9.2. Текстильна промисловість

Текстильна промисловість — одна з найбільш великих галу­зей легкої промисловості. У її склад входить ряд спеціалізованих підгалузей: бавовняна, вовняна, шовкова, лляна, пенько-джуто-ва, текстильно-галантерейна, трикотажна, виробництво нетка­них матеріалів.

При класифікації традиційних підгалузей за основу бралася ознака сировини, що переробляється: для вовняної — вовна, лля-

397

ної — льон, бавовняної — бавовна, шовкової — шовк, конопле-джутової — льон, коноплі, кенаф і інші луб'яні волокна. Нові підгалузі текстильної промисловості (виробництво трикотажних і нетканих текстильних матеріалів) у порівнянні з ткацьким ви­робництвом дозволяють підвищити продуктивність устаткуван­ня, а це означає значний ріст продуктивності праці і менші капіталовкладення.

Прядильне виробництво тканини складається з прядіння, ткацт­ва й обробки, відповідно складає прядильне, ткацьке й оздоблюва­льне виробництва. Призначення прядильного виробництва — з ок­ремих волокон, що надходять на фабрику у виді сильно спресова­них стосів, одержати визначеної тонини пряжу. При цьому застосо­вують три основні системи прядіння: кардну, гребену чи апаратну.

При найбільш розповсюдженій кардній системі переробля­ють всю середньоволокнисту бавовну чи хімічні волокна довжи­ною до 40 мм. З бавовни різних сортів складають суміш, її розпу­шують і розчісують за допомогою голчастих (кардних) повер­хонь, утворюють стрічку. Потім стрічку скручують і на ровнич-них машинах одержують більш тонкий продукт — ровницю. На кінцевій прядильній машині ровницю протягають через витяж­ний апарат, де вона стає ще тонше, а потім за допомогою швид-кообертаючого (до 18 тис. об/хв.) веретена скручується і намо­тується на шпулю. На одній прядильній машині, як правило, ус­тановлено до 500 веретен.

Зараз кільцеві прядильні машини веретенного прядіння заміняють безверетенними пневмопрядильними машинами. Пневмомеханічним способом виробляють більш 60% бавовняної пряжі. При цьому способі роз'єднані волокна під дією повітряно­го потоку подаються в швидкообертаючу прядильну голівку пневмо механічної прядильної машини, де з них формується пря­жа. Пряжа пневмомеханічного прядіння більш рівномірна за вла­стивостями, ніж пряжа з кільцепрядильних машин.

Гребену пряжу одержують з довговолокнистої бавовни. Вона тонша, міцніша і чистіша, ніж кардна. Процес гребеного прядіння відрізняється від кардного тим, що після чесальних чи стрічкових машин у нього введена операція гребеного прочосу. При цьому прочосі волокна розпрямляються, від них відокрем­люються бур'янисті домішки і короткі волокна.

Апаратне прядіння застосовують для виготовлення більш то­встої бавовняної пряжі з коротковолокнистої бавовни і відходів

398

текстильного виробництва. Волокнисту масу після чесання розділяють на смуги, що потім скачують (зсукують) у ровницю. З ровниці на прядильних машинах виробляють пряжу. Пряжа при цьому виходить менш рівною, але більш пухкою.

За волокнистим складом пряжа може бути однорідною (з во­локон одного виду сировини) чи змішаною. У суміш підбирають волокна, що поліпшують властивості основного волокна. Так, добавка лавсанових волокон до бавовняного підвищує зно­состійкість і водостійкість тканини.

Розрізняють однониткову, трощену і кручену пряжу. Одно-ниткову пряжу виготовляють на прядильних машинах скручу­ванням окремих волокон. Трощену пряжу одержують із двох більш складених, але не скручених ниток. Кручену пряжу — од­но- і багатокрутну, фасонну й армовану — виготовляють на кру­тильних машинах. Однокрутну пряжу одержують скручуванням двох чи трьох ниток однакової тонини. Багатокрутна пряжа на відміну від однокруточної скручена більш рівномірно, тому що трохи круток зі зміною напрямку закріплюють нитки і поперед­жають петлеутворення. Фасонну пряжу одержують, обвиваючи серцевинну нитку ниткою більшої довжини, що створює на по­верхні різні вузлики, спіралі і т.п. Армована пряжа складається із сердечника, як правило з хімічних волокон (комплексних), опо­витого бавовняними штапельними чи хімічними волокнами, що захищають її від дії сил тертя, тепла й інших факторів.

Ткацьке виробництво призначене для виготовлення пряжі різних видів тканин тканням. Спочатку перед виробленням тка­нини на ткацькому верстаті нитки проходять визначену обробку, що додає ниткам основи гладкість і міцність. Для цього виконують кілька операцій — снування (перемотування основної пряжі з бобін на вал), шліхтування і сушіння (див. рис. 9.1).

Тканини утворюються переплетенням подовжніх ниток, що називаються основою, з поперечними нитками — утоком.

На рис. 9.2 показано схему роботи човникового ткацького верстата.

Прошліхтовану основну пряжу 2 намотують на навой /. Потім нитки основи пропускають у ремізки 3 і бердо 5. Ремізки уявляють собою рамку з двох планок, з'єднаних галевами 4, що мають вічка, в які і пропускають нитки основи. Для вироблення тканини 8 полотняного переплетення застосовують дві ремізки. При підйомі однієї з них піднімається половина ниток (напри-

399

400

клад, усі парні), а інша опускається. Між ними утворюється зів, у який і пролітає човник б, протаскуючи утокову нитку 7. Далі ремізки міняються місцями і човник пролітає через новий зев у зворотному напрямку. Бердо, що уявляє собою дерев'яну планку з металевими зубами, присуває утокову нитку до попередньої утокової нитки. І так все повторюється знову. Човникові ткацькі верстати низькопродуктивні (не більш 5 м/год). У тканин, що ви­робляються на них, мають різні властивості по площі. Відбу­вається це від того, що утокові нитки неоднаково натягаються.

Зараз освоєно нові способи одержання тканини на безчовни­кових ткацьких верстатах. Створені також багатозівні ткацькі верстати з одночасним прокладанням утокових ниток у декількох зівах, утворених основними нитками. На деяких вер­статах утокову нитку протаскує мікрочовник — легка пластина. У результаті зниження маси човника, зменшення ширини зіва, а також збільшення швидкості прокладки утокової нитки продук­тивність таких верстатів виросла до 15 м/год.

Незважаючи на ці удосконалення, застосовуваний процес тка-неоутворення не можна вважати перспективним і через недостат­ню продуктивність машин, і через численні витяжки пряжі в ре­зультаті яких пряжа втрачає частину своїх пружних властивостей.

Тканини, що одержують на ткацьких верстатах, називають суворими. Обробка суворих тканин складається з комплексу фізико-механічних і хімічних процесів, спрямованих на додання їм кращого зовнішнього вигляду і особливих властивостей — незминаємості, водостійкості, безусадочності й ін.

Спосіб обробки тканин залежить від природи волокна, виду матеріалу і його призначення. Процес обробки складається з трьох груп операцій: очищення і підготовки, відбілювання і фар­бування чи друкування малюнка і заключної обробки.

Бавовняні тканини обпалюють над газовим полум'ям чи розпеченими плитами, вилучаючи з поверхні тканини окремі кінці волокна, що стирчать, від чого тканина стає гладкою і краще фарбується. Потім видаляють шліхту, відварюючи тканину у воді і промиваючи її. Для вилучення жирових, воскоподібних і пекти­нових речовин тканини відварюють у лужних розчинах.

Після відварювання тканини відбілюють окислювачами — гіпохлоритом натрію чи пероксидом водню. Деякі тканини після відварювання далі не обробляють. Для додання тканині блиску, підвищення міцності, гігроскопічності і здатності краще офарбову- 401

ватися проводять мерсеризацію — обробку тканини концентрова­ним водяним розчином гидроксида натрію. Для одержання ворсо­вих тканин типу байки, фланелі, вельвету виконують ворсування.

Фарбують тканини синтетичними чи органічними барвника­ми в один колір (гладкофарбовані) чи наносять малюнок мето­дом друкування.

Меланжеві тканини виготовляють із пряжі, що складає із суміші пофарбованих волокон, а строкато ткані — з використан­ням для основи й утоку пряжі різних кольорів. При заключній об­робці тканини апретують — просочують крохмальним розчином чи спеціальними препаратами. Апрет дає тканинам гладкість, щільність, необхідну твердість. Потім тканину вирівнюють по ширині і прасують.

При обробці вовняних тканин проводять також операції стриження, декатування (усадка), просочення їх антимолевими речовинами, а також сумішами, що придають їм нежужменість.

В оздоблювальному виробництві використовують автома­тичні потокові лінії (наприклад, для відбілювання і фарбування тканин). У результаті сполучення ряду процесів зростає продук­тивність праці, скорочуються витрати барвників. На потокових лініях для фарбування бавовняних тканин швидкість обробки до­сягає 100 м/хв. Нанесення малюнка на тканину, що здійснюється зі швидкістю близько 60 м/хв., поступово замінюють високопродук­тивними (до 150 м/хв.) методами фотофільмдруку, переносу ма­люнка з паперової транспортуючої стрічки на тканину і т.і. Для підготовки фарбувально-оздоблювальних розчинів заданих від­тінків використовують системи автоматизованого програмування процесу, що забезпечують точне дотриманім задуму художника.

Трикотажне виробництво в порівнянні з ткацьким більш мо­лоде і прогресивне. Продуктивність трикотажних машин складає до 80 м7год полотнини, що в (8... 10) разів більше, ніж вироб­ництво тканин на ткацькому верстаті.

Виробляють трикотаж з однорідної пряжі, змішаної з нату­ральних і хімічних волокон, а також їх хімічних комплексних ни­ток. Нитки для виробництва трикотажу повинні бути однакови­ми за товщиною, крутою, міцністю, подовженням, не повинні ма­ти вузлів і стовщень.

Трикотаж виробляють на круглих і плоских основов'язаль­них машинах. Вони можуть мати одну чи дві гольниці, і в залеж­ності від цього вироблений трикотаж буває одинарним чи

402

подвійним. Гольниці теж можуть бути круглими чи плоскими. На машинах із круглою гольницею роблять трикотаж у виді ру­кава, а на машинах із плоскою гольницею у вигляді полотнини.

Петлеутворюючий механізм трикотажної машини скла­дається з голок (жорстко укріплених у гольниці чи переміщуємих в її направляючих пазах), нитководів, преса і пластин.

Нитководи служать для укладення ниток на голки машини. На круглов'язальних машинах нитководи нерухомі щодо голок, а на машинах із плоскими гольницями вони переміщуються уз­довж голок.

На основов'язальних машинах кожна працююча голка має свій нитковод, що уявляє собою тонку різноманітної форми ста­леву пластинку, що розташована між голками і перемішує нитки і петлі в процесі петлеутворення.

Процес петлеутворення в спрощеному виді відбувається в такій послідовності. Перш ніж скинути з голки раніше утворену петлю, на цю голку наноситься нова нитка. Вона переміщується під гачок голки, що після цього закривається спеціальним зам­ком, стара петля пересувається до кінця голки і скидається з неї, а через цю петлю протягається нова нитка, формуючи нову пет­лю. Як тільки стара петля скидається з голки, замок гачка відкри­вається і нова петля відтягається у вихідне положення. Після цьо­го під звільнений гачок голки виноситься наступна нитка і про­цес повторюється.

Висока продуктивність трикотажних машин обумовлена тим, що прокладка нитки йде на довжину до 5 мм, у той час як на ткацьких верстатах — на (100... 140) см.

Однак на виробництво трикотажної полотнини витрачається на (20...30)% сировини більше, ніж при виробленні тканини з та­кої ж пряжі. Сучасні трикотажні машини високого класу дозво­ляють виготовляти тонкі і легкі матеріали з ниток малої тонини.

На трикотажних машинах можна виробляти не тільки полот­нини, але й окремі деталі одягу, що потім зшивають у готовий виріб. У цьому випадку відпадають процеси розкрою матеріалів і, отже, не утворюються міжлекальні відходи.

Обробка трикотажних полотнин складається з декількох опе­рацій: промивання, стабілізації, відварювання, біління, фарбу­вання, друкування, ворсування, прання, чищення, ширяння, ка-ландрування, декатування. Послідовність операцій залежить від І волокнистості і призначення трикотажу. Останнім часом для об-

403

робки трикотажу використовують методи переносного друку­вання, фотофільмдрукування й інші, як і при обробці тканин.

Трикотажна полотнина в порівнянні з тканинами має більш високу розтяжність і пружність, обумовлену рухливістю петель. При розтяганні трикотажу змінюється конфігурація петель, але самі нитки розтягуються незначно. Внаслідок високої розтяж­ності трикотаж легко формується, добре зберігає форму, має більшу стійкість до багаторазового вигину і малу твердість в порівнянні з тканинами.

Виробництво нетканих матеріалів почато в 60-і роки XX сто­ліття. Основні переваги нетканих матеріалів перед тканинами складається в різкому скороченні трудомісткості і тривалості ви­робництва, кількості і видів використовуємого устаткування, у застосуванні більш дешевої і більш доступної сировини. Для ви­робництва нетканих матеріалів застосовують різні волокна (на­туральні, синтетичні, штучні і їхні суміші), як довгі, так і короткі.

Перший етап виробництва нетканих матеріалів складається в одержанні волокнистого полотна. Для цього використовують ме­ханічний, гідравлічний, електростатичний, аеродинамічний і інший способи. Механічний спосіб складається у формуванні по­лотна з прочосу після чесальних машин за допомогою механічних пристроїв. Гідравлічним способом полотно формується з водяної суспензії волокон. Електростатичний спосіб полягає в наданні во­локнам електричного заряду і притяганні їх до поверхні полотна зарядом протилежного знака. При аеродинамічному способі во­локна розпушуються чи розчісуються струменем повітря в зоні холстоутворення й осаджуються на поверхні конденсера, що уяв­ляє собою перфорований чи сітчастий металевий барабан.

У залежності від призначення нетканого матеріалу полотно формують з рівнобіжним, перехресним чи хаотичним розташу­ванням волокон. Найбільш перспективний аеродинамічний спосіб холстоутворення, яким можна одержувати полотна як з орієнтованим, так і з хаотичним розташуванням волокон. В ос­танньому випадку можна виготовити матеріал, рівноміцний май­же в усіх напрямках.

Наступний етап виробництва нетканих матеріалів — з'єднан­ня волокон. Відомо кілька способів з'єднання волокон: клейовий, в'язально-прошивний, голкопробивний, термічний.

При клейовому способі волокнисте полотно проклеюють ла-тексами, водяними дисперсіями чи пастами полімерів, що потім

404

при гарячому пресуванні полотна розплавлюються і проклеюють усю масу. Клейовим способом виготовляють деякі види ма­теріалів переважно технічного призначення.

При в'язально-прошивному способі використовують полотна з орієнтованим розташуванням волокон поперек полотна і про­шивають їх на в'язально-прошивній машині в подовжньому на­прямку. Так волокнисте полотно закріплюється нитковим карка­сом. Для прошивання застосовують капронові чи бавовняні нит­ки. При в'язально-прошивному способі весь цикл одержання не­тканих матеріалів від підготовки волокнистої маси до прошиван­ня здійснюється на одному агрегаті.

Найбільш перспективним способом з'єднання волокон є голко­пробивний. Його застосовують головним чином при одержанні ос­нов синтетичних шкір. При цьому способі волокнисте полотно прокладається спеціальними голками з зазублинами на кінцях. По­лотно подається пульсуючим конвеєром. Коли він зупиняється, голки, набрані в кілька рядів, проколюють полотно, зазублини за­хоплюють окремі волокна, протаскують їх через полотно й зміцню­ють його. Число таких проколів складає до 600 на 1 см2 полотна.

При термічному способі легкоплавкі волокна, що знаходять­ся в складі полотна, розплавляють, довівши їх до потрібної тем­ператури, і вони проклеюють інші волокна полотна.

Метод одержання нетканих матеріалів з водяних суспензій полімерних волокон називають мокрим на відміну від ме­ханічних і аеродинамічних методів, названих сухими. Цей метод дозволяє одержати високу продуктивність устаткування (до 1200 м/хв) і використовувати майже усі волокна довжиною від 4 до 40 мм. Мокрим методом виготовляються також деякі вироби медичного призначення і предмети гігієни.

Найбільш продуктивні — фізико-хімічні методи виробництва нетканих матеріалів. Так, при виробництві матеріалів проклею­ванням основи продуктивність агрегату складає 1000 м/год, за допомогою розплавів полімерів — до 10000 м/год, папероство-рювальним способом — до 50 000 м/год (на сучасних безчовнико­вих ткацьких верстатах — 10 м/год).

Обробка нетканих матеріалів багато в чому подібна з оброб­кою тканин, але має ряд особливостей. Більшість нетканих ма­теріалів має рухливу структуру, високу пластичну деформацію, тому в процесі обробки (особливо при промиванні і сушінні) ма­теріали можуть значно витягатися.

405

Висока продуктивність і простота технологічного вироб­ництва нетканих матеріалів вимагає і для їх обробки найбільш простих і економічних способів. З цією метою використовують печатку пігментними барвниками, що не потребує промивання і сушіння полотнин. Застосовують також способи багатобарвного фарбування попереднім фарбуванням волокон, фарбування ма­теріалу декількома барвниками, що подаються послідовно і ство­рюють роздільні колірні ефекти.

У зв'язку з високою економічною ефективністю виробництво нетканих матеріалів розвивається більш прискореними темпами в порівнянні з виробництвом тканин. Неткані матеріали широко використовують і у виробництві одягу замість бортовочних ма­теріалів; замінили тканини в основі штучної шкіри і клейонки. Широко застосовують їх для виготовлення спеціального одягу одноразового використання.