Розділ 1 Основи матеріалознавства
§1. ВИДИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ. ТЕКСТИЛЬНІ МАТЕРІАЛИ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ. БАВОВНЯНІ ТА ЛЬНЯНІ ВОЛОКНА І ТКАНИНИ
1. Види конструкційних матеріалів.
2. Натуральні волокна рослинного походження.
3. Виробництво бавовняної пряжі та тканини.
4. Виробництво льняної пряжі та тканини.
5. Полотняне переплетення ниток у тканинах.
Види конструкційних матеріалів
Найпоширенішими серед конструкційних матеріалів є: камінь, деревина, скло, метали, папір, тканина,
Мал.
Мал. 2. Використання паперу та пластмаси в сучасному дизайні
Людина постійно вдосконалює один із найважливіших для себе конструкційних матеріалів – тканину, з якої виготовляють одяг, взуття, спортивні товари, меблі тощо (мал. 3).
Мал. 3. Використання тканин
Тканини надзвичайно різноманітні за зовнішнім виглядом і властивостями (мал. 4). Вони різні за товщиною, кольором, фактурою. Існують тканини, які пропускають повітря, і такі, що його не пропускають. Є тканини, які вбирають вологу, і такі, що її не вбирають. Більшість тканин – легкозаймисті. Міцність тканин буває різною залежно від їх будови. Така різноманітність властивостей обумовлена властивостями сировини, з якої виготовлені тканини.
Мал. 4. Види тканин
Тканини виготовляють на ткацьких верстатах з ниток. Нитки, у свою чергу, виробляють скручуванням пряжі. Пряжа виготовляється з маленьких, тонких, гнучких волокон. З 5-го класу тобі відомо про текстильні волокна, які використовують для виготовлення пряжі, ниток, тканин і нетканих матеріалів, а також про те, що текстильні волокна поділяють на натуральні (природні) та хімічні.
Натуральні волокна рослинного походження
Натуральні текстильні волокна бувають рослинного і тваринного походження. Вони відрізняються як за зовнішніми ознаками, так і за якісними.
Ще у прадавні часи люди навчилися виготовляти тканини з волокон різноманітних рослин. Залежно від виду рослин волокна мають різні властивості. Це зумовлено як кліматичними умовами, у яких виростає сировина для виробництва волокон, так і будовою рослин, з яких виробляються волокна. Крім цього, властивості волокон залежать від частини рослини, яку використали для виготовлення волокна (стебло, листя, покрив насіння).
Волокна рослинного походження поділяються на дві великих групи: бавовняні та луб’яні.
Волокно бавовни* збирають з бавовнику – багаторічної теплолюбної рослини. Нині сировина потрапляє до нашої країни із Середньої Азії, Казахстану, Єгипту та інших країн.
Бавовник – це кущ заввишки близько 1 м (мал. 5). Після цвітіння на ньому утворюються плоди – коробочки. В коробочках є насіння, покрите тоненькими волоконцями (мал. 6). їх довжина може бути різною, але нормальною вважається довжина 20-25 мм. Чим довші волокна, тим кращої якості буде пряжа і тканина. Природний колір волокна бавовни білий з кремовим відтінком, але існують сорти, волокна яких бежевого, зеленкуватого чи інших кольорів (мал. 7).
Мал. 5. Вирощування бавовнику
* Позначені терміни, визначення яких подано у словнику на с. 233-235.
Після дозрівання насіннєві коробочки розкриваються. їх збирають за допомогою машин або ручним способом. Вважається, що волокно, зібране вручну, найбільш якісне.
Мал. 6. Квітка та насіннєва коробочка бавовнику
Мал. 7. Природні кольори волокон бавовни
Це цікаво
Батьківщина бавовнику – Індія. В долинах Гангу та Інду, на Східному узбережжі півострова Індостан, споконвіку розташовувалися обширні плантації бавовнику. Саме звідси ця культура поширилася по всій Південно-східній і Середній Азії.
На початку 5 ст. до н. е. Геродот писав про те, що в Індії “шерсть росте на деревах”. А на початку нашої ери модниці Риму були вже достатньо добре знайомі з бавовняними тканинами, називали їх “витканими вітром” і дуже високо цінували.
Про важливість волокна бавовни свідчить його негласна назва – “біле золото”.
В Україні є підприємства, на яких виробляють бавовняну пряжу та нитки, наприклад у Херсоні, Кривому Розі, Львові, Тернополі, Донецьку, Полтаві та інших містах.
З одного кілограма волокна можна виробити 12 м ситцю* або 20 м батисту* (види легкої та тонкої бавовняної тканини) чи 140 катушок ниток.
Луб’яні текстильні волокна отримують із стебел і листя деревних і трав’янистих рослин. їх виготовляють також із волокон, які містяться під корою певних видів рослин. Вони бувають тонкі (наприклад, льон) і грубі (рамі*, коноплі, кропива, джут та ін.) З тонких волокон роблять різні тканини, з грубих – мішковину, канати і шнури. З листкових волокон, ще більш грубих і жорстких, також роблять канати.
Найбільш тонкими, гнучкими та м’якими серед луб’яних волокон є волокна льону.
Льон – це найстародавніша культурна рослина, яку однією з перших почала використовувати людина (мал. 8). Існують факти, що ще в 6 ст. до н. е. люди пряли льняну пряжу. Із прадавніх часів, до заснування Київської держави, льон вирощували для отримання волокна, олії і виготовлення полотна. Цим промислом займались усі племена, що населяли територію сучасної України.
Мал. 8. Льон: квітка (а), достиглі насіннєві коробочки (б), достиглі стебла (в)
Виробництво бавовняної пряжі та тканини
Виробництво пряжі та тканин з бавовняних волокон є складним і трудомістким процесом. З моменту збору бавовни з плантацій і до упаковки готових тканин здійснюється велика кількість операцій спочатку на бавовноочисних заводах, а потім на текстильних підприємствах.
Зібраний та упакований у великі тюки бавовник-сирець* надходить на бавовноочисні підприємства, де здійснюють його первинну обробку – відділяють волокна від насіння та коробочок, очищують від лушпиння та сміття.
Робота текстильних бавовняних підприємств включає три етапи виробництва тканин: прядіння, ткацтво й оздоблення.
1 етап. Прядіння пряжі. Сучасне прядіння – високомеханізоване й автоматизоване. На прядильні фабрики бавовна надходить у спресованому вигляді, де її спочатку ще раз очищують від великої кількості дрібних домішок, а також відокремлюють пошкоджені (короткі) волокна.
Потім бавовну розпушують, розчісують волокна з метою їх вирівнювання для поступового формування стрічки. Стрічку ділять на більш тонкі смужки – рівниці, щоб на завершення скрутити їх і отримати пряжу заданих властивостей. Пряжа є закінченою продукцією прядильного виробництва (див. форзац).
Пряжа – це нитка, утворена в процесі прядіння скручуванням поздовжньо і послідовно розташованих волокон. Прядінням називається процес скручування волокон, у результаті якого з волокнистої маси отримують пряжу.
Це цікаво
Відомо, що в Єгипті 2500 років до н. е. вже вміли робити тканини з бавовни найвищої якості, які не поступаються сучасним. Єгипетські мумії були обгорнені в бавовняну тканину щільністю 540 ниток на 2,5 см. Кращі сучасні англійські тканини подібного типу мають щільність 350 ниток на 2,5 см.
Ще одне матеріальне підтвердження виробництва бавовняної тканини належить до 1000 років до н. е., про що свідчать археологічні розкопки поселення в Індії. Купці завозили бавовну з Індії на Близький Схід, у Центральну Азію, а потім у Китай.
Однією з таємниць розвитку людської цивілізації залишається питання: яким чином людина навчилася вирощувати бавовну, прясти і ткати з неї тканини в один і той самий час на різних континентах: в Азії й у Південній Америці, в країні древніх інків – Перу. Так, 1492 р. корабель Колумба, що вирушив в Америку, привіз звідти бавовняні тканини, які використовували для одягу і мішків.
2 Етап. Виробництво тканин (ткацтво).
Тканину виготовляють із пряжі. Тобі уже відомо, що тканина складається з ниток основи, які йдуть уздовж тканини, та з ниток поперечного напрямку – піткання, які переплітаються з нитками основи в певному порядку. В процесі ткання нитки основи сильно натягують, але в той же час, вони можуть вільно розсовуватися всякий раз, коли човник з ниткою піткання пролітає між ними.
Щоб можна було керувати розсовуванням ниток основи і створювати бажане переплетення ниток у тканині, їх попередньо заправляють кожну окремо через спеціальні очка в ремізки (мал. 9).
Ремізки можуть підніматися або опускатися. Під час підняття деяких ремізок (хоча б однієї) частина ниток основи піднімається, а інша опускається, причому між ними утворюється простір – кут, який називається зівом. У цей простір пролітає човник.
Змотуючись із човника, нитка піткання залишається в зіві між нитками основи. Потім ремізки повертаються в початкове положення, а бердо прибиває нитку піткання до прокладених раніше ниток. Готова тканина намотується на товарний вал (див. мал. 9).
Мал. 9. Схема роботи ткацького верстата
На ткацькому верстаті з двома ремізками можна виробляти тканини тільки із найпростішим переплетенням ниток – полотняним.
Тканина, яка знімається з ткацького верстата, називається суровою і в такому вигляді використовується рідко.
З етап. Оздоблення тканини.
Основна маса сурових тканин піддається опорядженню та оздобленню, які складаються з таких операцій:
– обпалювання (видалення кінчиків волокон, вузликів тощо);
– вибілювання;
– фарбування в потрібний колір;
– друкування (нанесення малюнка);
– сушіння;
– контроль якості (перевірка на механічну міцність, стійкість і міцність фарбування).
Виробництво льняної пряжі та тканини
Розрізняють три види льону (льон-довгунець, льон-кудряш, льон-межеумок), серед яких найкращим для виробництва тканин є льон-довгунець. Довгунець має висоту 80-120 см, слабко гілкується у вершині стебла і використовується для виробництва текстильного волокна. Льняне волокно виготовляють із стебел рослини (мал. 10).
Мал. 10. Льон-довгунець
Після дозрівання льон тереблять, тобто виривають із землі разом з корінням, щоб зберегти довжину волокон, обмолочують на льономолотилках, щоб звільнити стебла від насіння, яке використовують у харчовій промисловості. Потім його розстилають на полі у вигляді стрічки для того, щоб під впливом природної вологи (роси, дощу) почали руйнуватися клейкові речовини, які сполучають волокно з деревиною стебла (мал. 11). Отриману таким способом льняну солому називають “треста”.
Мал. 11. Льон, розстелений на полі
Мал. 12. Волокна льону
Льняна сировина поступає для подальшої переробки на льонозаводи, де відбувається первинна переробка льону. На спеціальних агрегатах льняну солому мнуть (ламають) і тіпають, відокремлюючи волокна, які набувають вигляду довгих пасм, (мал. 12). Довжина цих пасм приблизно дорівнює довжині стебел. Частина волокон при цьому обривається або відколюється і потрапляє у відходи, які використовуються в будівництві. Зазвичай їх називають “паклею”.
На другому етапі переробки сировина йде на льонопрядильні комбінати, де довге тіпане волокно піддають чесанню. Далі в результаті прядіння отримують пряжу. З чесаного довгого волокна пряжа виходить тонка, якісна, блискуча й міцна (див. форзац). Її використовують під час виготовлення різних тканин для одягу, постільної та столової білизни тощо (мал. 13).
Мал. 13. Прядіння льняної пряжі на сучасному льонопрядильному комбінаті
Виготовлення льняної пряжі та текстильних ниток можна представити у вигляді таких основних операцій:
1. Розпушування та тріпання спресованих волокон.
2. Чесання, у процесі якого пасма роз’єднуються на окремі волокна. Прочесані волокна перетворюються в стрічку, яку в подальшому роз’єднують та вирівнюють, викладаючи в тонші стрічки-рівниці.
3. Витягування, скручування рівниці на прядильних машинах та намотування пряжі є кінцевим процесом прядіння.
4. Склеювання або скручування пряжі для отримання текстильних ниток, з яких потім виробляють тканину (мал. 14).
Мал. 14. Демонстрування процесу ткання льняного полотна в сучасному музеї
Льняні нитки та тканини бувають натурального кольору або вибілені (мал. 15). Вони дуже важко фарбуються в яскраві кольори.
Мал. 15. Види льняних ниток (а) і тканин (б)
Це цікаво
Учені зробили дивовижне відкриття: клітини людини здатні без залишку розчиняти клітини льону. Тож льняна нитка – єдиний у хірургії шовний матеріал, що не потребує подальшого зняття швів. Тепер у провідних клініках світу лікарі вдягнені у льняні халати й очіпки; операційні та палати реабілітації повністю опоряджуються льняною тканиною. Льняна олія використовується для боротьби з раковими захворюваннями та для очищення організму від радіонуклідів, а сам по собі льон здатний дезактивувати заражений радіацією грунт.
Волокна конопель та джуту грубі й жорсткі. Волокно конопель за кольором та іншими ознаками схоже на льняне (мал. 16). Але воно не таке м’яке, тому йде на виготовлення парусини, канатів, мішковини, шпагатів, шнурів, недорогих технічних тканин. Останнім часом тканини з конопель знайшли нове життя в проектах сучасних дизайнерів при виготовленні одягу та взуття.
Мал.16. Вирощування конопель для текстильного виробництва
Полотняне переплетення ниток у тканині
Переплетення ниток – це порядок взаємного перекриття ниток основи нитками піткання. Малюнок, який отримують на поверхні тканини завдяки переплетенню ниток, називають візерунком переплетення.
Графічне зображення переплетення ниток називають схемою переплетення. Зображувати ткацькі переплетення зручно на папері в клітинку (мал. 1 7).
Вертикальні ряди клітинок відповідають ниткам основи, а горизонтальні – ниткам піткання. Зафарбовані клітинки на папері позначають місця, в яких нитки основи перекривають нитки піткання(мал. 18). Незафарбовані клітинки – це місця, де основні нитки перекриті нитками піткання.
Мал. 17. Шаблон для позначення ткацького переплетення
Будь-яке переплетення характеризується рапортом.
Рапорт – це ткацький візерунок, який ритмічно повторюється. На схемах рапорт позначають жирною лінією.
Найпростіше переплетення ниток у тканині – полотняне. В полотняному переплетенні нитки основи та піткання чергуються через одну”, виходять на лицьовий бік тканини, змінюючи одна одну по черзі. Така тканина має однаковий матовий вигляд з лицьового боку і з вивороту. Полотняне переплетення має найменший рапорт: усього дві нитки по основі і дві нитки по пітканню (див. мал. 18,19).
Застосовують полотняне переплетення для виробництва різноманітних бавовняних тканин (ситцю*, бязі*, батисту*) та більшої частини льняних тканин (полотна*, бортовки*).
Полотняне переплетення надає тканині найбільшої міцності, а за великої щільності – підвищену жорсткість.
Мал. 18. Схема полотняного переплетення
Щільний зв’язок ниток основи та піткання в тканинах полотняного переплетення запобігає сильній обсипальності*.
Мал. 19. Полотняне переплетення тканини
ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА
Ознайомлення з волокнами рослинного походження: бавовняними та льняними
Інструменти і матеріали: зразки волокон рослинного походження, лупа, пінцет.
Послідовність виконання роботи
1. Розглянути зразки волокон рослинного походження.
2. Порівняти їх за блиском, гладкістю та м’якістю.
3. Витягнути окремі волокна з представлених зразків та порівняти їх рівномірність за товщиною.
4. Спробувати розірвати волокна та порівняти їх міцність.
5. Накреслити у зошиті таблицю та записати результати досліджень у відповідні колонки.
№ з/п Зразка | Назва Волокна | Ознака волокна | |||||
Товщина | Структура | Блиск | Колір | Хвилястість | Довжина | ||
1 | |||||||
2 | |||||||
3 |
6. Роботу виконувати із дотриманням правил безпечної праці в шкільних майстернях.
ПРАКТИЧНА РОБОТА
Виконання з паперу макета полотняного переплетення
Інструменти і матеріали: папір двох кольорів, ножиці, клей, простий олівець, лінійка.
Послідовність виконання роботи
1. Вирізати з кольорового паперу два квадрати розміром 10 х 10 см.
2. Розмітити обидва квадрати. Для цього провести паралельні лінії на відстані 1 см одна від одної. Отримаємо смужки завширшки 1 см.
3. На першому квадраті провести горизонтальні лінії паралельні краю на відстані 1 см від нього. Розрізати цей квадрат на смуги, не дорізуючи до намічених ліній.
4. Розрізати другий квадрат на смуги по намічених лініях.
5. Підкласти другий квадрат під перший й виконати переплетення як показано на малюнку і підклеїти кінці смуг.
6. Приклеїти готовий макет у зошит і підписати напрямок ниток основи та піткання.
7. Визначити рапорт на макеті переплетення та позначити його.
Бавовняні та луб’яні волокна, бавовник, бавовноочисні підприємства, етапи прядіння, рівниця, текстильне виробництво, ткацький верстат, опорядження та оздоблення тканини, льон, треста, чесання, очіс, переплетення, візерунок переплетення, схема переплетення, рапорт, полотняне переплетення.
1. Які існують види конструкційних матеріалів?
2. Які ти знаєш текстильні волокна рослинного походження?
3. Що називають переплетенням ниток?
4. Вибери правильну відповідь і продовж речення: У тканинах полотняного переплетення кожна нитка основи переплітається…
А) з кожною другою ниткою піткання;
Б) з кожною ниткою піткання;
В) з кожною четвертою ниткою піткання.
5. Що таке рапорт?
6. Які властивості надає тканинам полотняне переплетення?
1. Із запропонованих учителем зразків тканин доберіть тканини, які мають полотняне переплетення та вкажіть ознаки, за якими вони належать до тканин полотняного переплетення. Один учень добирає тканину, а другий називає ознаки.
2. Роздивіться малюнок 20, на якому зображені паперові сердечки та листочки, оздоблені полотняним переплетенням. Виконайте один із запропонованих варіантів або придумайте свій.
Мал. 20. Моделювання на основі полотняного переплетення
1. Разом з дорослими роздивіться домашні вироби та визначте ті, які виготовлені з тканин із полотняним переплетенням. Запишіть назви цих виробів у зошит.
2. Обговоріть з дорослими можливі варіанти використання виробів, зображених на малюнку 20.
(2 votes, average: 3,00 out of 5)