Общая характеристика волокнистого состава, строения и свойств искусственного меха

 

 

      1. Общая характеристика волокнистого  состава, строения и свойств  искусственного меха.

     Искусственный мех представляет собой текстильный  материал в виде ворсовых тканей, трикотажных полотен и нетканых материалов, которые по внешнему виду имитируют натуральные меха.

     Структура искусственного меха включает грунт (тканей или трикотажных) и ворсовый застил.

     По  способу производства искусственный  мех бывает:

• на тканой основе;
• на трикотажной основе;
• нетканый.

     Для лучшей имитации натурального меха искусственный  подвергают различным отделкам, в том числе:

• крашению окунанием;
• крашению намазью  (поверхностно);
• набивке рисунка;
• стрижке гладкой и рельефной;
• имитации остевых и пуховых волос путем разноусадочности волокон ворсового покрова;
• аэрографному напылению краски с получением нисходящих тонов и т.п.

     Тканый искусственный мех получают на ткацких станках по принципу изготовления тканей с разрезным ворсом.

     Трикотажный (вязаный) мех получают на кругловязальных  машинах, позволяющих ввязывать  в петли трикотажного полотна  чесаную волокнистую ленту. Для её закрепления с изнанки полотна наносят латексную плёнку.

     Нетканый  искусственный мех может быть клеевого способа изготовления, при  котором на бязевую, покрытую клеем основу, укладывают завитки  искусственного каракуля или спушки из капронового волокна, или же  мех тафтингового способа изготовления  с разрезными петлями.

     Свойства  искусственного меха классифицируют аналогично свойствам тканей: свойства механические, определяющие срок службы искусственного меха; физические свойства, определяющие гигиеническую функцию изделия из меха и эстетические свойства, определяющие внешний вид меха, его социальную долговечность.

 

      2. Факторы, формирующие потребительские  свойства искусственного меха.

     2.1. Волокнистый состав ворсового  покрытия.

     Химические  волокна широко  применяются в  различных отраслях промышленности. Их производство экономически очень  выгодно. Предприятия, выпускающие  химические волокна и сырьё для  них, работают круглый год; производство химических волокон не зависит от климатических и почвенных условий.

     Из  1000 м³ природного газа может быть получено около 300 кг ацетона, а при  дальнейшей переработке его 500 кг акрилонитрила, из которого получается примерно  450 кг волокна нитрон. Этого количества достаточно для изготовления 750 м² искусственного трикотажного меха или 220 женских меховых пальто.

     Из  искусственных волокон для производства искусственного меха применяют вискозное  волокно, но в ограниченном количестве. В последнее время стали применять  ацетатный шелк. Основным сырьём для изготовления искусственного меха служат различные синтетические  волокна – полиамидные, полиэфирные и полиакрилонитрильные. Поливинхлоридное волокно из-за недостаточной термостойкости и низкой прочности для ворсового покрова искусственного меха пока у нас не используют.

     Рассмотрим  способы получения  и свойства  химических волокон, наиболее пригодных  для производства искусственного меха.

     Изготовление  вискозного волокна начинается с  подготовки прядильного раствора.

     Вначале целлюлозу обрабатывают щелочью (18% -ный раствор едкого натра). Этот процесс называется мерсеризацией целлюлозы. После удаления избытка щелочи целлюлозу измельчают. Затем она поступает в специальный аппарат, где происходит процесс предварительного созревания (предсозревание).

     Предсозреванием называется процесс выдерживания щелочной целлюлозы при заданной температуре (30⁰ – 40⁰). Подготовленная таким образом щелочная целлюлоза поступает в аппарат для обработки её сероуглеродом. В результате этого процесса получается растворимое вещество – ксантогенат целлюлозы, - представляющий собой  сыпучий продукт  оранжевого цвета, который затем растворяют в слабом растворе щелочи, после чего он приобретает вязкость. Этот вязкий раствор ксантогената целлюлозы называется вискозой и является прядильным раствором. Его перекачивают в прядильный цех, где волокна формируют.

     Формование  химических волокон путём охлаждения струйки раствора или расплава воздухом – это сухой способ формования.

     Отделка вискозного волокна состоит из ряда операций: промывки, необходимой для удаления серной кислоты и солей, осевших на волокно в осадительной ванне; удаления серы, образующейся в процессе формования волокна, которая придает волокну желтый цвет и жестковатость; мыловки раствором мыла для придания волокнам эластичности и, если нужно, отбелки; сушки волокна.

     После сушки волокна подвергают крутке и перемотке в паковке требуемой  форме.

     При производстве вискозного штапельного  волокна,  выходящие из каждой фильеры, параллельно расположенные волокна  собирают в жгуты. В дальнейшем их разрезают на штапельное волокно длиной 40-120 мм. Это волокно перерабатывают затем в пряжу, как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами (хлопком, шерстью).

     Вискозное волокно выпускают в виде непрерывных  нитей (шелка) и в виде штапельного  волокна.

     Вискозное волокно обладает прочностью в 17-22 разрывных  километров при удлинении 18-25%. Во влажном  состоянии оно теряет до 60%  прочности, которой обладало в сухом состоянии, а удлинение его во влажном состояние повышается. После высыхания прочность вискозного волокна восстанавливается.

     Вискозное волокно отличается большой влагопроницаемостью, быстро воспламеняется и горит ярким  пламенем, при горении издает запах  жженой бумаги.

     Вискозное волокно применяют для выработки  различных видов тканей и трикотажных изделий, а также искусственного меха.

     Основным  сырьём для получения ацетатного волокна служат целлюлоза, уксусная кислота, уксусный ангидрид и ацетон.

     Целлюлозу (хлопковую или древесную) обрабатывают уксусным ангидридом в присутствии  уксусной и серной кислот. При этом получают ацетилцеллюлозу, которая и является полупродуктом для производства ацетатного шелка.

     Ацетилцеллюлоза в отличие от целлюлозы растворяется в органическом растворителе, например в ацетоне. Для получения прядильного раствора сухую ацетилцеллюлозу растворяют в ацетоне  в присутствии воды (96:4). Такой раствор содержит 23-25% ацетилцеллюлозы.

     Процесс получения прядильного раствора ацетилцеллюлозы более прост, нежели растворение целлюлозы при выработке вискозного  волокна, поэтому  и технологический процесс здесь короче и применяемое оборудование более простое. Ацетилцеллюлозу растворяют в вертикальных или горизонтальных аппаратах – растворителях.

     Формование  волокна предшествует операция фильтрования, которая преследует цель освободить раствор от химических загрязнений и набухших, но не растворенных частиц. Отделение последних наиболее сложно, поэтому очистка раствора от этих частиц и пузырьков воздуха – главная задача фильтрования.

     Раствор ацетилцеллюлозы подвергается трёхкратный фильтрации и обезвоздушиванию. При необходимости к прядильному раствору, так же как и при изготовлении вискозы, добавляют двуокись титана для матирования волокна или красителя для окрашивание в массе.

     Формование  ацетатного волокна проводится по «сухому  способу», то есть в среде горячего воздуха. Для этого  прядильный раствор подаётся под давлением в прядильную машину. Здесь он поступает в фильеру, расположенную в верхней части высокой шахты. Через шахту пропускают воздух, нагретый до 60⁰-70⁰. Струйки прядильного раствора, попадая в нагретый воздух, подогреваются, ацетон испаряется, и образуются тонкие, гибкие волокна. Сформированное волокно по выходе из шахты принимается на вращающийся  приёмный диск или бобину. Волокно (шёлк) в дальнейшем подвергается крутке, перемотке, сортировке и упаковке. Таим образом, при сухом формовании ацетатного волокна отпадает необходимость в отделочных операциях (промывке, мыловке, сушке), являющихся при формовании волокна мокрым способом, например вискозного.

     Ацетатное волокно может выпускаться в виде непрерывной нити (шелка) либо штапельного волокна.

     Ацетатное волокно обладает прочностью в 10-13,5 разрывных километров при удлинении 20-30%. Хотя прочность ацетатного волокна, сформированного сухим способом, ниже, чем вискозного, изделия из ацетатного волокна в носке обладают рядом преимуществ перед изделиями из вискозного. Они достаточно эластичны и не подвержены необратимому вытягиванию при тех нагрузках, которые возникают во время эксплуатации этих изделий.

     Хорошие упругие свойства ацетилцеллюлозных волокон вызывают меньшую сминаемость изделий.

     По  сравнению с вискозным ацетатное  волокно менее гигроскопично  и впитывают в два-три раза меньше влаги. Во влажном состоянии волокно теряет 40-50% своей первоначальной прочности, но при высыхании прочность восстанавливается. По блеску ацетатный шелк приближается к натуральному шелку. Он обладает хорошим грифом, мягкостью, хорошими теплозащитными свойствами.

     Недостатком ацетнаного шелка является его низкая устойчивость к истиранию  и высокая  электризуемость. Волокно не боится моли и плесени. При сжигании ацетатного волокна образуются обугливающиеся концы с запахом уксуса.

     Ацетатный шелк круглого (обычный) и плоского сечения применяется для выработки искусственного тканого меха.

     К группе синтетических волокон  относятся отечественные волокна: капрон, анид и энант.

     Полиамидные волокна создаются из простых  низкомолекулярных соединений. Исходным сырьём для производства капрона, анида (найлона) служит фенол, известный также  под названием карбоновой кислоты, бензол, анилин и др. Фенол добывают из каменноугольной смолы и некоторых видов нефти.

     Особенно  широкое промышленное развитие получило у нас волокно капрон, благодаря  доступности исходного сырья  и сравнительно несложным методом  производства.

     Исходным продуктом для изготовления капрона служит капролактам, являющийся продуктом сложной многостадийной переработки фенола. По внешнему виду капролактам представляет собой белоснежные кристаллы. На заводы синтетического волокна капролактам поступает в прорезиненных мешках.

     Производство  капронового волокна складывается из трёх стадий: получения полимера и его превращения  в жидкое состояние, формования волокна и  текстильной подготовки волокна.

     Капролактам представляет собой вещество низкомолекулярного соединения (мономер), которое при производстве капрона превращается в высокомолекулярную смолу (полимер). Это превращения происходит при нагревании капрона до 95-100⁰ в специальных расплавителях.

     Прозрачный, как вода, и маловязкий расплав  поступает в автосплав, подвергаясь по пути фильтрации для очистки от возможных загрязнений и освобождения от пузырьков воздуха. В автосплаве и происходит основная реакция – образование больших молекул или так называемая полимеризация лактама, то есть превращение капролактама в высокомолекулярную смолу. Весь процесс ведут в среде чистого азота (без кислорода) при точно заданной (около 250⁰) температуре.