лабораторний практикум

а б в г д Рис. 3.4 Повздовжній вид та поперечний переріз вовняних волокон: а) – овеча

вовна, б) –козяча вовна (мохер), в) – верблюжа вовна. Збільшення 500х г) – вовна альпака, д) кашемір. Збільшення 240х.

Лускатий шар волокна складається з найтонших рогоподібних пластинок (лусочок), що утворюють зовнішній покрив волокна. Їх форма, розташування, кількість лусочок, що приходиться на 1 мм довжини волокна, різні у різних видів волокон. Лускатий шар характеризується більшою механічною міцністю і хімічною стійкістю, чим інші шари, і, таким чином, він виконує роль природного захисного покриву. Він впливає на характер блиску волокна тому, що те або інше

33

Серцевинний шар займає центральну частину волокна і складається з кліток, порожнини яких заповнені повітрям. Розміри цього шару коливаються в значних межах. Наявність каналу є ознакою грубого волокна зі зниженою межею міцності.

Увідповідність з особливостями будови розрізняють кілька видів вовняних волокон: пух, перехідний волос, ость і мертвий волос (рис. 3.5). Пух – найбільш тонке звите волокно, має круглий поперечний переріз і складається з двох основних шарів: зовнішнього – лускатого і внутрішнього – коркового. Лусочки в пуху подібні кільцям з нерівними краями, уставленими одне в одне. Корковий шар складається з веретеноподібних клітин фібрилярної структури довжиною 80 - 90 мкм та товщиною 4 мкм. Клітки розташовані вздовж осі волокна і склеєні міжклітинною речовиною, яка при хімічних впливах розпадається раніше, ніж кератин веретеноподібних кліток. Поперечний зріз пуху круглий та має діаметр 14-

25 мкм.

Уперехідного волоса, на відміну від пуху, крім лускатого і коркового шарів,

всередині є ще і третій шар – серцевинний, заповнений пластинчастими клітками, що лежать одна над іншою і розташованими перпендикулярно веретеноподібним кліткам коркового шару. Він зустрічається лише на коротких ділянках.

Ость значно товща і грубіша за пух, майже не має звитості. Лусочки, що покривають волокно, мають форму окремих пластинок. Поряд з лускатим і корковим шарами ость містить досить розвинений серцевинний шар, що проходить по всій довжині волокна. Ость має черепицеподібні лусочки, серцевинний шар займає від 1/3до 2/3 від товщини волокна. Поперечний зріз має неправильну форму з діаметром в середньому 35-50 мкм.

Мертвий волос – найбільш грубе, не звите волокно. Воно вкрите великими пластинчастими лусочками, має вузьке кільце коркового шару і дуже велику серцевину. Поперечний переріз ості та мертвого волоса має неправильну овальну форму, діаметр волокна складає завбільшки 50 мкм.

За хімічним складом вовна належить до білкових сполук типу кератинів і характеризується наявністю сірки поряд з вуглецем, воднем та киснем.

Натуральний шовк

Тонкі довгі нитки, які в природних умовах формують гусениці метеликівшовкопрядів, називають натуральним шовком. Ці волокна гусениця формує за допомогою шовковиділюваної залози для створення навколо себе оболонки, яку називають коконом. Нитка кокону складається з двох елементарних шовковин, склеєних між собою серіцином. Елементарне волокно представляє собою сплюснутий циліндр, а поперечний переріз має форму сплющеного овалу. Зовні на волокні помітні потовщення, тріщини, кінчики шовковин. Після відварювання шовку-сирцю в гарячому мильному розчині серіцин розчиняється, і коконна нитка поділяється на дві складові шовковини (рис. 3.6).

34

а б Рис. 3.6. Повздовжній вид та поперечний переріз шовкових волокон: а) тутового

шовкопряду, б) дубового шовкопряду Збільшення 500х

Штучні волокна

Віскозні волокна

Віскозне волокно (рис. 3.7. а) представляє собою продукт регенерованої целюлози, що отримують осадженням целюлози з розчину. Модифіковані віскозні волокна – сіблон та полінозне волокно мають циліндричну форму. Віскозні волокна мають часті повздовжні риски, які представляють собою грані щербин та звивин.

а) б) в)

Рис. 3.7. Повздовжній вид та поперечний переріз штучних волокон: а – віскозних, б – діацетатних, в – триацетатних.

При розгляданні поперечного зрізу віскозних волокон спостерігається нерівномірність структури зовнішнього та внутрішнього шарів, при цьому поперечний зріз має звивистий контур.

35

Ацетілцелюлозні волокна

На відміну від віскозних ацетілцелюлозні волокна за своїм хімічним складом не є целюлозою, а представляють собою складний ефір целюлози та оцтової кислоти з різним ступенем етерифікації. Розрізняють первинні, або триацетатні, та вторинні, або діацетатні волокна. Ацетілцелюлозні волокна формують у вигляді комплексних ниток (85-90%) та штапельованих волокон (10-15%). Моноволокна можуть мати округлі або профільовані поперечні перерізі (рис. 3.7). Поперечний зріз цих волокон має складний контур з глибокими впадинами, які виникають в результаті випарування розчинника в процесі формування волокон. Поперечний зріз ацетатних волокон більш плавний. За характером обробок розрізняють наступні волокна: нефарбовані – блискучі й матові; фарбовані у масі – блискучі й матові, вибілені звичайні або з оптичними відбілювачами.

Синтетичні волокна

а) б) в) г) д)

Рис. 3.8. Повздовжній вид та поперечний переріз синтетичних волокон: а – поліамідне Найлон блискуче,

б – поліамідне Найлон трьохпелюсткового поперечного перетину

матоване,

в – поліакрілонітрильне, г – поліефірне трьохпелюсткового поперечного перетину,

д – поліетиленове напівматоване

Синтетичні волокна та елементарні нитки отримують з високомолекулярних речовин, які синтезуються з низькомолекулярних сполук.

Синтетичні волокна та елементарні нитки (рис. 3.8) мають різноманітну будову. Поверхня синтетичних волокон досить гладка, поперечний переріз зумовлений формою отвору та способом отримання – із розплаву чи розчину. Так, традиційні поліамідні та поліефірні волокна мають циліндричну форму. Для нітронових та хлоринових волокон характерні неправильні форми поперечного

36

перерізу з зрізаними в різному ступеню краями.

Профільовані волокна мають складну конфігурацію поперечного перерізу. Для матованих хімічних волокон характерна наявність непрозорих точок (слідів речовини, яка надає матовість) як у поздовжньому вигляді, так і у поперечному перерізі.

Таблиця 3.2

Таблиця 3.3

Штучні текстильні волокна

Синтетичні текстильні волокна

Таблиця 3.4

Розпізнавання волокон рослинного та тваринного походження за характером горіння

При спалюванні волокон встановлюють запах продуктів горіння, що виділяються, швидкість та характер горіння, поведінку після видалення з полум’я, характер залишку після спалювання.

Волокна, які досліджуються, повинні бути щільно скручені в джгутик для того, щоб зменшити швидкість горіння.

В процесі горіння зразок повинен бути нерухомим. Його повільно вводять до краю полум’я горілки. При наближенні зразка до полум’я необхідно відмітити поведінку зразка (плавиться, скручується, скорочується, обвуглюється або згоряє поблизу полум’я). Коли зразок знаходиться у полум’ї, слід звернути увагу, чи відбувається горіння, чи продовжується воно, якщо волокно видалити з полум’я. При цьому відмічають запах продуктів горіння, а також кількість золи, її форму, колір та густину. Спостереження пропонується фіксувати у вигляді таблиці 3.5.

Характер горіння натуральних волокон

Волокна рослинного походження (бавовна, льон) горять жовтим полум’ям; при горінні не плавляться, не змінюють форми при піднесенні до полум’я; горять

37

повністю; після спалення утворюється попіл світло-сірого кольору. При згоранні відчувається запах паленого паперу.

Волокна тваринного походження (вовна, шовк) при піднесенні до полум’я горять повільно, розплавляються та скручуються у напрямку від полум’я, із запахом паленого пір’я, при видаленні з полум’я тухнуть. При спаленні утворюється кулька чорного кольору, яка легко розтирається.

Таблиця 3.5

Характер горіння хімічних волокон

Ацетатні, триацетатні волокна, нітрон – при піднесенні до полум’я

волокна плавляться, а нерозплавлена частина не усаджується; при видалені з полум’я волокна продовжують горіти з плавленням; вид залишку – неламка, спечена кулька; при горінні з’являється слабкий запах оцтової кислоти (ацетатні та триацетатні волокна); нітрон горить без характерного запаху.

Поліамідні та поліефірні волокна – при піднесенні до полум’я плавляться без характерного запаху, нерозплавлена частина усаджується в напрямку від

полум’я. Вид залишку (попіл) – тверда кулька від жовтуватого до темного кольору (в залежності від кольору самого волокна); з розплаву можна витягнути довгі нитки, якщо розплавлені кінці прижати до корпуса горілки.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Які особливості будови бавовняних волокон різного ступеню зрілості?

2.Які особливості будови елементарного та технічного волокон льону?

3.Які типи вовняних волокон вам відомі?

4.Які особливості будови шовкової коконної нитки?

5.Які відмітні ознаки повздовжніх видів поперечних зрізів для штучних волокон вам відомі?

6.Які відмітні ознаки повздовжніх видів поперечних зрізів для синтетичних волокон вам відомі?

38

Лабораторна робота № 4

Визначення основних структурних характеристик текстильних ниток

Мета роботи – вивчити методи визначення лінійної густини, показників скручення, укрутки пряжі і швейних ниток

ЗАВДАННЯ

1.Визначити характеристики структури пряжі та швейних ниток.

2.Ознайомитись з будовою та принципом дії мотовила, вагового квадранту, торсійних вагів та круткоміру (КУ-500-2М).

3.Підготувати проби та провести випробування для визначення лінійної густини, напрямку крутки, кількості скручень, кількості складань та укрутки пряжі та швейних ниток.

4.Визначити нерівномірність ниток за показником лінійної густини.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Визначення лінійної густини, діаметру пряжі та швейних ниток

Лінійна густина ниток Т, текс, визначається як маса одиниці довжини за формулою (4.1):

Для вимірювання лінійної густини застосовуються також наступні одиниці вимірювання: мілітекс, децітекс, кілотекс. Лінійну густину визначають числом, за яким йде назва одиниці вимірювань. Наприклад: 300 мтекс, 50 текс, 35 дтекс 1 текс = мг/м = г/км

Лінійну густину кручених та трощених ниток називають результуючою лінійною густиною.

Лінійну густину та результуючу лінійну густину ниток та пряжі виділяють як номінальну, фактичну та кондиційну.

Номінальна лінійна густина Тн – це лінійна густина одиночної нитки, яка запроектована до виробітку.

Результуюча номінальна лінійна густина Rн – це лінійна густина крученої або трощеної нитки, що призначена до виробітку, яка визначається з урахуванням укрутки для кручених ниток.

Фактичну лінійну густину Тф пряжі або швейної нитки та фактичну результуючу лінійну густину Rн визначають за формулою (4.2) після кондиціювання та зважування елементарних проб матеріалу:

39

де ∑m – загальна маса елементарних проб; l – довжина нитки в елементарній пробі, м; n – число елементарних проб.

Кондиційна лінійна густина Тк пряжі або швейної нитки та кондиційна результуюча лінійна густина Rк являють собою фактичну лінійну густину відповідно одиночної або крученої (трощеної) нитки, яка приведена до нормованої

де Wн – нормована вологість ниток, %; Wф – фактична вологість ниток, %. Показники лінійної густини є непрямими характеристиками товщини ниток.

Чим більше показник лінійної густини, тим товща нитка. Однак, порівнювати за цим показником можна тільки товщину ниток однакового волокнистого складу та будови. Відносне відхилення кондиційної лінійної густини Тк від номінальної Тн визначається за формулою(5.4):

Діаметр пряжі та ниток визначають розрахунковим або експериментальним шляхом.

Розрахунок діаметру швейної нитки d, мм, ведеться за формулою (4.5):

де δ – середня густина ниток, г/см3, або мг/мм3.

Експериментально діаметр ниток визначають за допомогою проекційних приладів або мікроскопів з окулярним гвинтовим мікрометром, або з окуляром, що має окулярний мікрометр.

Тонину пряжі та ниток інколи характеризують також номером N, який визначається за формулою (4.6):

де L0 –довжина зразка, мм, м, км; m – маса зразка, мг, г, кг.

Для порівняння номеру N та лінійної густини, використовують співвідношення:

TN 1000. (4.7)

Визначення характеристик скрученості пряжі та швейних ниток

Скрученість забезпечує зв’язок між елементами нитки. Збільшення сил

40

тангенційного опору волокон, яке відбувається завдяки ущільненню маси при скручуванні, дає змогу отримати пряжу з волокон порівняно невеликої довжини. При цьому міцність пряжі та інші властивості залежать від ступеня (інтенсивності) скручування. Скручуванням декількох ниток (пряжі) отримають більш товсту, міцну та рівномірну нитку. Використовуючи різну інтенсивність та способи скручування, отримають також нитки з різними зовнішніми ефектами та об’ємністю.

До характеристик будови ниток відносять напрямок крутіння. При правому напрямку крутіння (Z) окремі складові нитки направлені зліва вверх направо, а при лівому (S) – справа вверх наліво.

Для ниток, що скручені у декілька прийомів, напрямок скручування може змінюватись для кожного періоду скручування Z/Z/S або Z/S/Z. Таке чергування скручування необхідне для урівноваження скрученості крученої пряжі, а також швейних ниток.

Застосування ниток та пряжі з різним та однаковим напрямком крутіння порізному сприяє зовнішньому оформленню тканин, а також надає їм деякі властивості. Якщо скрученість основних та уточних ниток у тканині має однаковий напрямок, то малюнок переплетення виступає більш чітко. Якщо нитки основи та утоку мають різний напрямок в момент крутіння, то в тканині витки розташовані в одному напрямку, завдяки чому полегшуються процеси начісування ворсу та валки тканин.

Скрученість ниток характеризується числом скручень К, яке вказує кількість витків навколо осі нитки, яке припадає на одиницю довжини нитки до розкручування. Величина скрученості для різних видів пряжі та ниток може бути різною та коливатися в межах від 80 до 3200 скручень на 1 м.

Величина скрученості залежить від лінійної густини, інтенсивність її пов’язана з лінійною густиною пряжі та ниток, але показник скрученості К не характеризує інтенсивність скручування в залежності від лінійної густини пряжі та ниток.

Номінальне число скручень Кн – число скручень на 1 м, яке встановлюється нормативно-технічною документацією.

Фактичне число скручень Кф – число скручень на 1 м, яке визначають дослідним шляхом. Його розраховують за формулою (4.8):

де n – це кількість випробувань; L0 – затискна довжина, м; Кі – число скручень в окремих випробуваннях.

Для визначення фактичного числа скручень ниток застосовують метод розкручування та метод подвійного скручення.

41

Метод безпосереднього розкручування полягає в розкручуванні відрізка нитки, що закріплений в затисках круткомеру, до повної паралелізації складових нитки. При методі подвійного скручування відрізок нитки спочатку розкручують, а потім закручують до первинної довжини і фіксують подвійне число скручень. Метод визначення числа скручень обирають в залежності від виду ниток та їх лінійної густини.

Величину скорочення нитки в процесі скручування характеризують укруткою. Укрутка У – це різниця між початковою довжиною L0 мм та довжиною нитки після розкручування L1, мм, виражена у відсотках від початкової довжини:

де L1 – довжина проби після розкручування, мм; L0 – затискна довжина проби, мм;

а - укручення проби, мм.

Відхилення фактичного числа скручень від номінального, %, розраховується за формулою:

де Кн - номінальне число скручень на 1 м, кр/м.

Для оцінки інтенсивності скручування волокон у пряжі або нитках використовують комплексний критерій – коефіцієнт скручування ниток α, який визначають за формулою:

де Тф – фактична лінійна густина ниток, текс; 100 – поправочний коефіцієнт.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РАБОТИ

Визначення лінійної густини пряжі та ниток

Випробування проводять шляхом зважування проб у вигляді пасм, які мають довжину ниток 200, 100, 50, 25, 20, 10 та 5м, або відрізків, що мають довжину 1 та 0,5 м. Вид елементарних проб (пасми або відрізку), їх довжина та кількість встановлені для кожного виду ниток відповідною нормативно-технічною документацією. Похибка зважування не повинна перевищувати 0,5% маси, що зважується. Перед приготуванням пасм та відрізків з пакувань ниток змотують не менше 10 м ниток верхнього шару.

42