляхом нанесення барвників та їх фіксації. При фарбуванні молекули барвників із розчину проникають в пори набухлих волокон і втримуються там хіміч­ними або фізичними силами. Тканини повинні забарвлюватися рівномірно, барвники втримуватися міцно. При цьому не мають погіршуватися фізико-механічні властивості тканин. Барвники є натуральні й хімічні, водорозчинні, розчинні при відновленні в лужному середовищі та утворювані на волокні (у результаті окислення деяких амінів). Для покращення якості тканин при фарбуванні використовують допоміжні матеріали, так звані поверхнево-активні речовини. Процес фарбування проводять на спеціальних машинах.

3. Друкування тканин. Це нанесення на тканину барвника у вигляді малюнка, тобто багатоколірне зображення окремих ділянок тканини. За своєю суттю хімічні процеси, що проті­кають при фарбуванні й друкуванні, подібні. Проте, для нане­сення барвника методом друкування потрібні відповідні умови й обладнання. Малюнок повинен мати чіткі межі, окремі елементи малюнка повинні щільно прилягати один до одного, без просвітів.

Існує ще завершальне опорядження. Це механічні (сушіння, каландрування, розширення) і хімічні (просочення клеєм, крох­малем, синтетичними речовинами, декстрином) процеси. І насамкінець здійснюють контроль якості готових тканин. Пофарбовані тканини перевіряють на стійкість фарбування, до тертя (сухого й мокрого), дії мила й поту, білі – на ступінь і стійкість білизни.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: