Основы материаловедения в швейном производстве: классификация и свойства текстильных волокон

Проектирование, изготовление и эксплуатация одежды сопряжены с комплексом вопросов, касающихся свойств применяемых материалов. Ключевыми аспектами являются корректный выбор материала для конкретного вида изделия, учет его характеристик при конструировании и разработке лекал, определение параметров технологической обработки на производстве, а также прогнозирование поведения материала в процессе носки, чистки и стирки. Ответы на эти вопросы предоставляет дисциплина «Материаловедение швейного производства». Она изучает строение, свойства, ассортимент и качество разнообразных материалов, давая рекомендации по их рациональному применению в изготовлении одежды.

Все материалы в швейном производстве подразделяются на текстильные и нетекстильные. Преобладающую долю составляют текстильные материалы, вырабатываемые из пряжи и нитей: это ткани, трикотажные и нетканые полотна, швейные нитки. Нетекстильные материалы, такие как натуральные и искусственные кожа и мех, пленки, клеи и фурнитура, производятся предприятиями химической, кожевенной и других отраслей промышленности. Для успешного освоения материаловедения необходимы базовые знания смежных научных дисциплин: химии, физики и математики.

Изучение курса формирует представление о происхождении сырья, основах текстильных производств и позволяет распознавать волокнистый состав материалов, виды переплетений. Эти компетенции критически важны для осознанного подбора материалов при проектировании одежды, выбора методов обработки и средств ухода за изделиями. Курсовая нагрузка традиционно включает 18 часов лекций, 16 часов лабораторных работ и 24 часа самостоятельной подготовки студента.

Текстильные материалы, или текстиль, представляют собой изделия, выработанные из волокон и нитей. Центральными понятиями являются текстильное волокно – протяженное, гибкое и прочное тело ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи, и текстильная нить, отличающаяся значительно большей длиной. Нить, полученная путем прядения волокон, называется пряжей, тогда как химические нити формируют из полимера.

Рисунок 1. Классификация текстильных волокон.

Классификация текстильных волокон основана на их происхождении (см. Рис. 1). Все волокна делятся на натуральные и химические. Натуральные волокна создаются природой без участия человека и подразделяются на волокна растительного, животного и минерального происхождения. Их основу составляют природные полимеры: целлюлоза (у растительных волокон) и белки (у волокон животного происхождения).

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические. Искусственные волокна получают путем химической переработки природных полимеров (древесина, отходы целлюлозного производства). К ним относятся вискозное, ацетатное, триацетатное волокна. Синтетические волокна производят методом химического синтеза полимеров из продуктов переработки нефти и угля; к ним относят полиэфирные (лавсан), полиамидные (капрон), полиакрилонитрильные (нитрон) волокна.

Натуральные волокна растительного происхождения – это волокна, получаемые с поверхности семян (хлопок), из стеблей (лен, пенька), листьев (сизаль) или оболочек плодов (койр). Хлопковое волокно покрывает семена растения хлопчатника. Промышленное значение имеют средневолокнистый (длина волокна 25-35 мм) и тонковолокнистый (35-45 мм) виды хлопчатника. Качество волокна определяется его зрелостью, характеризующейся толщиной стенок и степенью извитости.

Рисунок 2. Эталоны зрелости хлопкового волокна: а) перезрелое, б) зрелое, в) незрелое.

Незрелые волокна обладают низкой прочностью и плохой окрашиваемостью, а перезрелые – излишней жесткостью, что делает их непригодными для текстильной переработки. Зрелое волокно содержит свыше 95% целлюлозы. Хлопок горят желтым пламенем с образованием серого пепла и запахом жженой бумаги. Из тонковолокнистого хлопка производят высококачественные ткани (батист, маркизет), а из средневолокнистого – ситец, бязь, сатин.

Льняное волокно относится к лубным волокнам, получаемым из стеблей растения лен-долгунец. Элементарные волокна льна имеют веретенообразную форму длиной 15-20 мм и собраны в пучки – техническое волокно длиной 250-400 мм, используемое в прядении.

Рисунок 3. Строение льняного волокна: а) поперечный разрез, б) продольный вид.

Прочность льна значительно превышает прочность хлопка, но его растяжимость меньше, что обеспечивает льняным тканям лучшую формоустойчивость. Однако большая доля пластической деформации (60-65%) объясняет высокую сминаемость льняных тканей. По устойчивости к нагреву и светопогоде лен превосходит хлопок. Характер горения льна аналогичен хлопку.

Таким образом, глубокое понимание классификации, строения и свойств текстильных волокон, таких как хлопок и лен, является фундаментом для эффективной работы в швейном производстве. Эти знания позволяют прогнозировать поведение материалов на всех этапах – от выбора сырья и конструирования до оценки эксплуатационных качеств готового изделия.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Гущина К.Г., Беляева С.А., Баженов В.И., Юрченко Н.Н. и др.

Источник: Материаловедение швейного производства.

Данные публикации будут полезны студентам специальностей в области легкой промышленности и конструирования одежды, начинающим технологам, конструкторам и дизайнерам швейного производства, а также всем, кто интересуется свойствами и классификацией текстильных материалов.