Текстильное сырье, какими бы идеальными свойствами не обладало, не может быть пригодным одинаково для всех видов изделий. Оптимальные потребительские свойства при выработке пряжи достигаются главным образом подбором и комбинированным смешиванием волокон разных видов и сортов с целью получения трикотажных изделий заданного ассортимента и качества. Для этого необходимо иметь достаточный ассортимент сырья, обладающего необходимыми свойствами. Кроме того, сырье должно быть подготовлено так, чтобы обеспечить, помимо требуемого качества изделий нормальный ход технологического процесса трикотажного производства при максимальном использовании современной техники производства.
Самая хорошая по свойствам пряжа не может быть признана удовлетворительной, если она не соответствует требованиям вырабатываемого изделия, или не подготовлена для переработки на оборудовании в современных условиях производства. Поэтому, при определении требований к сырью для трикотажного производства следует руководствоваться тремя условиями: 1) разнообразием ассортимента, 2) соответствием свойств сырья требованиям ассортимента и 3) подготовленностью сырья к переработке. Два первых условия связаны с качеством вырабатываемых изделий, третье — с техникой и организацией производства.
Узость ассортимента, особенно в части применяемых номеров нитей, приводит часто к использованию сырья не по прямому назначению и, в связи с этим, к повышению его расхода на единицу продукции и снижению качества изделий.
Несоответствие свойств сырья требованиям качества изделия, например, высокая усадка капроновых нитей, состав смеси волокон в пряже и др., разумеется, не приводит к положительным результатам.
Неполная подготовленность сырья к переработке отрицательно сказывается не только на качестве и сортности продукции, а также на показателях работы предприятия и использовании техники.
Для трикотажных изделий в силу их большого разнообразия имеется широкий диапазон требований к сырью, например по структуре нити от монофиламентной капроновой для тонких чулок до рыхлой объемной шерстяной или синтетической нити для пуловеров. Ниже будут даны теоретические обоснования некоторым требованиям.
Свойства нити для трикотажного производства мы определяем, изучая структуру петель, деформацию этой структуры, т. е. изучая прежде всего механические функции нити в петле.
Петля трикотажа по геометрическому строению довольно сложна, и в каждом переплетении ее элементы имеют форму пространственной кривой. Нить, образующая петлю, находится в силовом взаимодействии с соседними петлями, благодаря чему сохраняется определенная форма и размеры петель, а также всего трикотажа. Деформация нити в петле заключается главным образом в изменении кривизны элементов нити, т. е. в увеличении радиуса кривизны (распрямление нити) или уменьшения радиуса кривизны (дальнейшее изгибание). Поэтому сопротивление нити изгибу и упругость нити при изменении изгиба имеют очень важное значение. Эти свойства прежде всего зависят от свойств волокон, составляющих нить, и структуры нити.
Известно, что для упругих стержней круглого поперечного сечения существует зависимость между сопротивлением изгибу и диаметром. Если, например, удвоить диаметр упругого стержня, то сопротивление изгибу возрастет в 16 раз. Волокна не являются чисто упругими телами и величина изгиба в петле находится за пределами упругих деформаций, поэтому упомянутая зависимость для них не совсем точна. Однако исследования и опыт показали, что для приближенного анализа можно пользоваться этой зависимостью.
Если представить себе схематически нить круглой в поперечном сечении, то с увеличением диаметра нити значительно повысится ее сопротивление изгибу. Для нас представляет интерес увеличение диаметра нити без увеличения количества волокон в поперечном сечении, т. е. без увеличения толщины (понижения номера) нити. Это вполне возможно, если нити придать рыхлую структуру, используя извитое, жесткое и упругое на изгиб волокно. Разумеется крутка нити (пряжи) не должна быть большой, чтобы не уплотнять ее структуру.
Рыхлая структура пряжи имеет много достоинств, главными из которых являются: 1) повышение упругого сопротивления изгибу и способность лучше восстанавливать форму петли при деформациях; 2) высокая застилистость, позволяющая применять повышенные (на 10—15%) номера пряжи без увеличения плотности вязания и снижения производительности вязальных машин; 3) облегчение веса изделия и придание ему приятной мягкости на ощупь; 4) повышение теплоизоляционного свойства изделий; 5) улучшение способности пряжи к переработке на вязальных машинах.
Нить (пряжа) рыхлой структуры особенно необходима для изготовления верхнего трикотажа. Для бельевых изделий, которые должны хорошо облегать тело, нужна не жесткая нить, а очень гибкая, состоящая из тонких волокон, но неплотной структуры, способной сохранять форму петли. Для зимних чулочных изделий нужна нить рыхлой структуры, а для большинства других чулочных изделий желательна нить более плотная, крученая. Для женских чулок предпочтительнее нить самая плотная, такая, как моноволокно, с минимальной застилистостью, для того чтобы чулок выглядел более тонким.
Рыхлая структура пряжи достигается при пониженной крутке, что связана с понижением прочности нити. Если для ткани прочность является основным свойством нити, то для трикотажа это свойство имеет второстепенное значение. В этом убеждает нас следующий опыт. Был выработан трикотаж из пряжи, которая совсем не имела крутки, и связность волокон достигалась склеиванием. После вязания и отмывки клея образец был испытан на разрыв. Испытания показали, что прочность образца не ниже, чем у трикотажа, полученного из обычной пряжи того же номера. Это объясняется тем, что каждое волокно пряжи, изогнутой в петли, входит в состав пяти - восьми петель и при растяжении трикотажа нескрученная нить не растаскивается, как это бывает в ткани. Кроме того, условия деформации одежды из трикотажа таковы, что прочность нити может иметь значение только при максимальном растяжении, а это не является существенным в применении трикотажа.
Эти особенности трикотажа позволяют утверждать, что прочность пряжи должна обеспечить только нормальный ход технологического процесса переработки ее в трикотаж. Известно, что натяжение нитей при переработке в нормальных условиях не превышает 20% от разрывной прочности. Поэтому трикотажники смело соглашаются на некоторое понижение прочности пряжи, чтобы за счет снижения крутки получить более рыхлую структуру нити.
Для трикотажных изделий ровнота нити имеет более важное значение, чем для тканей. Имеется в виду ровнота по толщине и крутке.
Структура петель трикотажа такова, что короткий отрезок нити изгибается несколько раз, переплетаясь сам с собой и образуя петли, расположенные друг с другом по соседству. Нить в каждой петле как бы складывается вдвое, отчего неровнота ее становится ярко выраженной. В утолщенном или утоненном участке нити образуется группа петель, легко отличимая от соседних. При периодической неровноте нити получается дефект, известный под названием зебристость.
В ткани, где нити основы накладываются на нити утка, утолщение одной из них изменит сумму толщин основной и уточной нитей на небольшую относительную величину и поэтому неровнота нити менее заметна, чем в трикотаже.
Один из методов оценки неровноты пряжи, метод переработки образца пряжи на чулочной машине, основан на принципе сложения утолщений в петлях трикотажа, что позволяет легко оценивать неровноту нити визуально.
Уменьшение суммарной неровноты путем трощения двух нитей (как это практикуется при выработке бельевого трикотажа на круглотрикотажных машинах) дает положительный результат, если неровнота одиночной нити находится в пределах показателей ГОСТа на трикотажную пряжу. Однако этот способ нельзя считать эффективным. Применение однониточной пряжи низкого номера вместо двух нитей высокого номера, как показали результаты исследований, при хорошем показателе равномерности пряжи дает возможность получить бельевой трикотаж высокого качества: более рыхлый, мягкий и упругий. При этом в прядильном производстве можно получить некоторый экономический эффект за счет сокращения прядильных веретен для выработки одинакового количества пряжи.
Таким образом, требования к сырью по ровноте нити основаны на особенностях строения петель трикотажа.
Среди важнейших требований к сырью нельзя не указать на сопротивление нити трению. Упругость петель трикотажа при деформировании связана с трением нитей о нить, при изменении формы петли и трением волокон между собой при изменении изогнутости нити. Сопротивление трению здесь играет весьма существенную роль. Снижение сопротивления трению достигается путем снижения коэффициента трения и улучшения состояния поверхности нити. Имеется в виду парафинирование или эмульсирование нити, снижающее коэффициент трения нити о нить и о нитенаправляющие органы вязальных машин.
Гладкость поверхности нити, ее чистота, отсутствие посторонних примесей, шишек, узлов необходимы не только для нормального протекания процесса переработки нити, но также и для качества трикотажа — упругости, устойчивости размеров, внешнего вида.
Свойства нити зависят, наконец, от отделки.
Некоторые специалисты-трикотажники утверждают, что отделка предназначена для того, чтобы улучшать или исправлять недостатки свойств сырья. Это неправильно. Из нити образуется трикотаж, и свойства трикотажа в первую очередь зависят от начальных свойств нити. Для выпуска хорошей продукции отделочники должны получать полноценный по свойствам суровый трикотаж.
Рассмотренные нами требования являются общими ко всем видам нитей для выработки трикотажа. Однако этим не исчерпываются все требования к сырью. Ряд требований является специфическим и будет кратко рассмотрен в дальнейшем по видам сырья.