Волокнистый состав тканей: классификация и практические методы определения

Для производства текстильных изделий используют материалы, сформированные из волокон различного происхождения. В основу классификации положено сырье: натуральное (хлопок, лен, шерсть, шелк), искусственное (вискозные, ацетатные, медно-аммиачные волокна) и синтетическое (лавсан, капрон, нитрон). Широко применяются также ткани, созданные из смеси указанных компонентов, что позволяет добиваться заданных эксплуатационных свойств. В зависимости от волокнистого состава все текстильные полотна подразделяют на три основные категории: однородные, смешанные и неоднородные.

Однородными принято считать ткани, состоящие из одного вида волокон или нитей, например, исключительно из хлопка или вискозы. К этой же категории относят материалы, где помимо основного волокна (не менее 90%) присутствует до 10% иных волокон-добавок. Так, ткань, содержащая 90% шерсти и 10% лавсана, классифицируется как чистошерстяная. Эта норма позволяет незначительно модифицировать свойства материала без изменения его принципиального наименования.

Смешанные ткани производятся из пряжи, полученной путем совместного прядения различных волокон. В такой пряже волокна разных типов, например, шерсть и нитрон или лен и лавсан, тесно переплетены. В результате получается единая нить с комбинированными характеристиками, которая затем используется как для основы, так и для утка в процессе ткачества.

Неоднородные ткани характеризуются тем, что их основа и уток состоят из принципиально разных нитей или волокон. Классический пример — основа из хлопчатобумажной пряжи, а уток из льняной. Сюда же относят ткани, сотканные из предварительно скрученных нитей разного состава, например, натурального шелка с триацетатной нитью. Такие материалы часто называют по более ценному компоненту, добавляя приставку «полу-»: полульняные, полушерстяные, полушелковые.

Основные методы определения волокнистого состава. Идентификация волокон в ткани является важной задачей для оценки ее качества, ухода и назначения. Существуют два принципиальных подхода: органолептический и лабораторный. Первый основан на использовании органов чувств — зрения, обоняния, осязания, второй предполагает применение специальных приборов и химических реактивов. Органолептический метод является экспресс-способом и включает последовательную оценку внешнего вида, мягкости, блеска, характера смятия и горения нитей.

Практическое определение начинают с визуального осмотра материала с обеих сторон, отмечая цвет, блеск и фактуру. Затем проводят пробу на сминаемость, сильно сжимая образец в кулаке на 30 секунд. После разглаживания оценивают степень и характер образовавшихся заминов. Далее из края ткани аккуратно выдергивают нити основы и утка, сравнивают их по толщине и внешнему виду, раскручивают и изучают составляющие волокна.

Ключевым этапом органолептического анализа является пробу на горение. Для этого поджигают конец выдернутой нити и тщательно наблюдают: за цветом и характером пламени, наличием копоти, запахом, способностью тлеть вне пламени, видом остатка после сгорания. Каждый тип волокон обладает уникальным набором реакций при горении, что и позволяет провести первичную идентификацию.

Органолептическое распознавание основных типов волокон. Льняные ткани отличаются от хлопчатобумажных большей жесткостью, прохладностью на ощупь и характерным блеском. Суровые льняные полотна имеют сероватый оттенок, в то время как хлопковые — кремовый. При пробе на смятие лен образует более крупные и рельефные складки. При обрыве льняной пряжи образуется кисточка из волокон разной длины, а хлопковой — пушистый пучок из коротких одинаковых волокон. Это связано с природной неоднородностью длины льняного волокна.

Натуральный шелк определяется по мягкости, глубокому матовому блеску и высокой прочности. В отличие от него, многие химические волокна обладают резким блеском или, будучи матированными, не блестят вовсе. Шелк меньше сминается, чем вискоза или ацетат. При обрыве шелковая нить-сырец не распадается, а комплексные химические нити разделяются на составляющие. Уникальным признаком является спекшийся шарик после сжигания, который легко растирается пальцами.

Шерстяные ткани узнаваемы по характерной мягкой «шерстистости» на ощупь. Чистошерстяные материалы при сжатии образуют мелкие складки, легко разглаживающиеся рукой. Добавка растительных волокон дает крупные неисчезающие замины, а смесь с лавсаном — крупные, но исчезающие складки. Шерсть обладает низкой прочностью на разрыв по сравнению с синтетическими аналогами, такими как нитрон. При горении чистая шерсть дает запах жженого пера и спекшийся шарик.

Лабораторные методы анализа. Лабораторные методы обеспечивают высокую точность идентификации. Наиболее распространен микроскопический метод, основанный на изучении продольного вида и поперечного среза волокон под микроскопом. Например, шерсть имеет чешуйчатую поверхность, хлопок — природную извитость и канал, лен — характерные утолщения-«сдвиги».

Таблица 1. Растворимость волокон в химических реактивах

Другим точным способом является микрохимический анализ, где волокна идентифицируют по их растворимости в специфических реактивах. Наблюдение ведется под микроскопом. Например, полиамидные волокна (капрон) растворяются в 20%-й соляной кислоте при комнатной температуре. Ацетатные волокна растворяются в ацетоне, а триацетатные — в хлороформе. Натуральный шелк растворяется в гипохлорите натрия.

Экспресс-методы химического анализа. Первый экспресс-метод включает серию быстрых химических и термических проб. Проверка на термопластичность: образец помещают на нагретую поверхность. Синтетические волокна плавятся, шерсть обугливается с запахом пера, целлюлозные волокна (хлопок, лен) лишь обезвоживаются. Проба на хлор с раскаленной медной проволокой выявляет ПВХ-волокна (хлорин), окрашивая пламя в зеленый цвет.

Специфические реактивы помогают определить другие волокна. Нитрон (ПАН) окрашивает горячий фенолят натрия в оранжевый цвет. Лавсан (полиэфир) растворяется в кипящем нитробензоле. Капрон мгновенно растворяется в концентрированной муравьиной кислоте. Для смешанных тканей анализ проводят последовательно, устраняя мешающие факторы, например, предварительно растворяя шерсть щелочью для выявления синтетических компонентов.

Метод цветных реакций. Экспресс-метод цветных реакций основан на различной окрашиваемости волокон в специальных индикаторных растворах. При кипячении в смеси красителей (например, родамина и катионного синего) полиамидные волокна окрашиваются в сиреневый, ПАН-волокна — в сине-голубой, полиэфирные — в светло-розовый цвет. Другой комплексный индикатор позволяет различить более широкий спектр: натуральный шелк становится голубым, шерсть — темно-фиолетовой, хлопок — серо-желтым.

Таким образом, определение волокнистого состава представляет собой комплексный процесс. Начинается он с быстрой органолептической оценки, а для получения точных данных, особенно для смесей и сложных синтетических материалов, необходимо применение лабораторных или экспресс-химических методов. Владея этими методиками, можно достоверно установить природу текстильного материала, что важно для его правильной эксплуатации, ухода и сертификации.

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.