Свойства тканей и волокнистых материалов

Классификация волокон и тканей

Для изготовления пряжи, ниток, ткани и трикотажа применяются различные волокна. Все волокнистые материалы, из которых производится ткань, подразделяются на натуральные и химические. К натуральным относят волокна растительного и животного происхождения; к химическим — волокна искусственные и синтетические.

К натуральным волокнам растительного происхождения относят хлопок и лен.

Хлопок получают из плодов хлопчатника в основном в южных районах СССР. Это один из самых дешевых и распространенных видов волокна. Из хлопчатобумажной пряжи изготавливают бельевые, платьевые, бытовые, технические ткани и трикотаж. Из низших сортов хлопка вырабатывают вату.

Лен — стеблевое волокнистое растение, являющееся ценным сырьем для производства текстильного волокна. Лен с помощью льнотеребилок или вручную теребят: выдергивают из земли с корнем, обмолачивают семена, а соломку выстилают на земле и выдерживают под действием росы несколько недель или вымачивают в специальных бассейнах в воде. Вылежавшийся лен мнут, треплют, чтобы отделить волокна от тресты. Из тонкого льняного волокна вырабатывают бельевые, технические, тарные ткани. Из грубого волокна льна, а также конопли, джута, кенафа, кендыря изготавливают технические ткани, канаты, веревки и другие изделия.

Из волокон животного происхождения наибольшее распространение получила овечья шерсть. Наилучшее волокно получают из тонкорунных овец. К натуральным волокнам относят и шелк — продукт, выделяемый железами гусениц тутового, дубового и других шелкопрядов. Из шелка-сырца вырабатывают тонкие прочные красивые ткани и трикотаж. Волокна натурального шелка хорошо окрашиваются и скручиваются.

К натуральным волокнам можно отнести асбест — минерал, способный расщепляться на тонкие, гибкие, прочные волокна. Из асбеста вырабатывают теплоизоляционные ткани, тормозные ленты. (При рассмотрении этого минерала рекомендуется обратиться к сказу П.П. Бажова «Шелковая горка»).

Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические. Искусственные волокна в основном вырабатывают из древесины. К ним относят вискозные и ацетатные волокна. Синтетические волокнавырабатывают из каменного угля, нефти и других материалов. К ним относят капроновые, лавсановые и другие волокна. Химические волокна изготавливают выдавливанием через колпачки-фильеры расплавов синтетических смол. При этом сразу получаются нити заданной толщины, которые, минуя пряжу, сразу направляются на ткацкие фабрики. Часть химических волокон разрезают на короткие отрезки, из которых получают штапельное волокно. Штапельное химическое волокно перерабатывается в пряжу как в чистом виде, так и в смеси с натуральными волокнами.

Ассортимент химических волокон очень велик. Производство тканей из химического волокна значительно дешевле, чем из натурального. Так, из 1 м3 древесины можно изготовить 150— 180 кг вискозного волокна. Такое количество волокна собирают с 0,5 га посева хлопчатника, а шерсти настригают с 25—30 овец в течение года.

Рис. 24. Производство ткани:

1 — сырье для искусственных и синтетических волокон; 2 — получение нитей продавливанием через фильеру; 3 — процесс ткачества; 4— полотняное переплетение; 5 — саржевое переплетение; 6 — сатиновое переплетение

Прядение волокна. Прядением называют процесс образования из относительно коротких волокон непрерывной, ровной нити — пряжи, в которой волокна соединяются между собой кручением. Процесс прядения состоит из ряда последовательных операций. Так, для образования хлопчатобумажной пряжи хлопок очищают от примесей, разрыхляют, расчесывают. Из подготовленных таким образом волокон вытягиванием формируется лента. Все это делается машинами. Далее на ровничных машинах лента вытягивается и немного скручивается. Получается ровница, которая поступает на прядильные машины, где ее превращают в пряжу. Процесс изготовления пряжи из шерсти, льна, штапельных химических волокон производится на специальных машинах.

Нитки вырабатывают на прядильных фабриках. Они классифицируются по назначению. Швейные хлопчатобумажные нитки разделяются на суровые, белые и крашеные, матовые и глянцевые. Прочность ниток зависит от количества сложений и качества сырья. Количество сложений бывает различным — 3, 6, 9 и больше. В зависимости от толщины ниткам присваивают определенный торговый номер.

При ознакомлении с нитками учащиеся оформляют коллекцию, в которую включают исходные материалы для ниток и образцы ниток. Вместе с нитками учащиеся ознакамливаются с тесьмой и сутажом. Тесьма представляет собой ленту, в которой нити переплетаются под косым углом. Тесьма изготавливается из нитей различных волокон, из однородной и смешанной пряжи. Она имеет ширину от 3 до 20 мм. Из хлопчатобумажных нитей, переплетенных шелком, изготавливается особый вид плетеного материала, называемого сутажом. Его вырабатывают шириной от 2 до 4 мм. Из тесьмы и сутажа учащиеся плетут пояски и закладки.

Ткани. Способ производства ткани на ручном ткацком станке был известен с незапамятных времен. Операции в ручном ткацком станке в принципе не отличаются от операций на современных челночных станках. В том и другом случае ткань получают путем переплетения продольных нитей — основы с поперечными — утком. Основа при производстве ткани испытывает большее напряжение. Поэтому для основы берется более прочная пряжа. Основа, состоящая из многих параллельно расположенных нитей, наматывается на большую катушку — навой. Сматываясь с навоя, нити основы пропускаются через ремизки с отверстиями для нитей. С помощью ремизок одна часть нитей основы поднимается, а другая опускается. В образуемой ремизками ромбовидный зев пролетает челнок с поперечной уточной нитью. Уток специальным гребнем — бердом прибивается к опушке ткани. Вслед за этим ремизки поднимают одни и опускают другие нити основы. Так, в процессе переплетения нитей основы и утка производится ткань, которая навивается на товарный валик. Изготовление на ткацких станках ткани классифицируется по волокнистому составу, назначению, способу выработки, отделке и расцветке. По волокнистому строению ткани делятся на натуральные, химические и смешанные; по назначению — на бытовые и технические; по способу выработки — на ткани простого и сложного переплетения; по отделке — на гладкие и ворсистые; по расцветке — на одноцветные и многоцветные.

Рис. 25. Ткацкий станок

Для более наглядного изучения процессов ткачества рекомендуется приобрести для уроков трудового обучения настольные действующие ткацкие станки, выпускаемые Пресненским машиностроительным заводом. На этих станках учащиеся смогут соткать поясок, ленту, коврик и скатерть для кукол. Корпус станка изготовлен из пластмассы, не имеет острых углов, и работа на станке абсолютно безопасна. Здесь все, как на настоящем ткацком станке: имеются «заправочный крючок» — стальная проволока, «ремизка» — фигурная металлическая пластина с отверстиями для ниток, «бердо» — пластмассовая решетка для уплотнения переплетения, «навой» — товарный валик для сматывания сотканного материала. На станке можно соткать полосу ткани шириной до 110 мм.

Основная характеристика ткани зависит от способа переплетений нитей основы и утка. В полотняном (миткалевом) переплетении нити основы и утка переплетаются попеременно через одну друг с другом. Основные и уточные нити на поверхности ткани располагаются в шахматном порядке. Полотняное переплетение имеют бязь, ситец, батист, полотно и другие ткани. В саржевом переплетении нити утка перекрывают нити основы через две. При этом с лицевой стороны получаются косые рубчики. Саржевое переплетение имеют подкладочные хлопчатобумажные и шелковые ткани, некоторые шерстяные ткани, например диагональ и шевиот. В сатиновом переплетении нити утка перекрываю нити основы через четыре. Такая ткань имеет гладкую блестящую поверхность, например сатин и атлас. Путем комбинирования видов переплетения получают ткани, на поверхности которых образуются различные узоры.

Рис. 26. Классификация волокон и тканей

В настоящее время конструкторы работают над созданием машин для производства нетканых материалов. При этом частично или полностью исключается прядение и ткачество, что приводит к значительному ускорению процесса производства и удешевлению тканей. В процессе изготовления классной коллекции учащиеся закрепляют и систематизируют понятия о ткани и волокне. На коллекции необходимо показать ткани с лицевой и изнаночной сторон.

Любая ткань есть не что иное, как сплетенные между собой нитки. Продольные нити, совпадающие с кромкой, называются основными, поперечные нити - утком.

Способы переплетения нитей основы и утка:

I. Гладкие (простые):

Полотняное (миткалевое) – нити основы и утка переплетаются попеременно через одну друг с другом, т.е. в шахматном порядке. Лицевая и изнаночная стороны одинаковые. Бязь, ситец, батист, парусина, марля, полотно и др.

Рис. 27. Полотняное переплетение

Саржевое – нити утка перекрывают нити основы через две, при этом с лицевой стороны косые рубчики, располагающиеся слева направо. Подкладочные хлопчатобумажные, шелковые, шерстяные (диагональ, бостон, коверкот и шевиот).

Рис. 28. Саржевое переплетение

Сатиновое и атласное – нити утка перекрывают нити основы через четыре, гладкая блестящая поверхность. Сатин, атлас.

Рис. 29. Сатиновое и атласное переплетения

II. Мелкоузорчатые – комбинированные гладкие переплетения.

Рис. 30. Мелкоузорчатое переплетение

III. Сложные (крупноузорчатые) – сочетание различных простых переплетений основы и утка. Крупноузорчатое переплетение является основным при изготовлении декоративных тканей, ковров, гобеленов. И если на фабриках для их изготовления применяются ткацкие станки, то в народном творчестве это так и осталось ручным производством, несущим отпечаток индивидуальности мастера.

В начальных классах на уроках труда рекомендуется проведение простейших наблюдений и опытов, которые дополняют, уточняют и помогают систематизировать знания учащихся о свойствах тканей и волокнистых материалов. В процессе этих наблюдений и опытов дети получают первоначальные сведения о происхождении хлопчатобумажных и льняных тканей и ниток, первичные представления о переплетении нитей в тканях (марля, ситец), учатся различать нитки по толщине, прочности и назначению.

Большую пользу представляет серия наблюдений учащихся в процессе выполнения ими очень простого задания — изготовления самодельной нитки из комка ваты. Учитель предлагает детям рассмотреть имеющуюся у них на партах вату. В беседе устанавливается, что вата, так же как и бумага, волокнистый материал, состоящий из тоненьких волокон. Для того чтобы сделать из них длинную, прочную нитку, нужно вытянуть из клочка ваты несколько волокон (делать это нужно осторожно, чтобы не отделить волокна от всего клочка ваты). Большим и указательным пальцем правой руки вытянутые волокна скручивают в одном направлении. Получается небольшой отрезок толстой и не очень ровной нитки. Если осторожно потянуть за эту нитку, из клочка ваты вытянутся новые волокна. Их тоже скручивают в том же направлении, нитка становится длинней.

Учитель обращает внимание детей на то, что для получения длинной, ровной и прочной нитки нужны умение и терпение, необходима сноровка. Рассказывает учитель и о том, что в наше время вручную пряжа и нитки не изготовляются — эту работу во много раз быстрее и значительно лучше делают специальные машины. Учитель рассказывает детям, что для получения прочных ниток несколько нитей пряжи скручивают вместе. В зависимости от того, сколько нитей пряжи при этом берут, получают нитки в два, три, четыре, шесть и больше сложений. Раскручивая заранее приготовленные отрезки обыкновенных швейных ниток, учащиеся убеждаются, что они изготовлены из нескольких нитей пряжи. С увеличением количества сложений, рассказывает учитель, растет прочность ниток. Чтобы наглядно показать детям, что собою представляют разные сложения, некоторые учителя используют модели ниток, скручивая два, три или четыре шнурка.

Учащиеся заготовляют лоскуты ткани и куски бумаги примерно одинаковой толщины. Учитель предлагает детям попытаться разорвать бумагу и ткань. Бумага разрывается без особого труда, ткань — лишь в редких случаях. Делается вывод: ткань прочнее бумаги. По предложению учителя учащиеся тут же подыскивают два-три примера использования повышенной (по сравнению с бумагой) прочности ткани. Случается, что учителю при этом приходится задавать такие наводящие вопросы: «Почему корешки книг и папок делают из ткани, а не из бумаги?» (Переплет — одежда книги. Эта одежда должна быть прочной и красивой. Корешок переплета книги должен быть особенно прочным, иначе книга быстро выйдет из строя.) За последние годы большое распространение получили бумажные скатерти, полотенца, салфетки, с успехом заменяющие такие же изделия из ткани. А почему нельзя использовать бумагу для изготовления одежды или обивки мягкой мебели — стульев, диванов? (Бумажные салфетки, полотенца и скатерти очень дешевы и используются всего один раз. Нет необходимости в том, чтобы они были прочными. А одежда, белье, шторы, обивка мебели должны служить долго. Поэтому для них выбирают прочные ткани.)

Можно проделать еще один опыт, наглядно показывающий разницу в прочности бумаги и ткани. Заготавливают длинные полоски ткани и бумаги одинаковой ширины и толщины. К этим полоскам по очереди подвешивают какой-нибудь тяжелый предмет, например стул, пару кирпичей и т. п. (Ширина полосок подбирается учителем так, чтобы бумажная не выдержала нагрузки и разорвалась.) Учащиеся делают вывод: ткань прочнее бумаги.

Кусок бумаги и лоскут ткани погружают в воду. Намокшая бумага легко рвется: прочность ее при увлажнении резко снижается. Увлажнение ткани не сказывается (по крайней мере заметно) на ее прочности. Учащиеся вспоминают, что изделия из ткани можно стирать, отжимая излишнюю воду выкручиванием. Полезно сделать здесь один частный, но полезный вывод: бумажные детали при намазывании клеем увлажняются за счет содержащейся в нем влаги, отчего снижается их прочность. Поэтому обращаться с такими деталями при укладке их на место надо осторожно, чтобы не разорвать или растянуть их.

Большое практическое значение имеет проведение опыта, убеждающего учащихся в том, что при растяжении ткань вытягивается (удлиняется) в продольном направлении (по нитям основы) меньше, чем в поперечном (по нитям утка). Это особенно хорошо заметно на тонких тканях. Для большей наглядности на лоскутке ткани можно провести две взаимно перпендикулярные прямые линии, идущие соответственно вдоль нитей основы и нитей утка. На этих прямых откладывают по линейке отрезки равной длины, например по 15 см. Вытягивают лоскут в одном направлении и замеряют расстояние между концами соответствующего отрезка. Затем лоскут растягивают в перпендикулярном направлении и измеряют второй отрезок. Сопоставляя результаты измерений, делают вывод. На двух-трех примерах, основанных на опыте учащихся, учитель показывает важность знания этих свойств тканей при их обработке.

Несколько опытов-демонстраций следует провести и для того, чтобы наглядно показать учащимся, как, какими приемами можно отличать одни ткани от других, например хлопчатобумажные от льняных, шерстяных или шелковых.

Проводимые учащимися на уроках труда простейшие наблюдения, опыты, элементарные лабораторные работы должны всегда нести ясную и четкую образовательную, познавательную задачу, подводить учащихся к обобщениям и выводам, важным для дальнейшей практической работы детей на уроках труда и дома, давать материал для сравнений.

Опыты должны быть интересными, наглядными, простыми и доступными по содержанию и объему выполняемой работы, легко воспроизводимыми. Учителю необходимо заинтересовать учащихся не только результатом, но и процессом выполнения наблюдений и опытов, вызвать желание продолжать работу по выявлению свойств разных материалов.

Задания студентам:

1. Студентам предлагается выполнить "Коллекцию тканей" (не менее 10 видов).

2. Заполнение терминологического словаря.