Археологические находки свидетельствуют о том, что искусство создания тканей зародилось в глубокой древности. Например, в египетских гробницах возрастом около 5000 лет были обнаружены фрагменты льняных тканей невероятно тонкой работы — нить длиной 240 метров весила всего 1 грамм. Такие материалы были привилегией фараонов. Хлопковые ткани впервые появились в Индии, и древние греки познакомились с ними во время походов Александра Македонского. В самой Греции основными материалами были шерсть и лён. Позже, в IV–V веках, в Европу с Востока начали завозить роскошные шёлковые ткани, которые ценились буквально на вес золота.
Современные материалы и виды тканей
Сегодня ассортимент тканей не ограничивается натуральными волокнами. Благодаря развитию химической промышленности появилось множество новых видов материалов (подробнее см. Волокна натуральные и химические). Ткань, только что снятая со станка, называется суровой. Далее её можно обработать: отбелить, окрасить в один цвет (получится гладкокрашеная ткань) или нанести рисунок (набивная ткань). Также можно создать ворсовую поверхность, например, махровую. Ткани находят применение не только в быту, но и в различных отраслях техники.
Принцип ткачества и эволюция станков
Считается, что ткачество развилось из древнего искусства плетения. Его основной принцип — переплетение продольных нитей (основы) с поперечными (утком) — сохранился до наших дней. Изначально этот процесс был ручным: ткач с помощью заострённой палочки (прототипа челнока) вручную переплетал нити. От слова «тыкать» и произошло «ткать». Подобные примитивные станки до сих пор используются для изготовления ковров.
В эпоху рабовладения был сделан важный шаг вперёд — научились создавать «зев», пространство между нитями основы, куда можно было легко вводить уточную нить с помощью челнока. Для этого использовались ремизки — рамки с проволочными петельками (глазками), через которые пропускались нити основы. Поднимая и опуская ремизки, нити раздвигались, образуя зев.
Настоящую революцию произвело изобретение в конце XVIII века англичанином Эдмундом Картрайтом механического ткацкого станка. Он автоматизировал ключевые операции: прокладку челнока, подъём ремизок и продвижение утка. Дальнейшие усилия инженеров были направлены на создание полностью автоматических станков, оснащённых механизмами для замены шпуль на ходу и остановки при обрыве нити.
Подготовка нитей и работа станка
Перед ткачеством нити основы должны быть тщательно подготовлены. Их параллельно наматывают на большой валик (навой), сильно натягивают для плотности будущей ткани и пропитывают клеевым раствором (шлихтой) для прочности. Эти операции выполняются на мотальных, сновальных и шлихтовальных машинах. Уточная пряжа также перематывается и иногда обрабатывается для придания упругости.
На станке подготовленные нити превращаются в ткань. Ключевым элементом здесь является бёрдо — металлический гребень в качающейся раме (батане), который прибивает каждую новую уточную нить к уже готовой части ткани (опушке). Готовая ткань наматывается на товарный валик.
Эволюция челнока: от ударов к новым технологиям
Традиционно челнок приводился в движение ударами специальных деревянных погонялок, разгонявших его от одного края станка к другому. Максимальная частота таких ударов (200–220 в минуту) была достигнута ещё в XIX веке и практически не увеличивалась из-за сильного шума и конструктивных ограничений.
Инженеры искали пути повышения производительности. Одним из решений стали многочелночные станки непрерывного действия, где множество небольших челноков движутся друг за другом. Это значительно увеличило скорость работы и снизило уровень шума.
Ещё более радикальным прорывом стало создание бесчелночных ткацких станков. В них уточная нить прокладывается не челноком, а другими способами: струёй сжатого воздуха (пневматические станки), капелькой воды, специальной пластинкой (прокладчиком) или с помощью двух рапир — тонких трубок. В пневморапирных станках, получивших широкое распространение, одна рапира подаёт нить сжатым воздухом, а другая принимает её, создавая разрежение. Такие станки работают почти бесшумно, а их производительность в 1.5 раза выше, чем у традиционных челночных.