Натуральные ткани животного происхождения это ткани, которые получают из животных материалов: шерсть и шелк.
Шерстяная ткань
Производят из натуральных волокон волосяного покрова (шерсти) различных животных. Например коз, овец, лам, верблюдов и т.д.
На ощупь шерстяная ткань может быть очень разной. Зависит это и от того, из чьей шерсти она была изготовлена и от процентного соотношения добавок. К шерстяным волокнам добавляют как натуральные волокна ( и т.д.), так и синтетические.
Шерстяные ткани подразделяются на чистошерстяные и полушерстяные. В чистошерстяной ткани содержание шерсти должно быть не менее 90%.
В составе ткани может быть очень мало натуральной шерсти. Тем не менее, даже если шерсти всего 20%, а синтетики 80%, ткань все равно будет считаться шерстяной, но тогда её называют полушерстяной.
Различают смешанные и неоднородные шерстяные ткани. Если волокна шерсти и дополнительные волокна смешивают в , ткань будет называться смешанной. Если ткань изготавливают путем сплетения шерстяной нити с дополнительной, то ткань будет называться неоднородной.
Шерстяные ткани обладают высокой греющей способностью. Сами по себе прочные, износоустойчивые, но подвержены образованию катышков, что быстро портит внешний вид. Они медленно намокают и медленно сохнут. Вещи из шерстяной ткани могут садиться при стирке, деформироваться, вытягиваться. Поэтому их надо стирать в холодной воде и нельзя сушить на вешалке, батарее. В зависимости от %-го соотношения шерсти и других волокон, стирать ткань можно при температуре 30-40 градусов. Шерстяная ткань малосминаема, упруга, поэтому не нуждается в глажке. Одежду из шерстяной ткани нужно лишь слегка отпаривать. Но, при большом содержании хлопка одежда может начать мяться. А при большом (более 50%) содержании синтетики ткань потеряет свойства натуральной ткани, перестанет пропускать воздух и влагу, в следствии чего вещь становится неприятной на ощупь, жесткой, не дашащей.
Натуральная шерсть считается целебным материалом. Содержащийся в ней ланолин при нагреве проникает в кожу, мышцы и суставы, благотворно влияет на них, улучшает кровообращение. Шерсть дает сухое тепло, которое необходимо человеку, чтобы испытывать комфорт в холодную и влажную погоду и защитить организм от простуды.
Из шерстяной ткани шьют верхнюю одежду, платья, костюмы и штучные изделия (плед, платки, одеяла и т.д.).
Шелковая ткань
Производится из тонких нитей, получаемх из коконов шелкопряда. очень тонкая и прочная, равномерная по толщине, обладает приятным блеском. Поэтому и ткань получается с блеском, мягкая, тонкая, легкая, но очень крепкая. Шелковая ткань воздухопроницаемая, хорошо впитывает влагу, но при этом не будет влажной на ощупь и очень быстро сохнет. Но, наряду со всеми положительными характеристиками, есть ряд отрицательных качеств шелковой ткани: она чувствительна к солнечному свету, быстро выгорает и разрушается от воздействию ультрафиолетовых лучей, истончается и ломается от пота, при попадании на неё брызг воды, могут появится пятна.
Стирать шелковую ткань надо только в холодной воде, температура не должна превышать 30 градусов. И лучше, если стирка будет производиться вручную и с жидким средством. Отполоскивают шелк дважды. Сперва слегка теплой водой, потом совсем холодной. После стирки воду можно добавить немного уксуса, чтобы оживить цвет. Гладить шелковую ткань можно, на режиме «шелк», иначе ткань можно сжечь. Если такого в утюге нет, гладить надо через влажную ткань на одном из не сильно горячих режимах.
Шелковые ткани могут быть очень легкими и тонкими, а могут быть жесткими и тяжелыми. Это зависит от качества выработки, переплетения нити, отделки. От этого же зависит и сминаемость ткани. Обычно шелковая ткань хорошего качества не сильно сминается.
Настоящий, натуральный шелк стоит очень дорого. Поэтому в продаже есть множество вариантов шелковых тканей, произведенных искусственным путем. Например: вискоза и ацетатный шелк. Их получают с помощью химической обработки из древесной целлюлозы. Такой шелк уже нельзя назвать натуральной тканью. Вискозный шелк наиболее приближен своими свойствами к натуральному.
Также шелковые ткани получают совсем синтетическим путем, из таких соединений, которые покупатель даже не может себе представить. Например, из нефти, газа и природного угля. Такие ткани очень прочные, обладают теми качествами, которыми не обладает натуральный шелк. Но, т.к. сделаны из полностью искусственных, неэкологичных волокон, могут быть аллергены, плохо пропускать воздух, влагу и будут неприятны в носке.
Из натуральных и искусственных шелковых тканей шьют нарядную одежду, постельное белье, шторы, носовые платки. Эта ткань считается самой нарядной, т.к.к красиво драпируется и приятно блестит.
Среди изобилия искусственных и синтетических материалов, сейчас трудно найти натуральные ткани . Даже, ели продавец в магазине говорит вам, что в приобретаете чистошерстяное пальто, не поленитесь глянуть на состав, шерсти там может оказаться совсем мало. Это касается и шелковых тканей. Как мы выяснили, не все, что блестит является шелком.
В данной теме рассматриваются
вопросы, связанные с особенностями строения, получения и свойств различных видов
волокон, а также влиянием указанных факторов на свойства готовых текстиль-ных
материалов.Основным веществом, составляющим все
натуральные волокна растительного происхождения и наиболее распространенные
химические волокна, получаемые на базе растительного сырья (вискозное,
ацетатное, медно-аммиачное и др.), является природный полимер целлюлоза. Из
существующих видов целлюлозных волокон наиболее распространенными для
производства одежды являются хлопковые и льняные волокна.
Волокна растительного происхождения
Хлопковое волокно. Из истории хлопка и
хлопководства.
Хлопок – одно из древнейших прядильных волокон. Первые изделия из хлопка были
найдены в Мексике, и сделаны они были еще в VI в. до н.э. Также археологи
находили семена хлопка в Пакистане и Индии, которым оказалось более 9 тыс. лет.
В древности его называли «древесной шерстью». Согласно индийским легендам
хлопчатник считался подарком небес, ведь именно здесь, на берегах Инда, начали
выращивать и развивать хлопковую культуру. Индийцы верили, что из этих нежных
нитей созданы постели богов, ночуя на которых боги становились добрее и
милосерднее. Индийцы ткали хлопчатобумажные ткани, и ценилось такое полотно
достаточно высоко. Индия продавала ткани арабам и грекам, о чем свидетельствуют
многие исторические издания.
Распространению хлопка на Запад способствовали
завоевательные походы Александра Македонского. Однако он довольно медленно
распространялся по миру. Сначала эта культура проникла в Китай, и там ее знали
за 2,5 тыс. лет до н.э., но использовали в основном как декоративное растение. И
лишь с XIII в., после завоевания Китая монголо-татарами, хлопкоткачество
укрепило свои позиции. Известно, что по Великому шелковому пути возили не только
шелковые, но и хлопчатобумажные ткани, а также хлопок, хлопчатобумажную пряжу и
красители для тканей. Важную роль в распространении хлопка в Европе в XI–XII вв.
сыграли крестовые походы западноевропейских феодалов на Ближний Восток.
Технология производства хлопка получила распространение в Италии, а затем через
Швейцарию пришла в Германию, далее в Саксонию, Францию и Англию. На Руси хло-
пок стал известен в середине XV века благодаря торговым связямс Бухарой, Самаркандом и другими городами Средней Азии. Во второй
половине XVII в., при царе Алексее Михайловиче, была предпринята попытка
разводить хлопок под Москвой, но она потерпела полный провал. Первым в России в
20-е годы XVIII в. хлопчатобумажные ткани стал производить обрусевший голландец
Аван Тамес. В конце XVIII в. хлопчатобумажное (ситцевое) производство
зарождается в центральных районах России – Ивановской, Тверской, Владимирской и
Мо-
сковской областях. В итоге ожесточенной конкуренции с исконно русским льном
хлопчатобумажные ткани заняли лидирующие положение в производстве тканей из
натуральных волокон.
Получение, строение и химический
состав хлопковых волокон.
Хлопок – волокно семенного происхождения, растущее на поверхности семян растения
хлопчатника из семейства мальвовых (рис. 1.3).
Известно более 40 ботанических видов
хлопчатника, которые различа-ются по урожайности, скороспелости и качеству
волокна. Культивиру-
ется 2 вида – волосистый (средневолокнистый) и барбадосский (тон-
коволокнистый) хлопчатник. Основными хлопководческими районами
(странами) являются: Индия, Египет, Китай, США, Средняя Азия, Закавказье и юг
Украины.
Основным полимером хлопка является – целлюлоза
(96%); кроме нее волокна имеют в своем составе небольшое количествонизкомолекулярных фракций целлюлозы (1,5 %), жиры и воски
(около 1 %) и др.
Строение волокон зависит от степени их
зрелости. Волокна хлопка делят
на: совершенно незрелые, незрелые, недозрелые, зрелые и перезрелые (рис.
1.4.) Под микроскопом незрелые волокна хлопка – сплющенные, лентовидные, с
тонкими стенками и широким каналом внутри. По мере созревания волокон в их
стенках откладывается целлюлоза, и толщина стенок увеличивается, канал
становится уже, волокно приобретает извитость. Толщина стенок и степень
извитости оказывают влияние на его качество. Незрелые тон костенные волокна
имеют вид плоских или свернутых ленто чек, обладают малой прочностью, низкой
эластичностью, плохо окрашиваются. Зрелые волокна хлопка в продольном виде
представляют собой сплющенные трубочки с характерной спиральной извитостью, что
объясняет высокую ценность хлопка как прядильного материала.
Перезрелые волокна имеют цилиндрическую форму и
узкий канал внутри. Канал в волокнах хлопка открыт с одной стороны. Перезрелые
волокна имеют толстые стенки, повышенную прочность, прямую (не извитую) форму и
сравнительно большую жесткость. Ни те, ни другие волокна к текстильной
переработке непригодны. По степе ни зрелости, которая оценивается исходя из
соотношения наружного и внутреннего диаметров волокна, хлопковые волокна
подразделяются на 11 групп:
от 0 (незрелое волокно) до 5 (предельно зрелое
волокно) с интервалом 0,5. Наиболее пригодны для изготовления текстильных
материалов волокна со степенью зрелости 2,5–3,5.
В поперечном срезе волокна имеют бобовидную, иногда округлую форму с каналом посередине (рис. 1.5), который открыт с одного конца, что влияет на способность легко смачиваться и набухать изнутри, превосходя по этому показателю лубяные волокна. Наряду с этим, не смотря на небольшую массу хлопковое волокно, имеет развитую поверхность, что обусловливает положительное адсорбционное свойство хлопка. Волокна хлопка легко сцепляются между собой, распрямляются при вытягивании и хорошо поддаются закручиванию. Благодаря этим свойствам хлопок, появившийся в Европе позднее других волокон (льняных и пеньковых), очень быстро завоевал себе главенствующее положение в текстильном производстве.
Волокна хлопка вместе с
семенами называются хлопком – сырцом. 1/3 массы хлопка-сырца составляют волокна,
2/3 – семена. Семена хлопка содержат до 15 % хлопкового масла, которое
используют в пищевой
промышленности.
Собранный с кустов хлопчатника хлопок-сырец
поступает на первичную обработку, включающую в себя следующие операции:
предварительную очистку хлопка – сырца от
частиц листьев, коробочек и веток на машинах чистителях;
отделение волокон от семян на
волокноотделительных машинах – в результате получается хлопок – волокно;
очистку волокон от пыли, мелких примесей и
пуха на сетчатых барабанах с вакуумным отсосом;
прессование волокон в кипы и их упаковку.
Упакованные кипы хлопка далее поступают на хлопкопрядильные предприятия .
Свойства и область применения хлопковых
волокон
Длина и толщина волокон зависят от сорта хлопчатника. Хлопковое волокно очень
тонкое, его номер 7000–5000. В зависимости от длины волокон различают
коротковолокнистый хлопок длиной до 27 мм, средневолокнистый длиной 27–35 мм и
длинноволокнистый хлопок длиной 35–50 мм. В группе коротковолокнистого хлопка
выделяют
подпушек (волокна длиной до 20 мм), который используется для получения холстов
нетка ных полотен и в качестве сырья для производства искусственных волокон.
Коротковолокнистый хлопок перерабатывают в толстую и пушистую пряжу для
изготовления байки, фланели, бумазеи и других тканей. Из средневолокнистого
хлопка вырабатывают пряжу средней толщины для изготовления ситца, кардного
сатина и других тканей. Из тонковолокнистого хлопка вырабатывают наиболее тонкую
и гладкую пряжу для изготовления высококачественных тонких хлопчатобумажных
тканей – батиста, маркизета, гребенного сатина и др. .
Прочность и удлинение волокон зависят от
степени их зрелости, так как по мере вызревания хлопка происходит спиральное
отложение молекул целлюлозы на стенках волокна, и зрелые волокна приобретают
спиральную извитость. Волокно хлопка сравнительно прочное – разрывная длина Lр =
25 рkм., поэтому хлопчатобумажные ткани сильно сминаются. К недостаткам волокна
следует отнести малую эластичность, (εэ = 6–8%). Доля пластической деформации в
полном удлинении составляет 50%, вследствие малой величины упругой деформа-
ции ткани из хлопкового волокна легко сминаются, а трикотажные изделия –
вытягиваются.
Стойкость к истиранию у хлопка сравнительно
небольшая, вследствие чего изделия из него обладают низкой носкостью.
Хлопковое волокно обладает хорошей
гигроскопичностью – влажность W = 8–9 %, что придает материалам из них хорошие
гигиенические свойства. Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и
быстро ее испарять, т.е. быстро высыхает. При погружении в воду волокна набухают
и их прочность увеличивается на 10–20 %.
Благодаря наличию канала, открытого с одной
стороны, и относительно тонким стенкам хлопок обладает адсобционным свойствам,
что способствует хорошему окрашиванию .
При нагревании до температуры 150 °С хлопковые
волокна практически не изменяют своих свойств; при температуре выше 150 °С
начинается процесс медленного, а затем быстрого раз рушения волокон,
со-провождающийся разложением целлюлозы и при температуре 250 °С ее
обугливанием. Хлопок н относится к горючим волок нам, он легко загораются в
пламени и продолжают быстро гореть после вынесения из него с образованием легко
рассыпающегося пепла. При сжигании волокон ощущается запах жженой бумаги.
При действии светопогоды активизируется процесс
окисления целлюлозы кислородом воздуха, что приводит к снижению механических
свойств (прочности, удлинения), повышению жесткос ти и хрупкости волокон. В
результате действия солнечного света в течение 940 ч прочность хлопка снижается
на 50 % .
Хлопковое волокно устойчиво к действию щелочей,
восстановителей, неустойчиво к действию кислот и окислителей.
Природная окраска хлопка белая или кремовая, в
некоторых случаях она может быть бежевой или зеленоватой. Волокна хлопка не
имеют блеска (матовые), однако после мерсеризации они приобретают значительный
блеск (шелковистость). На ощупь волокна мягкие, тепловатые .
Из хлопка вырабатывают изделия различного
назначения – бытовые (бельевые, сорочечные, плательные и костюмные ткани,
кружева, тюль, трикотаж и т.д.) и технические (искусственная кожа, брезент,
канаты и т.д.)
Виды лубяных волокон.
Лубяными
называются волокна, залегающие в стеблях, листьях и оболочках плодов лубяных
растений. Лубяные волокна относят к классу целлюлозных волокон. Из стеблей
растений получают пеньку, джут, рами, льняное волокно, кенаф, канатник, кендырь
из листьев растений добывается манильская пенька и сизаль, а из плодов (скорлупы
кокосовых орехов) – койр.
Пеньку получают в результате обработки стеблей
однолетнего двудольного травянистого растения из семейства крапивных. Пенька
применяется преимущественно для изготовления прочных крученых изделий (ниток,
шпагата, веревок, канатов), мебельных, мешочных и технических тканей.
Джут
– однолетнее тропическое
травянистое растение из семейства липовых, достигающее высоты трех-четырех, а в
отдельных случаях шести метров. Волокна, полученные из джута отечественных
сортов, отличаются высокими показателями: прочностью, мягкостью, тониной.
Используется джут почти исключительно для изготовления мешочных тканей.
Кенаф
– однолетнее растение,
произрастающее на Северном Кавказе. Построению и свойствам элементарного волокна
кенаф близок к джуту и используется по тому же назначению.
Канатник
– однолетнее травянистое
растение высотой до 2,5 м у диких форм и до 4,5 м у культурных. Стебель
канатника по строению аналогичен кенафу и джуту. Техническое волокно канатника,
уступающее по мягкости волокну кенафа и джута, используется для изготовления
шпагата, веревок и канатов.
Кендырь
– многолетнее полукустарниковое
растение. Длина стебля кендыря достигает 5 м. Волокно кендыря характеризуется
высокой прочностью, легкой расщепляемостью на хлопкообразное волокно, высокой
стойкостью к действию влаги (малой загниваемостью).
Рами
– волокно стеблей многолетнего
субтропического травянистого растения из семейства крапивных (китайская
крапива). Из луба рами в зависимости от режима обработки получают волокно двух
типов: с высоким содержанием целлюлозы (пригодные для получения более тонкой
пряжи) и более грубое длинное техническое волокно.
Из рами вырабатывают мебельные ткани,
рыболовные сети, канаты, веревки и денежные банкноты. Текстильные материалы из
рами завоевывают все большую популярность благодаря своим уникальным свойствам,
в частности повышенной износостойкости, высокой способности к влагопоглащению и
хорошей воздухопроницаемости .
Для производства текстильных бытовых изделий в
основном используется льняное волокно, остальные – для технических целей. Они
хотя и превосходят по прочности льняные, но обладают большой грубостью и
жесткостью. Основное назначение этих волокон – тарные ткани, веревки, канаты,
брезент, парусина.
Льняное волокно. Из истории производства
льняных волокон и тканей
Лен был известен уже в каменном веке. Его остатки обнаружены при раскопках
древнейших свайных построек в озерных районах Швейцарии. Остатки льняных тканей
находили и в других местах. Так, лоскут льняной ткани, который был найден в
поселке Чатал Хюйтюк на территории Турции, датируется 6500 г. до н.э. Природные
условия долины Нила способствовали разведению льна в Египте. Мастерство ткачей в
этой стране достигло невероятного совершенства. Египетские мастера умели не
только ткать тончайшие полотняные ткани, но и зна-
ли способ предохранения их от тления. Им был известен секрет лака, который
позволял сохранять яркость и свежесть красок в течение многих веков. Одежду изо
льна делали не только египтяне, но и сирийцы.
Именно эти страны поставляли лен в Древнюю
Грецию вплоть до IV в. Белые, отделанные пурпуром одежды изо льна, очень высоко
цени-лись у греков. Римская империя была знакома с производством льна со II в.
до н.э. Лен исключительно высокого качества выращивали в Древней Колхиде, откуда
тонкие льняные ткани поступали в Рим и во все страны Древнего Востока. В средние
века норманны и фризы (народы нынешних Нидерландов и Германии) ставили на
корабли паруса из льняного полотна. Славились льняные ткани из Италии, Испании,
Франции и Фландрии, а с XVII в. лидирующее положение по производству тканей изо
льна заняла Англия.
Нашим предкам славянам лен был хорошо известен
с древних времен. Тонкие льняные полотна, которые производили на Руси, называли
русским шелком. В X–XIII вв. граница возделывания льна дошла до 60° северной
широты: это значительно севернее Пскова, Новгорода и даже Вологды. Лен получил
всеобщее признание. В XIII в. с русскими льняными тканями познакомились за
границей, и с того времени лен, пенька и полотна из них стали предметом русского
экспорта. XVIII в. был ознаменован указом Петра I. Было создано предприятие
Казенный
Хамовный двор (1700 г.) по выпуску парусины для флота, а затем (1706 г.) –
Полотняный завод для производства полотен, скатертей и салфеток, для которого
были специально приглашены мастера из Амстердама
и привезены специальные станы. Окончательную отмену ограничений в льноторговле
можно отнести к царствованию Екатерины II. Благодаря этому экспорт продуктов
льнопроизводства стал заметно развиваться, и Россия в этом плане оказалась
впереди других государств,
в том числе и Англии, охотно покупавшей русский лен .
В семействе льняных насчитывается 330 видов. В России в основном культивируется
2 вида льна: лен-долгунец и лен-кудряш; в меньших количествах выращивается
лен-межеумок и стелющийся лен. Основными льноводческими районами является
Вологодская, Ярославская, Архангельская, Ки-ровская, Ивановская области, а также
северные области Белоруссии и Украины. Лен-кудряш предназначен главным образом
для производства льняных масляных семян .
Получение, строение, химический состав. Для получения льняного волокна
выращивают специальный вид льна – лен-долгунец (рис. 1.6) , представляющий собой однолетнее травянистое растение с прямым не
ветвистым стеблем высотой 80–90 см и диаметром 1–2 мм.
Стебель льна, как и других лубяных растений, состоит из различных по-своему
назначению и строению тканей (рис. 1.7 а, б) ,
основными из которых являются:
покровная ткань 1, состоящая из одного ряда плотно сомкнутых клеток,
покрытых снаружи тонкой пленкой-кутикулой;
покровная паренхима 2, состоящая из тонкостенных, равновеликих и не
одревесневших клеток, которые содержат запасы питательных веществ в стеблях и
служат ложем для волокон льна 3;
тонкий слой камбия 4, состоящего из клеток, жизнедеятельность которых
обеспечивает рост льна;
мощный слой древесины 5, являющийся остовом всего стебля;
сердцевина 6, состоящая из рыхлых тонкостенных клеток, в ре-зультате
отмирания которых образуется полость 7 стебля .
В лубяном слое коры стебля льна располагаются клетки двух видов:
паренхимные и прозенхимные. Тонкостенные равновеликие
паренхимные клетки содержат запасы питательных веществ и служат для связывания
всех элементов коры. Прозенхимные клетки обладают способностью в процессе роста
льна значительно удлиняться, они располагаются вдоль стебля и являются
элементарными волокнами льна.
Поперечный срез, внешний вид и поперечное сечение стебля льна
представлены на рис. 1,7 а, б.
Основным полимером льняного волокна является α-целлюлоза (80 %);
низкомолекулярные фракции составляют 8,5 %, лигнин – 5,2 %, жировосковые
вещества – 2,7 %, белковые и зольные – 3,2 %. Таким образом, по сравнению с
хлопком в волокне льна содержится большое количество сопутствующих веществ.
Присутствие лигнина в составе волокон придает им жесткость, хрупкость и
ломкость. Элементарное волокно льна представляет собой растительную клетку
веретенообразной формы с узким каналом и заостренными концами
(рис. 1.7 б). Волокно имеет первичную и
вторичную стен ки, в которых фибриллы расположены по спирали с углом накло на к
оси волокна 8–12°. В слоях вторичной стенки по мере при ближения к каналу угол
наклона фибрилл уменьшается и может достигать 0°. Слоистая структура волокна
образуется в результате постепенного отложения целлюлозы на его стенках.
Длина элементарного волокна и поперечник они зависят от места
расположения волокна в стебле: наиболее толстые и короткие располагаются у
основания стебля, а в направлении верхушки они становятся тоньше и длиннее.
Отдельные элементарные волокна соединяются между собой в пучки с помощью
срединных пластинок, состоящих из пектиновых веществ и лигнина. Обычно в пучке
содержится 15–30 элементарных волокон, а в стебле – 20–25 пучков. Пучки во локон
хорошо развиты по всей длине стебля и благодаря боковым ответвлениям соединяются
друг с другом, образуя в стебле сетча тый волокнистый каркас.
Первичная обработка собранного льна состоит из нескольких процессов
механических, физических и химических воздействий с целью выделить из стебля
пучки волокон. Выделенные волокна подвергают гребнечесанию, в результате чего
получают пряди длин ных очищенных комплексных (технических) волокон чесаного
льна и короткие волокна – очесы. Из чесаного льна получают гребенную пряжу,
идущую на изготовление высококачественных бытовых тканей. Очесы вместе с
короткими волокнами, полученными из отходов трепания, используются либо для
получения так называемой оческовой пряжи, либо для получения котонина –
хлопкоподобного льняного волокна.
Суть котонизации заключается в уменьшении длины пучков очеса и разделении
их до уровня эле ментарных волокон. В настоящее время применяются несколько
способов котонизации: химический (за счет
разрушения пектина и лигнина химическими реагентами), механический (путем разре
зания или разрыва волокнистой ленты), механохимический и биологический (путем
расщепления пектиновых веществ ферментами). Если комплексное волокно чесаного
льна имеет длину в среднем 170–250 мм и поперечник 150–250 мкм, то
котонизированные волокна получают длиной 25–45 мм и тониной 14–100 мкм. Этот
позволяет использовать их в смеси с хлопком, вискозой, шерстью и другими
волокнами.
При изготовлении изделий технического назначения (грубые ткани, канаты,
сети и т. п.) применяются другие виды целлюлозных волокон. Так, в странах Азии
для изготовления бытовых тка ней используют волокно рами, аналогичное по
свойствам льняным волокнам. В последнее время в некоторых странах возобновился
интерес к получению волокон из крапивы. Она растет практически на всех видах
почвы в течение 20 лет и содержит 12–14 % волокон. По данным производителей
(Германия), ткани из крапивы выгля дят, как льняные, блестят, как шел-
ковые, и обладают теплозащит ными свойствами, как шерстяные.
Свойства льняных волокон.
Свойства технического лубяного волокна в основном
определяются строением и свойствами элементарных волокон, а также наличием
различных примесей, которые в лубяных волокнах присутствуют в больших
количествах, чем в хлопке.
В среднем длина технических волокон, применяемых в прядении равна 35–90
см, толщина составляет 10–3,33 текс . Длина элементарного волокна составляет
в среднем 10–38 мм, поперечник – 12–37 мкм.
Физико-химические свойства льна и хлопка достаточно близки. Так,
например, действие на льняное волокно воды, пара, щелочей, кислот, окислителей и
светопогоды, примерно такое же, как и на хлопковое. Но имеются и некоторые
особенности свойств волокон льна, проявляющиеся при указанных воздействиях.
Гигроскопичность льна (W = 11 %) выше, чем у хлопка. Лен быстро впитывает
и отдает влагу. Особенностью льна является его высокая теплопроводность, поэтому
на ощупь волокна всегда холодные. С этим свойством связано так же и то, что при
нагревании сухие волокна льна выдерживают более высокие температуры, чем хлопок,
так как имеют большую гигроскопичность. Наряду с этим льняные волокна обладают
высокой воздухопроницаемостью, лечебными свойствами. Волокна льна – самые
прочные из натуральных волокон (Lp = 80 мкм). По прочности они превышают волокна
шерсти и хлопка, а также обладают стойкостью к гниению. В мокром состоянии
прочность элементарных волокон увеличивается, а технических уменьшается, так как
размягчаются пектиновые вещества, и ослабляется связь между отдельными пучками
волокон.
Элементарное льняное волокно имеет наибольшее относительное разрыв ное
усилие и наименьшее разрывное удлинение. Это связано с тем, что по сравнению с
хлоп ком лен обладает более плотной и ориентированной структурой. Кроме того,
волокна льна малоэластичны (ε = 2–3 %) . Поэтому изделия из льняных тканей
сильно сминаются, а одежда деформируется. Изделия изо льна отличаются высокой
износоустойчивостью. Светостойкость льна также несколько выше:
потеря прочности на 50% происходит после инсоляции в течение 990 ч. Лен обладает
характерным блеском, т.к. его волокна имеют гладкую поверхность и при
многократных стирках не теряют свой первоначальный вид. Недостатком является то,
что благодаря большому количеству пектиновых веществ и пигментов, толстых стенок
и узкого замкнутого канала затрудняется подготовка к крашению и печатанию.
При кипячении в растворах СМС волокна становятся светлее и мягче, так как
происходит вымывание пектиновых веществ. Вследствие значительной неровности, а
также толщины и жесткости технического
волокна льна и пряжи из него, ткани получаются недостаточно однородными и мало
драпируемыми .
Кислоты, щелочи, окислители и восстановители действуют на лен так же, как
и на хлопок. Органические растворители, применяемые при химической чистке, на
лен не действуют. Горит лен также как и хлопок. Цилиндрическое
строение волокна дает возможность изготовлять компактную, гладкую, непушистую
пряжу. Из льняного волокна выпускают ткани бытового назначения – плательные,
костюмные, портьерные, для столового и постельного белья; технического
назначения – парусина, брезент, тарные ткани.
Волокна животного происхождения.
Природные волокна животного
происхождения (шерстяное и шелковое) состоят из белков – природных
высокомолекулярных соединений, к кото рым относятся кератин (в шерсти), фиброин
и серицин (в шелке).
Основными видами белковых волокон являются шерстяные и шелковые.
Шерстяное волокно.
Из истории шерстяного волокна. Шерсть издавна известна
людям. В IX–X тыс. до н.э. люди уже разводили овец на территории
современной Европы и Азии и производили из их шерсти ткани. Наиболее
древнее изображение овцы датируется приблизительно 3500 г. до н.э. В отличие от
других волокон, история производства которых была связана с конкретной страной
или местом, история шерсти принадлежит всему миру. Овцеводство было широко
развито в Древнем Египте – там из шерстяной ткани изготавливали свободные белые
плащи, которые носили поверх льняной одежды. Шерсть также применяли для
нанесения узоров на ткани изо льна, а шерстяные нити использовали в качестве
утка при производстве тканей из других во-
локон. В Индии, наравне с хлопчатобумажной одеждой, были распространены изделия
из шерсти, а в Китае на высоком уровне шерстотка
чество было развито уже в
III в. до н.э., и некоторые ткани по прочности превосходили современные суконные
материалы. Кроме овечьей использовалась и шерсть других животных. Так, в Америке
это были кролики, ламы, бизоны, опоссумы, в Азии – верблюды и козы.
В Древней Греции также преобладала одежда из шерсти и льна. Особым
умением изготавливать великолепные шерстяные ткани славились византийские ткачи,
которые создавали ткани различной фактуры. Британцам шерстоткачество было
известно задолго до новой эры, но римляне, завоевав остров, принесли с собой
более совершенные приемы мастерства. Для улучшения качества тканей велись работы
по улучшению состава шерсти. Известно, что во II в. до н.э. римляне вывели новую
тонкорунную породу овец – так называемую тарентайнскую, от которой методом
скрещивания была получена испанская порода мериносов, распространившаяся по всей
Европе и Америке, которая давала длинное тонкое белое руно. Главными центрами
средневекового суконного производства в Европе были итальянские города Флоренция
и Брюгге. Главным центром по продаже тканей из шерсти были ярмарки в Шампани.
Кроме того, итальянское сукно шло в порты Египта, Сирии, Малой Азии, Крыма,
далее в Персию, на Кавказ, на Волгу, в Среднюю Азию и далее в Китай. Во второй
половине XVIII в., после появления совершенных кардочесальных ров-ничных и
прядильных машин, начало развиваться машинное производство шерстяных тканей. На
Руси кустарное производство тканей из шерсти существовало издавна, так, в Киеве
и Новгороде оно было уже в Х в. Грубые шерстяные ткани ткали дома, но уже с XI
в. их производили мастера шерстоткачества в монастырях при княжеских дворах.
Тонкие сукна поступали из-за границы, они стоили очень дорого и
доставались в основном князьям в виде награды. Первая мануфактура была создана в
Москве в 1630 г., однако, не выдержав конкуренции с привозными товарами, быстро
закрылась. При поддержке Петра I в 1698 г. была создана первая фабрика
армейского сукна, а в 20-х гг. XVIII в. в России насчитывалось уже около десятка
шерстоткацких предприятий. Однако производство камвольных шерстяных тканей было
налажено только во второй половине XIX в.
К основным овцеводческим странам относятся Австралия, Новая Зеландия,
Аргентина, Англия, Китай, бывшие союзные республики: Казахстан, Киргизстан,
Узбекистан, Украина и др. В России основными овцеводческими районами являются:
Северный Кавказ, Западная Сибирь, Поволжье. В настоящее время большая часть
сырья для шерстеперерабатывающей промышленности России импортируется из
государств Средней Азии и других ведущих овцеводческих стран. Особое место в
импорте сырья уделяется тонкой шерсти, позволяющей полу-
чать наиболее тонкие и легкие материалы.
В текстильной промышленности используется шерсть овец, верблюдов, коз,
коров, кроли чий пух. Производится более 8000 сортов шерсти, получаемой в разные
сроки стрижки.
Получение, строение и химический состав шерстяного волокна
Шерстяное волокно изготавливают из шерсти различных животных, т. е. волосяного
покрова животных: овец, коз, верблюдов и др. наиболее широкое применение в
производстве текстильных материалов имеет шерсть овец, наряду с этим
используется шерсть коз, верблюдов, кроличий пух, шерсть собаки и т. д.
Шерстяное волокно представляют собой роговидные образования кожного покрова
(волосяной покров) животных. В химический состав шерсти помимо кератина (90 %)
входит некоторое ко личество минеральных и жировосковых веществ, пигмента и меж
клеточного вещества (видоизменение кератина).
В отличие от целлюлозных волокон шерстяное обладает сложным
морфологическим строением. Волокно шерсти состоит из трех слоев: чешуйчатого,
коркового и сердце винного (рис. 1.8).
Чешуйчатый слой (кутикула) состоит из черепицеобразно нало женных друг на друга
плоских ороговевших клеток, которые защищают волос от разрушения и могут иметь
форму колец, полуколец, пластинок. От размеров, формы и характера расположения
чешуек зависит блеск волокон и их способность свойлачиваться.Толщина чешуйки
равна примерно 1 мкм. Каждая чешуйка покрыта тонким слоем, состоя щим из хитина,
воска и других веществ и обладающим большой устойчивостью к кислотам, хлору и
другим реактивам.
Пух – тонкие извитые волокна, состоящие из двух слоев: чешуйчатого и коркового. Пух образует весь волосяной покров тонкорунных
овец и прилегающий к коже покров грубошерстных овец. Чешуйки
у пуха кольцевидной формы, они охватывают волокно по всей окружности, находят одна на другую, создавая шероховатую поверхность.
Ость грубее, толще пуха и почти не имеет извитости.
Корковый слой, или кортекс, является основным слоем волокна,
он состоит из веретенообразных клеток длиной 80–90 мкм с поперечником 4–5 мкм. Веретенообразные клетки образованы из фибрилл
кератина и соединены между собой межклеточным ве ществом, обладающим меньшей устойчивостью к химическим воз действиям, чем
кератин. Поэтому разрушение волокна всегда на чинается с распада
на веретенообразные клетки.
В центре волокна имеется сердцевинный слой, состоящий из крупных клеток с кератиноподобным веществом, которые расположены
перпендикулярно клеткам коркового слоя и заполнены пузырьками
воздуха.
По характеру строения шерстяные волокна подразделяются на четыре типа: пух, переходный волос, ость, мертвый волос
(рис. 1.9).
Она состоит из трех слоев: чешуйчатого из пластинчатых чешуек,
коркового и сплошного сердцевинного. Чешуйки у ости имеют не кольцевидную форму и наиболее плотно прилегают к корковому слою,
обусловливая сильный блеск и меньшую валкость. Сердцевинный слой
занимает от 1/3 до 2/3 толщины волокна.
Переходный волос занимает промежуточное положение между
пухом и остью. Переходный волос образует 3 слоя: чешуйчатый, корковый, прерывистый сердцевинный.
Мертвый волос – грубое, прямое, жесткое волокно, которое плохо
окрашивается и легко ломается при переработке. Мертвый волос состоит из трех слоев: чешуйчатого, тонкого коркового и широкого сердцевинного, занимающего почти весь поперечник волокна .
Шерсть состригают с овец специальными ножницами или машин-ками. Шерстный покров, снятый с овец, называют руном.
В смеси с овечьей шерстью для изготовления ткани, трикотажных
полотен используют шерсть дру гих животных. Вер блюжью шерсть
представляют собой пуховые волокна, длина которых достигает 60–70 мм,
а средняя тонина 20,6 мкм. Шерсть ангорской козы называется мохер
(могер, тифтик). Это тонкое, длинное (150–200 мм), мало извитое
и блестящее волокно. Шерсть ламы из семейства верблюдовых – альпака
это мягкое, тонкое, прочное, и блестящее волокно. Шерсть кашмирских коз (кашемир), получаемая вычесыванием представляет очень
тон кое и длинное (до 450 мм) волокно. Шерсть ангорского кролика
используется для получения мягкого, тонкого, водостойкого и молеустойчивого волокно под названием – ангора.
Шерсть состригают с овец специальными ножницами или машинками. Шерстный покров, снятый с овец, называют руном. Такая шерсть
сильно загрязнена и называется грязной. Кроме того, она неоднородна
по качеству. Для очистки от загрязнений и подбора однородных по качеству партий волокна, снятую с овец шерсть подвергают первичной
обработке, которая состоит из:
сортировки шерсти по качеству;
трепания с целью разрыхления и удаления засоряющих примесей;
промывки для удаления жира, пота и грязи (промывка производится слабым раствором серной кислоты);
сушки до содержания влаги 15–17 %;
упаковки.
Очень загрязненное волокно подвергают обработке 5 % раствором
серной кислоты с последующей термообработкой при температуре
110°С. Эту операцию называют карбонизацией. Раствор кислоты разрушает растительные засоренности, основу которых составляет
целлюлоза. При этом шерсть не повреждается. Продукты гидролиза
целлюлозных примесей удаляются из шерстяного материала при последующем механическом воздействии.
Свойства и область применения шерстяного волокна.
Шерсть – до-статочно прочное волокно. Прочность шерстяных волокон в значительной степени зависит от их толщины и строения. Относительная
разрывная нагрузка и износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой, так как грубые волокна (ость, мертвый волос) имеют сердцевинный слой, заполненный воздухом.
Волокно извитое и имеет высокую упругость, поэтому изделия
из шерсти малосминаемы и высокоэластичны (ε = 40–60 %). Извитость
и наличие чешуйчатого слоя на поверхности способствуют сцепляемости волокон и обусловливают свойлачиваемость. В процессе валки во-
локна способны сближаться, перемещаться и, перепутываясь, сплетаться, образуя войлокообразный застил. В результате валки масса
волокон уплотняется, изменяется их внешний вид, уменьшается теплопроводность и увеличивается мягкость, что используется при изготовлении фетра, сукна, войлока, одеял.
Волокно гигиенично, имеет высокую гигроскопичность (W = 15–17%)
и при этом кажется сухим. Шерсть медленно впитывает влагу и медленно ее отдает. Под действием тепла и влаги волокна удлиня ются.
На способности шерсти менять степень растяжимости и усад ки при
ВТО (влажно-тепловая обработка) основано проведение та ких операций, как сутюживание, оттягивание, декатирование.Волокно легкое, имеет низкий удельный вес и низкую теплопроводность, обладает высокими теплозащитными свойствами.
Шерстяное волокно неустойчиво к истиранию, склонно удерживать
и долго сохранять запахи. Потери прочности шерстяного волокна
в мокром состоянии составляют около 30 %.
Шерсть обладает амфотерными свойствами, т.е. может всту пать
во взаимодействие и с кислотами и со щелочами. При ки пячении
шерсть растворяется уже в 2%-ном растворе едкого на тра. При действии
разбавленных кислот (до 10%) прочность шерсти увеличивается.
Под действием концентрированной азотной кислоты шерсть желтеет,
под действием концентрирован ной серной кислоты обугливается.
По светостойкости шерсть превосходит все натуральные волокна: потеря
прочности на 50% происходит после инсоляции в течение 1120 ч .
Недостатком шерсти является малая термостойкость – при температуре 110–130°С волокна становятся ломкими, жесткими, снижается
их прочность. Интенсивное ухудшение свойств и раз рушение волокон
наступают при температуре выше 170°С. Блеск шерсти определяется
формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск; мелкие, сильно отстающие
чешуйки делают ее матовой.
При горении шерсть в пламени спекается, при вынесении воло кон
из пламени горение их прекращается, образуется спекшийся черный
шарик, запах жженого пера.Качество шерстяного волокна зависит от его длины и толщины исходя из этих показателей овечья шерсть подразделяется на следующие
типы волокон: тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая
шерсть, состоящая из пуховых волокон, применяется для изготовле-
ния высококачественных шерстяных камвольных тканей. Полутонкая
шерсть, состоящая из пуховых волокон и переходного волоса, применяется для выработки камвольных костюмных и пальтовых тканей.
Полугрубая шерсть, состоящая из ости и переходного волоса, применяется для выработки полугрубых суконных и костюмных тканей.
Грубая шерсть имеет в своем составе все типы волокон, ее применяют
для изготовления грубосуконных тканей .
Козий пух в основном применяют для изготовления платков, трикотажных изделий и некоторых платьево-костюмных, пальтовых
тканей. Для изготовления одеял и национальных изделий используется верблюжью шерсть.
Получение, строение, химический состав натурального шелка
Из истории шелка.
Шелком называют тонкие непрерывные нити,
выпускаемые гусеницами шелкопрядов: тутового и дубового, при завивке кокона перед окукливанием.
Искусство производить шелк родилось в Китае примерно
3 тыс. лет до н.э. В течение многих лет китайцы хранили секрет получения шелка, и тайна его изготовления очень долго оставалась неразгаданной. Корейцы познакомились с шелководством только во II в. н.э.,
а от них о шелке узнали японцы, индийцы и другие соседние народы.
Однако, несмотря на распространение шелководства по миру, Китай
еще долгое время безраздельно владел монополией на торговлю шелком, а многочисленные китайские караваны бороздили Малую и Среднюю Азию, снабжая прекрасными тканями повелителей многих стран.
Первыми европейцами, которые познакомились с продукцией шелководства, были воины Александра Македонского. Однако долгое время
европейцы не имели абсолютно никакого понятия о производстве
шелка. Многие ученые пытались открыть тайну шелка: некоторые приближались вплотную к ее разгадке, другие глубоко заблуждались. Римляне стали носить шелковую одежду со времени возвращения из Китая
римского консула Помпея: в 75 г. до н.э. Сначала это были ткани
из бомбицины – нитей, полученных от дикого шелкового червя. Они
уступали по качеству нитям из коконов тутового шелкопряда и постепенно были вытеснены натуральными шелками, доставляемыми
по Великому шелковому пути (в I в. н.э.). Римляне научились из плотных китайских тканей получать тончайший шелк путем разделения
их на тонкие нити и повторного изготовления из них тканей. Цена
шелковой ткани в те времена была равна весу золота.
Тайна производства шелка была раскрыта лишь в 532 г. н.э., после
распада Великой Китайской Империи. Искусство разведения шелкопряда было перенято арабами, а от них вместе с исламом распространилось на Северную Африку, Сицилию, в Испанию и Португалию.
С XII в. шелковые ткани начинают производить в Италии. Попытки
французских королей развить собственное шелководство были безрезультатны вплоть до правления Генриха Наваррского. Но из привозного сырья шелкоткачество развилось во Франции в начале XV в., а у его
истоков стояли ткачи итальянцы. В Англии шелковые ткани вошли
в употребление в 1251 г., однако первые попытки шелководства, как
и во Франции, были неудачными. Позже с помощью итальянцев англичане потеснили Францию на европейском рынке производства
шелка, а затем и опередили ее. На Руси издавна знали шелковые ткани,
но своего производства шелка не было, его привозили в основном
из Византии. В XI–XII вв. происходит интенсивный обмен русских мехов на шелковые ткани. В XVI в. в Москву привозились восточные ткани из Средней Азии и Ирака. В том же XVI в. в Москве возникает
и первое русское производство парчи. А в 1593 г., была открыта первая
мастерская, где ткали шелк, парчу, бархат, ленты и шторы. В XVIII в.
в период с 1714 по 1726 г. было открыто 10 шелкоткацких фабрик,
а к 1818 г. их число достигло уже 220. Особенностью шелкоткацкой
промышленности царской России было размещение фабрик в основном в Московской, Владимирской губерниях и отчасти в Петербурге,
оторванность от сырьевой базы и работа на привозном сырье. В СССР
были построены крупные шелковичные совхозы, заводы, базы первичной переработки коконов, шелкомотальные фабрики, организованы
тутовые питомники. Шелководство было развито в южных районах
России, в некоторых районах Украины, Молдавии, на Северном Кавказе, в Средней Азии, Азербайджане и Грузии .
Промышленное значение имеет шелк одомашненного тутового
шелкопряда, гусениц которого выкармливают листьями тутового дерева (шелковицей). Основными шелководческими странами являются
государства Средней Азии и Закавказья, Япония, Китай, Корея, Италия, Индия и другие.
Тутовых шелкопрядов разводят в специализированных шелководческих хозяйствах. Шелкопряд в своем развитии проходит че тыре ста-
дии: яичко (грена), гусеница, куколка и бабочка. В период выкармливания гусениц листьями тутового дерева в их теле совер шается белковый
обмен. Под действием ферментов пищеваритель ного сока белки,
содержащиеся в листьях тутового дерева, распа даются на отдельные
аминокислоты, которые усваиваются клет ками организма гусеницы.
Помимо этого в организме происходят синтез аминокислот и перестройка их молекул, т. е. превращение одних аминокислот в другие.
В результате к моменту окукливания в теле гусеницы накапливается
жидкое вещество с полным набором различных аминокислот, необходимых для создания основного вы сокомолекулярного соединения натурального шелка – фиброина 75% и шелкового клея – серицина 25%.
В момент образования кокона гусеница выделяет через шелкоотделительные протоки две тонкие шелковины, которые при вы ходе
на воздух застывают. Одновременно выделяется серицин, который
склеивает шелковины вместе (рис. 1.10). Гусеница по мере выделения
нити укладывает ее слоями, образуя плотную замкнутую оболочку,
склеенную серицином, – кокон. Внутри кокона гусеница окукливается,
а через 15–17 дней куколка превращается в бабочку. Поэтому коконы
собирают не поз же чем через 8–9 дней с начала завивки и передают
на первичную обработку.
Цель первичной обработки шелка – размотать коконную нить.
Разматывание осуществляется на специальных кокономотальных автоматах, где несколько нитей с 4–9 коконов, сложенных вместе, наматывается
на мотовило. Получаемая нить называется шелком-сырцом. Обычно
в шелке-сырце содержится 26–33% серицина, однако при последующих
обработках содержание его в гото вой ткани снижается до 4–5 %.
Свойство натурального шёлка. Толщина коконной нити неравномерна на всем ее протяжении и выражается линейной плотностью, которая колеблется от 0,5 до 0,18 текс. Одна шелковина имеет поперечник, равный в среднем 16 мкм, а коконная нить – 32 мкм. Длина
коконной нити достигает 1500 м, верхний и внутренний слои кокона не разматываются, поэтому средняя длина размотанной нити 600–900 м.
Натуральный шелк – ценное волокно, прочное (Lр = 38 ркм), тонкое, гигиеничное, гигроскопичное (W = 13–15 %), воздухопроницаемое, имеет низкий удельный вес, хорошее туше. Хорошо окрашивает-
ся. Доля упругой деформации в полном удлинении составляет 60 %,
поэтому ткани из натурального шелка мало сминаются. По химической
стойкости натуральный шелк превосходит шерсть. Разбавленные кислоты и щелочи, органические раствори тели, применяемые при химчистке одежды, на натуральный шелк не действуют. Натуральный
шелк растворяется только в концент рированных щелочах при кипячении. Прочность натурального шелка в мокром состоянии снижается
на 5–15%. При длительном действии воды и при повторных стирках
на окрашенных волокнах возникает белесый налет, который портит
внешний вид изделий. Некоторое оживление окраски и повышение
блеска может быть достигнуто полосканием в разбавленном растворе
уксусной кислоты.
С целью получения тканей с хорошей драпирующей способно стью
при меньшей затрате сырья производится утяжеление натурального
шелка (до 40%). Способы утяжеления: обработка соля ми металлов,
пропитка растительными дубителями, сохранение серицина, обработка суспензией бетанитовой глины и др. Под действием прямых солнечных лучей шелк разру шается быстрее, чем все прочие натуральные
волокна (хлопок, шерсть). Цвет отваренных коконных нитей слегка
кремоватый. Горение натурального шелка аналогично горению шерсти. Кроме тутового шелкопряда существует дубовый шелкопряд, кормом для которого являются листья дубов. Шелк дубового шелкопряда
имеет более грубые волокна, чем шелк тутового шелкопряда. Коконы
дубового шелкопряда почти не поддаются размотке и поэтому используются для полу чения пряжи. В прядении в основном используют
коконные нити равномерные, без разрыва.
Из натурального шелка вырабатывается широкий ассортимент платьевых тканей (атлас, шифон, жоржет, тафта, креп-сатин), нитей, шнуров, высокопрочных технических тканей для оборонной промышленности.
Кроме того, натуральный шелк применяют для выработки шелковых швейных ниток. Отходы натурального шелка, бракованные коконы используют для выработки шелковой пряжи . В приложении А
представлены сведения о натуральных текстильных материалах, используемых в традиционной культуре народов севера Томской области
в конце XIX – начале XX веков.
Минеральные волокна. Асбест. Асбестовое волокно
– натуральное,
минерального происхождения. По химическому составу асбест представляет собой водные силикаты магния, железа, кальция и залегает
в горных породах в виде жил и прожилок.
На асбестовые фабрики они поступает после добычи из некоторых
горных пород. Его обогащают путем дробления, получая пучки воло-кон, которые не имеют извитости и поэтому не прядутся. В прядении
их используют вместе с хлопком, получая смешанную пряжу, а из нее ткань
технического назначения – фильтры, термо- и звукоизолирующие прокладки. Волокно устойчиво к действию щелочей и других химических
реагентов, обладает огнестойкостью, электро- и теплоизоляционными
свойствами и используется в электротехнической промышленности
как изолирующий материал .
Время чтения: 9 минут
Шелковое волокно производится из различных типов эктодермальных желез у клещей, пауков и нескольких групп насекомых. Натуральные протеиновые волокна получают из коконов, создаваемых некоторыми гусеницами (личинками мотыльков и бабочек) перед окукливанием. До открытия нейлона и других синтетических волоконных полимеров шелковая нить бытового шелкопряда Bombyx mori и ткань из нее были экономически — и во время войны также стратегически — важным товаром.
Шелк — натуральное белковое волокно
Шелк — это волокно, произведенное гусеницами, принадлежащими к роду Bombyx. Единственная шелковая нить является продуктом серии этапов, полученных в результате культивирования тутовых деревьев для корма одомашненного шелкопряда Bombyx mori. Во время фазы гусеницы шелкопряд обертывается в жидкий белок, выделяемый двумя большими железами в голове. Этот секретируемый белок затвердевает при воздействии воздуха. Полученную нить связывают второй секрецией, серицином, который образует твердую оболочку или кокон. В естественных условиях в конце концов через кокон моль прорывается. В шелководстве личинка убивается в коконе паром или горячим воздухом на стадии куколки до ее метаморфоза. Устойчивая термическая обработка смягчает закаленный серицин так, что нить не расплетается.
Шелковая нить представляет собой сплошное волокно большой прочности длиной от 500 до 1500 метров. Отдельные нити слишком тонкие для использования. Для производственных целей несколько нитей объединяются с небольшим закручиванием в одну нить. Этот процесс известен как «шелковая намотка» или «шелкопрядение». Фибра шелк — это ценный сельскохозяйственный товар, хотя его объем составляет менее 1 процента рынка натуральных текстильных волокон. Международный спрос на высококачественный шелк умножился. Подходящие технологии сушки кокона и операции наматывания жизненно важны для обеспечения качественного шелка.
Физические характеристики кокона
Шелковые железы Bombyx mori структурированы как трубки, состоящие из задней, средней и передней частей. Задняя часть длинная и тонкая. Середина короткая с диаметром 3-4 мм. Передняя часть очень тонкая, ведущая к отверстию в голове личинок, из которого выводится шелк.
- Цвет: Цвет зависит от вида. Присутствие определенных пигментов в слоях серицина вызывает цвет. Он не является постоянным, и серицин смывается во время процесса дегумирования. Существуют различные оттенки цвета, но все они ограничены белым, желтым, желтовато-зеленым и золотисто-желтым.
- Форма: Форма кокона, как и цвет, различается в зависимости от вида. Как правило, японский вид имеет арахисовую форму, китайский эллиптический, европейский — более длинный эллиптический, а у поливолинов — веретенообразный. Гибридные коконы принимают форму, похожую на обоих родителей.
- Морщины: У кокона на поверхности много морщин. Морщины более грубые на внешнем слое, чем во внутреннем. Признано, что грубые морщинистые коконы встречаются редко.
- Вес: Самая значительная коммерческая особенность коконов — вес. Коконы продаются на рынке по весу, так как этот показатель сигнализирует о приблизительном количестве сырого шелка, который можно намотать. Чистые породы колеблются от 2,2 до 1,5 г, а гибридные породы — от 1,8 до 2,5 г.
- Толщина и вес оболочки кокона: Толщина оболочки кокона не является постоянной и изменяется в соответствии с тремя ее разделами. Центральная сжатая часть кокона представляет собой самый толстый сегмент, а размеры расширенных частей головы составляют от 80 до 90 процентов от центральной суженной. Вес шелковой оболочки является самым существенным фактором, поскольку эта мера позволяет рассчитывать сырую шелковую массу.
- Твердость или компактность: Твердость кокона коррелирует с текстурой оболочки и зависит от условий вращения кокона. Степень твердости также влияет на воздухопроницаемость коконов во время кипения. Жесткая оболочка обычно снижает способность к повторному смачиванию (во время процесса намотки кокона), в то время как мягкая оболочка может размножать дефекты сырого шелка. Короче говоря, умеренная влажность предпочтительнее для коконов хорошего качества.
шелковый кокон: нить сырого шелка
- Процент оболочки: Необходимо количественно оценивать соотношение веса шелковой оболочки к весу кокона. Это значение дает удовлетворительное указание количества сырого шелка, который можно намотать из заданного количества свежих коконов. В новообразованных гибридах зарегистрированные проценты составляют от 19 до 25 процентов.
- Процент сырого шелка: Нормальный диапазон составляет от 65 до 84 процентов от веса оболочки кокона и от 12 до 20 процентов от веса всего свежего кокона.
- Длина волокна: Длина волокна определяет рабочую нагрузку, скорость производства, равномерность шелковой нити и динамометрические свойства продукта. Диапазон общей длины составляет от 600 до 1 500 м, из которых 80% можно наматывать, а остальная часть удаляется как отходы.
- Размотка: Размотка определяется как пригодность коконов для экономически целесообразного наматывания. На размотку в значительной степени влияет тщательное действие во время вращения кокона, сушки, хранения, предварительной обработки, повышение эффективности машины и умения оператора. Диапазон размотки составляет от 40 до 80 процентов с серьезными отклонениями в зависимости от типа кокона.
- Размер коконовой нити: Измерение толщины нити выражает размер шелковой нити. Толщина нити представляет собой вес 450 м шелковой нити, разделенной на 0,05 г единиц. В самом крупном разрезе нити кокона от 200 до 300 метров толщина нити увеличивается. В дальнейшем эти размеры становятся мельче и мельче, когда процесс приближается к внутреннему слою. Средний диаметр коконовой нити составляет от 15 до 20 мкм.
- Дефекты: В нити кокона может быть обнаружен ряд мелких дефектов, таких как петли, расщепленные концы, нечеткость, перья и волосатость. Хотя эти дефекты наблюдаются среди сортов шелкопряда, условия их образования, по-видимому, способствуют их заболеваемости. Эти дефекты нитей непосредственно влияют на качество сырого шелка.
- Моховидность: Волосы-подобные выступы в шелковом волокне называются моховидностью. Другим фактором, способствующим ей, является появление чрезмерно зрелых личинок. Когда ткани, сплетенные с этими дефектами, окрашиваются, похоже, что ткань покрыта пылью или бледнее, чем остальные. Фактически, выступающая фибрилла является более прозрачной и имеет меньшую способность поглощать красители.
Перемотка шелка
Кокономотание — это процесс, с помощью которого несколько коконов наматываются вместе, чтобы создать одну нить. Это достигается путем разматывания нитей коллективно из группы приготовленных коконов на одном конце в теплой водяной бане и намотки полученной нити на быстро движущуюся катушку. Наматывание шелка можно разделить на метод прямого наматывания на катушку стандартного размера, непрямой метод наматывания на малые барабаны и переходной метод наматывания шелка из небольших катушек на катушки стандартного размера на машине для повторного наматывания. Последняя техника в первую очередь применяется в современных процессах шелкомотания.
Ручное вращающееся колесо
Автоматическая наматывающая машина
В производстве сырого шелка постоянное увеличение затрат на рабочую силу привело к автоматизации. Примерно в 1950 году была изобретена автоматическая машина для наматывания, которая контролирует количество намотанных коконов на нитку. Вскоре после этого ее заменила вторая автоматическая машина для наматывания, которая автоматически могла регулировать размер наматываемой нити.
Автоматическая наматывающая машина механизирует процессы набегающих концов, концы захвата, пополнение коконов для наматывания нити и отделение упавшего конца нити во время процесса наматывания. Эффективность автоматической наматывающей машины сравнивается с ручной многоцелевой наматывающей машиной.
Автоматическая машина для наматывания, хотя и построенная для замены ручного наматывания, по-прежнему требует рабочей силы для проблем с наматывающей нитью, которые необходимо исправить вручную. Небольшое количество приготовленных коконов переносят на вновь приготовленный горшок для коконов, а затем удаляют в концевую часть.
Конечные намотанные коконы попадают в собирающую концевую часть, и правильно выбранные концевые коконы выдаются в корзину подачи кокона, которая непрерывно вращается вокруг наматывающего бассейна на бесконечной цепной ленте. Обычно метод наматывания делится на систему подачи фиксированного кокона и систему подачи перемещающегося кокона.
Шелковое производство
- Состав всего кокона определяется как оболочка кокона, куколка и отбрасываемая кожа. Куколка составляет самую большую часть его веса. Обратите внимание, что большая часть содержимого кокона — это вода. Поэтому необходимо удалить воду для улучшения наматывания волокна кокона и для лучшего сохранения кокона в течение длительного периода.
- Состав коконовой оболочки. Шелковая нить, образующая оболочку кокона, состоит из двух белков, называемых фиброинами и покрытых шелковой смолой или серицином. Количество серицина колеблется от 19 до 28 процентов в зависимости от типа кокона.
- Фиброин — 72-81%
- Серицин — 19-28%
- Жир и воск — 0,8-1,0%
- Красящее вещество и зола — 1,0-1,4%
Структурные особенности шелка
- Шёлк Bombyx mori состоит из белков фиброина и серицина, таких веществ, как жиры, воск, песочные пигменты и минералы.
- Фиброин в Bombyx mori содержит высокое содержание аминокислот глицина и аланина, 42,8 г и 32,4 г соответственно.
- Ключевыми аминокислотами в серицине являются серин (30,1 г), треонин (8,5 г), аспарагиновая кислота (16,8 г) и глутаминовая кислота (10,1 г)
Физические и химические свойства
- Удельный вес: удельный вес серицина и фиброина в среднем составляет от 1,32 до 1,40. Как правило, удельный вес серицина несколько выше, чем у фиброина.
- Плотность: плотность указывает количество веса, которое данное волокно может поддерживать до разрушения. Типичная плотность шелка составляет от 3,6 до 4,8 г на денье.
- Удлинение: удлинение определяет длину, до которой волокно может растягиваться перед разрушением. Сырой шелк имеет удлинение от 18 до 23 процентов от его первоначальной длины.
- Гигроскопическая природа: 11 процентов — это приемлемый коэффициент восстановления влаги для шелка; на основе этого фактора получается меркантильная масса шелка.
- Влияние света: Непрерывное нахождение на свету ослабляет шелк быстрее, чем хлопок или шерсть. Сырой шелк более устойчив к свету, чем дегуммированный.
- Электрические свойства: Шелк — плохой проводник электричества и накапливает статический заряд от трения. Эта черта может затруднить его обработку в процессе производства. Этот статический заряд может рассеиваться высокой влажностью или поддерживая относительную влажность 65 процентов при 25ºC.
- Действие воды: шелк — это высокопоглощающее волокно, которое легко пропитывается водой. Вода, однако, не оказывает постоянного воздействия на шелковое волокно. Шелковая прочность уменьшается примерно на 20 процентов во влажном состоянии и восстанавливается до первоначального состояния после высыхания. Волокно расширяется, но не растворяется при погружении в теплую воду. Обратите внимание, что шелковое волокно будет также поглощать растворенные вещества, присутствующие в воде.
- Влияние тепла: Если белый шелк нагревается в духовке при 110ºC в течение 15 минут, он начинает желтеть. При 170°С шелк распадается, и в его точках сжигания выделяется эмпиремический запах.
- Деградация кислотами, щелочами: Обработка шелковых волокон кислотными или щелочными веществами вызывает гидролиз пептидных связей. Степень гидролиза основана на рН-факторе, который составляет минимум от 4 до 8. Деградация волокна проявляется в результате потери прочности при растяжении или изменении вязкости раствора.
- Протеолитические ферменты: Протеолитические ферменты не легко атакуют фиброин в волокнистой форме, по-видимому, потому, что белковые цепи в шелке плотно упакованы без громоздких боковых цепей. Серьезная деградация может быть вызвана водой или паром при 100ºC.
- Окисление: Окисляющие агенты могут атаковать белки в трех возможных точках. Перекись водорода абсорбируется шелком и, как считается, образует комплексы с аминокислотными группами и пептидными связями.
- На боковых цепях
- На N-концевых остатках
- При пептидных связях соседних аминогрупп
- Другие агенты: Хлор атакует фиброин более энергично, чем гипохлорит натрия. Окисление происходит главным образом в остатках тирозина.
- Качество кокона: Серия естественных обстоятельств приводит к изменениям качества кокона. Некоторые из наиболее примечательных включают:
- Различия в качестве кокона в той же партии
- Различия в коконах, произведенных в том же месте разными фермерами, которые выращивали один и тот же вид
- Сезонные воздействия. Например, в Японии коконы, произведенные весной и поздней осенью, по качеству выше, чем в начале осени и лета
- Условия окружающей среды влияют на возможность повторного использования кокона, такие как температура и влажность
- Технология обработки при наматывании будет влиять на эффективность намотки, а также на качество сырого шелка
- Коконы биволита являются превосходными по сравнению с разновидными видами шелкопряда, традиционно выращиваемыми в тропических зонах.
Язык проекта:
Натуральные волокна Волокна состоят из непряденых нитей материала или длинных тонких отрезков нити. Волокна используются в природе как животными так и растениями, для удержания тканей (биологических). Натуральные волокна - это волокна, которые существуют в природе в готовом виде, они образуются без непосредственного участия человека. В эту группу входят волокна растительного, животного и минерального происхождения. Основными признаками для классификации являются: химический состав волокон и область их происхождения.
Натуральные волокна
Шелк - состоит из волокна животного (белкового) происхождения. Шелковые нити получают из коконов гусениц тутового шелкопряда. К шелковой группе относятся такие ткани, как - вуаль, шифон, крепдешин, атлас чесуча, креп, креп-жоржет, туаль, фай, тафта, парча, фуляр и др. Традиционно, шелк считается одним из самых дорогих разновидностей ткани. Изделия из шелковой ткани очень легкие, прочные, красивые. Имеют приятный блеск, хорошо регулируют температуру тела. К недостаткам шелка можно отнести то, что ткань сильно мнется и чувствительна к действию ультрафиолетовых лучей. Часто к натуральному шелковому волокну добавляют другого рода волокна для получения новых интересных фактур и различных эффектных переплетений. Стоит отметить, что также выпускается искусственные и синтетические шелковые ткани.
Шерсть - натуральные волокна животного (белкового) происхождения. В качестве сырья используется волосяной покров животных - овечья шерсть, верблюжья шерсть, шерсть ламы, кролика и др. В группу шерстяных тканей входят: саржа, сукно, твид, бостон, коверкот, шевиот, дюветин и пр. Шерсть различных животных отличается по качеству, свойствам и области применения. Единственная общая характеристика всех типов шерсти - это исключительное качество удерживать тепло. Значительную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство. Натуральные шерстяные ткани мягкие, эластичные, лёгкие, воздухопроницаемые. Толщина тканей может быть разной, существуют как толстые, так тонкие шерстяные материи. Ткани из шерсти практически не сминаются.
Натуральное волокно минерального происхождения: асбест
натуральный волокно минеральный растительный
Асбест (греч.неразрушимый) - собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты с пространственной структурой в виде тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении. По химическому составу асбест представляет собой водные силикаты магния, железа, кальция и залегает в горных породах в виде жил и прожилок.
Натуральные волокна растительного происхождения
Основным веществом, составляющим волокна растительного происхождения, является целлюлоза. Это твердое трудно растворимое вещество, состоит из звеньев С6Н10О5. Помимо целлюлозы в растительных волокнах присутствуют воски, жиры, белковые, красящие вещества и др.
Хлопок - это натуральное волокно растительного происхождения. Производят хлопок из волокон семян растений хлопчатника. На основе хлопка производятся: сатин, батист, марлевка, ситец, деним, фланель, канифас, тик, бязь, маркизет, перкаль, нансук, органди, пике, поплин, вуаль и прочие ткани. Достоинствами хлопчатобумажной ткани являются: прочность, высокая износостойкость, устойчивость к действию щелочей и эластичность. Ткань теплая, мягкая и приятная на ощупь, хорошо впитывает влагу, не электризуется. К недостатком ткани относят высокуюсминаемость из-за малой доли упругой деформации. Иногда к тканям хлопчатобумажной группы добавляют вискозу, и тогда на их матовой поверхности появляется изумительный блеск либо узор.
Лен - это натуральное и экологически чистое волокно растительного происхождения. Сырьем для производства льна служит стебель травянистого растения с одноименным названием. Льняные ткани гигиеничные, прочные, мягкие на ощупь, с хорошими влаго- и воздухопроницаемыми свойствами. Однако, ткани изо льна из-за незначительной растяжимости и слабой упругости волокна чрезвычайно сильно мнутся и плохо гладятся, а также изрядно садятся при стирки. Чаще всего изделия из льняной ткани выпускаются естественного цвета (от серого до бежевого). Имеют приятный блеск.
Джут издавна используется для изготовления веревок и мешковины, а также в качестве натуральной основы для ковров и линолеума. Джутовое волокно получают из одноименного растения, произрастающего главным образом в Индии и Бангладеш. Тканое джутовое напольное покрытие мягче, чем кокосовое или сизалевое, поэтому подходит только для помещений, где нет оживленного движения, например спален. Здесь текстура изделий из джута станет дополнительным преимуществом - по ним приятно ходить босиком.
Кокосовое волокно (койр) получают из орехов кокосовой пальмы. Из койра делают прочные и упругие напольные покрытия - ковры, циновки и придверные коврики. Кокосовое волокно отличается чрезвычайной износостойкостью, но оно колючее и с трудом поддается окраске.
Пенька (волокна стеблей конопли) необычайно прочна, не подвержена гниению и не боится соленой воды, а также не выцветает и не портится на ярком свету. В конопле, выращиваемой для текстильной промышленности, отсутствуют активные наркотические компоненты. Она великолепно разрастается и не нуждается в химической защите или подкормке. Из нее делают пеньку и грубое сукно. В сочетании с другими, более мягкими натуральными волокнами конопля является сырьем для легких и удобных тканей, которые можно использовать самыми разными способами
Волокна минерального происхождения
К волокнам минерального происхождения относятся асбесты (наиболее широко используют хризолит-асбест), расщепляя которые получают технические волокна. Перерабатывают их (обычно в смеси с 15-20% хлопка или химических волокон) в пряжу, из которой изготовляют огнезащитные и химически стойкие ткани, фильтры и др. Непрядомое короткое асбестовое волокно используют в производстве композитов (асбопластиков), картонов и др.
Объём мирового производства природных волокон в 1980 г. составил (млн. т/год): хлопок – 14,1, лен – 0,6, джут – 3,0, прочие грубостебельные и жесткие – 1,0, шерсть (мытая) – 1,6, шелк-сырец – 0,05.
Химические волокна
Полиамидные волокна
Полиамидные волокна, во многих отношениях превосходящие по качеству все природные и искусственные волокна, завоевывают все большее и большее признание. К наиболее распространенным полиамидным волокнам, выпускаемым промышленностью, относятся капрон и нейлон. Сравнительно недавно получено полиамидное волокно энант.
Капрон – полиамидное волокно, получаемое из поликапроамида, образующегося при полимеризации капролактама (лактама аминокапроновой кислоты):
Исходный капролактам практически получается двумя путями:
1. Из фенола:
Окисление циклогексана проводят кислородом воздуха в жидкой фазе при 130-140o С и 15-20 кгс / см2 в присутствии катализатора – стеарата марганца. При этом образуются циклогексанон и циклогексанол в соотношении 1:1.
Достоинства и недостатки натуральных волокон.
Достоинства:
- Не накапливают статического электричества (не электролизуются)
- Паропроницаемы
- Воздухопроницаемы
- Гигроскопичны (т.е. хорошо впитывают влагу)
- Имеют высокие теплоизоляционные свойства (не жарко летом, не холодно зимой)
- Престижны и обычно более дороги
Недостатки:
- Легко мнутся
- Плохо держат краску (редко могут быть окрашены в яркие цвета и могут линять при стирке)
- Деформируются при носке и грубой стирке (растягиваются, меняют форму). Могут сесть при неправильной стирке.
- Впитывают влагу (при этом заметно темнеют) и долго сохнут
- Могут пилинговаться (появляются «катышки»), однако это определяется в большей степени особенностями ткани, а не волокна.
Достоинства и недостатки синтетических волокон.
Достоинства:
- Обычно имеют низкую сминаемость
- Позволяют добиться более эффектной выделки и окраски (блеск, глянец, яркие цвета)
- Мало деформируются при носке (локти, колени)
- Мало деформируются после стирки
- Могут быть эластичными, что позволяет подчеркивать фигуру и даже немного «формировать» ее
- Быстро сохнут и не темнеют от влаги
- Меньше линяют и выгорают
Недостатки:
- Синтетика обычно хуже, чем натуральные ткани пропускает влагу и воздух (более низкая паро- и воздухопроницаемость).
- Многие покупатели утверждают, что синтетика вызывает раздражения или аллергию на коже, однако это довольно редкое явление и чаще всего связано с трением жесткой тканью.
- Синтетика электролизуется. Этот недостаток легко исправить с помощью аэрозольных антистатиков или опаласкивателей
- Низкие теплозащитные свойства
Исследование на гигиенические свойства
Качества одежды зависят от многих условий и в первую очередь от свойств ткани. Взаимодействие между кожей ребенка и тканями одежды определяется гигиеническими свойствами ткани: толщиной, массой, воздухо-и паропроницаемостью, гигроскопичностью, влагоёмкостью, гидро- и липофильностью, гидрофобностью, а также теплопроводностью и тд.
Теплопроводность характеризует теплозащитные свойства материалов: чем она ниже, тем теплее материал.
Толщина тканей измеряется в миллиметрах и влияет на теплозащитные свойства ткани (например, батист-0.1 миллиметра, драп-5 мм, натуральный мех-30-50 мм).В материалах имеющих большую толщину содержится больше воздуха, который обладает низкой теплопроводностью. Следовательно, чем толще материал, тем он теплее.
Масса ткани измеряется в граммах по отношению к единице площади материала (1 кв. м или 1 кв. см) (например, драп-77 г/кв. м, натуральный мех-1000 г/кв. м). Гигиенически оптимальной является ткань с минимальной массой и сохранением всех необходимых ей свойств.
Воздухопроницаемость - измеряется в куб. дм.и означает способность материалов пропускать воздух через 1 кв. м в секунду путем фильтрации через поры. (например, шелк натуральный-341 куб. дм./ кв. м в секунду, капрон-125 куб. дм./кв. м в секунду, мадаполам х/б-111 куб. дм./кв. м). Поверхностный слой зимней и осенней одежды должен иметь низкую воздухопроницаемость в целях защиты от холодного воздуха. Летняя одежда должна обладать максимальной вентилируемостью, то есть большой воздухопроницаемостью.
Паропроницаемость - измеряется в граммах водяного пара, проходящего за 1 час через 1 кв. м ткани, и определяет способность материалов пропускать через себя водяные пары, постоянно образующиеся в пододёжном пространстве, путем диффузии их через волокна. (например, мадаполам х/б-16,2 г/кв. м в час, шелк натуральный- 4,62 г/кв. м в час, капрон- 1,09 г/кв. м в час). В местностях с жарким климатом, когда теплоотдача осуществляется в значительной мере за счет испарения, одежда должна иметь наибольшуюпаропроницаемость.
Гигроскопичность - характеризует способность тканей поглощать водяные пары, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, мадаполам х/б – 18%, драп облегченный – 16,5%, шерсть – 14%, репс – 7-8%, репс с водоотталкивающей пропиткой – 1,2%, капрон – 5,7%, лавсан – 0,5%). Хорошая гигроскопичность является положительным свойством материалов, используемых для внутренних слоев одежды; способствует удалению пота с поверхности кожи. Гигроскопичность тканей, применяемых для верхних слоев зимней и демисезонной одежды, должна быть минимальной, что предотвращает её промокание при атмосферных осадках и снижение теплозащитных свойств.
Влагоёмкость – определяет способность тканей впитывать воду при погружении в неё, выражается в %. Свойства ткани сохранять значительную часть пор свободными после увлажнения имеет большое значение, т.к. при этом достигается определенный уровень воздухопроницаемости и меньше изменяется тепловые свойства данного материала.
Гидрофильность – отражает способность ткани быстро и полно впитывать влагу, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, репс с водоотталкивающей пропиткой – около 0%). Высокая гидрофильность должна быть у тканей, непосредственно соприкасающихся с кожными покровами и поглощающих водяные пары с кожи.
Гидрофобность (“несмачиваемость”) – свойство противоположное гидрофильности. Высокая гидрофобность должна быть у ткани, образующих верхний слой одежды и защищающих её от снега, дождя, тумана.
Липофильность – характеризует способность тканей впитывать в себя жир с поверхности кожи, выражается в %. Высокие её свойства являются отрицательным свойством, присущим в основном синтетическим тканям, т.к. капельки жира заполняют воздушные пространства между волокнами и ухудшают тем самым физико-гигиенические свойства материалов.
Намокаемость - способность тканей впитывать капельно-жидкую влагу. Очень ценные свойства для полотенец, простыней, белья, сорочек, платьев.
Характеристикой намокаемости тканей является их водопоглощаемость и капиллярность.
Водопоглощаемость тканей характеризуется количеством поглощенной воды в процентах к массе ткани при непосредственном соприкосновении ее с водой.
Капиллярность тканей характеризуется высотой, на которую поднимается смачивающая жидкость по капиллярам.
Водоупорность - свойство ткани сопротивляться смачиванию. Большое значение это свойство имеет для специальных тканей (брезентов, парусин, палаточных), плащевых тканей, пальтовых и костюмных шерстяных тканей.
Водоупорность ткани зависит от ее структуры и характера отделки. У тканей плотных, а также у сильно уваленных и обработанных водоупорными пропитками водоупорность выше.
Воздухопроницаемость - это свойство ткани пропускать воздухи обеспечивать вентилируемость одежды.
К тканям различного назначения предъявляются различные требования воздухопроницаемости. Сорочечно-платьевые и бельевые ткани должны обладать наибольшей воздухопроницаемостью. Ткани для верхней и зимней одежды должны обладать ограниченной воздухопроницаемостью, должны быть ветростойкими и не допускать переохлаждения тела человека в результате проникания чрезмерного количества холодного воздуха в пододежное пространство.
Воздухопроницаемость тканей зависит от наличия пор, которых у тканей тонких, малоплотных и неаппретированных больше, а у толстых, плотных, аппретированных - меньше. Проникание воздуха через ткань зависит от скорости движения человека или скорости ветра.
Теплозащитные свойства тканей - это их способность сохранять тепло, выделяемое телом человека. Теплозащитные свойства зависят от вида и качества волокнистого материала и структуры ткани.
Все волокна имеют какой-то коэффициент теплопроводности (наибольшим - целлюлозные волокна, особенно льняное; низким - белковые волокна; шерсть всегда считалась «теплым» волокном. По уменьшению теплопроводности волокна можно расположить с следующей последовательности: капроновые, искусственные, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть, нитрон. Кроме теплопроводности волокон, имеет значение их толщина, длина, извитость, упругость. Лучшими теплозащитными свойствами будут обладать ткани невысокой объемной плотности (0,2-0,35 г/см 3).
Большое значение для характеристики теплозащитных свойств имеют толщина и плотность ткани. Чем выше эти показатели, тем выше теплозащитные свойства ткани.
Пылеемкость и пылепроницаемость . Пылеемкость ткани - ее способность удерживать пыль и другие загрязнения.
Пылеемкость ткани зависит от структуры ткани, вида волокон и характера отделки ткани. Ткани плотные, с гладкой поверхностью загрязняются меньше, чем рыхлые, шероховатые. Больше всего загрязняются шерстяные ткани, потому что волокна шерсти имеют чешуйчатый слой, способствующий скоплению частиц пыли. Хлопчатобумажные ткани также легко загрязняются вследствие извитости волокон хлопка. Шелковые и льняные ткани загрязняются меньше, это объясняется тем, что волокна шелка и льна имеют гладкую поверхность, слабо удерживающую загрязнения. Мало загрязняются также аппретированные ткани.
Пылепроницаемость ткани - способность ее пропускать пыль в пододежный слой. Чем толще и плотнее ткань, тем меньше ее пылепроницаемость; это особенно важно при изготовлении спецодежды для рабочих пыльных производств (шахт, цементных заводов, мукомольных производств).
Электризуемость - это способность материалов накапливать на своей поверхности статическое электричество. При трении текстильных материалов на их поверхности протекают одновременно два процесса: процесс возникновения зарядов статического электричества определенной полярности и процесс рассеивания зарядов. Когда равновесие между этими процессами нарушается, происходит электризация.
Электризуемость текстильных материалов имеет суточные и сезонные колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Например, летом электризуемость материалов выше, так как солнечная активность в этот период сильнее. В большинстве случаев электризуемость текстильных материалов представляет собой отрицательное явление: она осложняет технологические процессы производства материалов и изготовления из них швейных изделий. Электризуемость материалов в одежде при ее носке вызывает у человека неприятные ощущения, прилипание изделия к телу, быстрое загрязнение в результате прилипания частиц пыли и т.д. Кроме того, оказывает биологические воздействия на человеческий организм. Однако механизм этих воздействий еще до конца не выяснен. Известно, что положительное электрическое поле на поверхности кожи человека вызывает ряд патологических реакций. Отрицательное электрическое поле оказывает благоприятное воздействие на организм.
Правила при работе с кислотами и щелочами
Работа с концентрированными кислотами и щелочами проводится только в вытяжном шкафу и с использованием защитных средств (перчаток, очков). При работе с дымящей азотной кислотой с удельной плотностью 1,51 - 1,52 г/куб. см, а также с олеумом следует надевать также резиновый фартук.
Используемые для работы концентрированные азотная, серная, соляная кислоты должны храниться в вытяжном шкафу в стеклянной посуде емкостью не более 2 куб. дм. В местах хранения кислот недопустимо нахождение легковоспламеняющихся веществ.
Разбавленные растворы кислот (за исключением плавиковой) также хранят в стеклянной посуде, а щелочей - в полиэтиленовой таре.
Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности и проводится обязательно в вытяжном шкафу. Хранить плавиковую кислоту необходимо в полиэтиленовой таре.
Переносить бутыли с кислотами разрешается вдвоем и только в корзинах, промежутки в которых заполнены стружкой или соломой. Более мелкие емкости с концентрированными кислотами и щелочами следует переносить в таре, предохраняющей от ожогов (специальные ящики с ручкой).
Концентрированные кислоты, щелочи и другие едкие жидкости следует переливать при помощи специальных сифонов с грушей или других нагнетательных средств.
Для приготовления растворов серной, азотной и других кислот их необходимо приливать в воду тонкой струей при непрерывном помешивании. Для этого используют термостойкую посуду, так как процесс растворения сопровождается сильным разогреванием.
Приливать воду в кислоты запрещается!
В случае попадания кислоты на кожу пораженное место следует немедленно промыть в течение 10 - 15 минут быстротекущей струей воды, а затем нейтрализовать 2 - 5% раствором карбоната натрия.
Пролитую кислоту следует засыпать песком. После уборки песка место, где была разлита кислота, посыпают известью или содой, а затем промывают водой.
Пролитые концентрированные растворы едкого натра, едкого калия и аммиака можно засыпать как песком, так и древесными опилками, а после их удаления обработать место слабым раствором уксусной кислоты.
Использованную химическую посуду и приборы, содержащие кислоты, щелочи и другие едкие вещества, перед сдачей на мойку необходимо освободить от остатков и обязательно ополоснуть водопроводной водой.
Нанотехнологии
Нанотехнологии - комплекс областей науки и технологий, который стремительно меняется под влиянием новых открытий, происходящих практически каждый месяц.
Наноматериалы в текстиле. Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства.
Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость : благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит».
Биомиметика в текстиле. В современных нанотехнологих широко используется прием, назвываемый биомиметикой, суть котрого состоит в том, чтобы «подсмотреть» и повторить успешное рещение проблемы, которое использует сама природа. Так были получены ткани-«липучки», принцип действия которых был взят у геккона, сверхпрочные нити и «самоочищающаяся» ткань, секрет которой подсказал цветок лотоса. Ниже мы расскажем подробнее об этих достижениях.
Американские исследователи из университета Клемсона (Clemson University ) на основе детальных исследований структуры листьев лотоса создали «самоочищающееся» покрытие , которое отталкивает гораздо больше воды и грязи, чем обычные ткани. По словам химика-текстильщика Фила Брауна, покрытие не очищает само себя, оно просто отталкивает грязь лучше, чем любая существующая сегодня ткань. Принцип действия позаимствован у природы. Как было установлено, листья лотоса обладают свойством «самостоятельного очищения», их поверхность отталкивает большую часть грязи и воды. Поверхность листа лотоса устроена таким образом, что капля воды катится по нему, собирая грязь. А на гладкой поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет грязь на месте.
Исследователи повторили этот механизм, нанеся разработанное покрытие на волокна ткани. Для этого ткань обработали специальным связующим полимером (полиглицидилом метакрилатом), который затем покрыли наночастицами серебра, остановив на них свой выбор из-за их противомикробного действия. Далее на поверхности наночастиц был выращен еще один полимерный гидрофобный слой, который отталкивает капли воды, заставляя их катиться по ткани и собирать грязь. Покрытие устойчиво и не разрушается при очистке и механическом воздействии.
Созданная ткань, использующая этот принцип, даже если ее пытаться сильно испачкать, будет отталкивать большинство мокрой грязи. А оставшуюся можно будет легко смыть обычной водой. Использование различных наночастиц в составе нового покрытия, безвердного для окружающей среды, позволит ткани приобрести ряд полезных свойств: от поглощения неприятных запахов до уничтожения микроорганизмов.
Новое запатентованное покрытие пока не имеет официального названия. Его можно нанести практически на любую ткань, включая шелк, полиэфир и хлопок. Однако технологический процесс достаточно сложен и не может быть реализован в промышленности, пока не будет создан простой и надежный принцип обработки ткани в несколько этапов.
Производство нановолокон
Нановолокна можно производить, наполняя традиционные волокнообразующие полимеры отличающимися по конфигурации наночастицами различных веществ или путем выработки ультратонких (диаметром в рамках наноразмеров) волокон.
Наполненные наночастицами волокна начали производить с 1990 года. Такие волокна малоусадочны, имеют пониженную горючесть, повышенную прочность на разрыв и истирание и в зависимости от природы вводимых наночастиц могут приобретать другие защитные свойства, требующиеся человеку.
В качестве наполнителей волокон широко используют углеродные нанотрубки с одной или несколькими стенками. Волокна, наполненные нанотрубками, приобретают уникальные свойства – они в 6 раз прочнее стали и в 100 раз легче ее. Наполнение волокон углеродными наночастицами на 5-20% от массы придает им также сопоставимую с медью электропроводность и химическую устойчивость к действию многих реагентов.
Углеродные нанотрубки используются в качестве армирующих структур, блоков для получения материалов с высокими прочностными свойствами: экранов дисплеев, сенсоров, хранилищ жидкого топлива, воздушных зондов и т.д. Например, при наполнении углеродными нанотрубками поливинилспиртового волокна, получаемого по коагуляционной технологии прядения, оно становится в 120 раз выносливее, чем стальная проволока и в 17 раз легче, чем волокно Кевлар (самое известное и прочное арамидное химволокно, получаемое по традиционной технологии и используемое в бронежилетах). Подобные нановолокна уже сейчас начинают применять для производства взрывозащищающей одежды и одеял, защиты от электромагнитных излучений.
Очень ценные и полезные свойства химические волокна приобретают при наполнении их наночастицами глинозема. Наночастицы глинозема в виде мельчайших хлопьев обеспечивают высокую электро- и теплопроводность, химическую активность, защиту от УФ-излучения, огнезащиту и высокую механическую прочность. У полиамидных волокон, содержащих 5% наночастиц глинозема, на 40% повышается разрывная нагрузка и на 60% – прочность на изгиб. Такие волокна используют в производстве средств защиты от ударов, например защитных касок. Известно, что полипропиленовые волокна очень трудно окрашиваются, что существенно ограничивает область их применения в производстве материалов бытового назначения. Введение 15% наночастиц глинозема в структуру полипропиленовых волокон обеспечивает возможность крашения их различными классами красителей с получением окрасок глубоких тонов.
Интенсивно развиваются исследования и производство синтетических волокон, наполненных наночастицами оксидов металлов: ТiO2, Al2O3, ZnO, MgО. Волокна приобретают следующие свойства:
- фотокаталитическую активность;
- УФ-защиту;
- антимикробные свойства;
- электропроводность;
- грязеотталкивающие свойства;
- фотоокислительную способность в различных химических и биологических условиях.
Еще одним интересным направлением в производстве нановолокон является придание им ячеистой, пористой структуры с наноразмерами пор. При этом достигается резкое снижение удельной массы (получение легких материалов), хорошая теплоизоляция, устойчивость к растрескиванию. Образующиеся нанопоры волокон могут быть заполнены различными жидкими, твердыми и даже газообразными веществами с различным функциональным назначением (медицина, ароматизация текстильных полотен, биологическая защита).
Другой тип нановолокон – ультратонкие волокна, диаметр которых не превышает 100 нм. Эта тонина обеспечивает высокое значение удельной поверхности и, как следствие, высокое удельное содержание функциональных групп. Последнее обеспечивает хорошую сорбционную способность и каталитическую активность материалов из подобных волокон.
В Европе (Англия, Франция), США, Израиле и Японии параллельно идут интенсивные работы по созданию синтетических белковых волокон, имитирующих структуру паутины, имеющей непревзойденные физико-механические свойства. Используя для выработки подобного белка другие продуценты (микроорганизмы, растения), удалось получить полимерные белковые нановолокна толщиной около 100 нм. Мягкий и сверхпрочный «паучий шелк» сможет заменить жесткий и негибкий кевлар в бронежилетах. Области применения «паучьего шелка» разнообразны: это и хирургические нити, и невесомые и чрезвычайно прочные бронежилеты, и легкие удочки, и рыболовные снасти. Пока речь идет о малых партиях, но нанотехнологии развиваются столь бурно и стремительно, что промышленного выпуска изделий, изготовленных из «паучьего шелка», ждать недолго.
Наноматериалы в текстиле Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства. Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость: благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит». ПомимоLevi Strauss, ткани использует в своей джинсовой одежде и элементах обуви, в частности, компания Dockers. А американская компания NanoSonic разработала уникальную технологию, позволяющую создавать материалы с невозможными в природе свойствами, в частности, листы полимера, гибкие и упругие, как резина, и проводящие ток, как металл. Новый продукт назвали Metall Rubber – металлизированная резина. Процесс производства Metall Rubber называется электростатической самосборкой. Для его реализации компания даже создала специального робота, ускоряющего создание образцов. Дело в том, что наращивание пластины или какой-либо иной детали из металлического каучука идет буквально по молекулам. Новый материал выдерживает многократное скручивание, нагрев до 200°С и агрессивные химические среды. Компания надеется, что металлический каучук найдет применение в различных областях техники: от аэрокосмической отрасли до электроники, в том числе и в изготовлении текстиля для спецодежды (рис. 1). Из «горячих новинок» текстильного нанорынка следует отметить утеплительный материал Aspen’s Pyrogel AR5401, изготовленный на основе полимерного материала с нанопорами. Благодаря им материал ведет себя как хороший теплоизолятор. Компания Aspen Aerogels в марте 2004 г. начала производство из нового материала утепляющих стелек для обуви. Эти стельки заказывали: команда, выигравшая в 2004 г. марафон к Северному полюсу, одна из канадских лыжных команд и элитное спецподразделение армии США. Отзывы заказчиков о продукте были схожими: это универсальное решение для работы в экстремальных условиях (рис. 2). Новый изолятор сохраняет тепло лучше, чем все существующие современные материалы. По сравнению с ними его тепловые характеристики при одинаковой толщине образцов улучшились с 3 до 20 раз. Не удивительно, что при таких показателях изделия из нового теплоизолятора обладают минимальной материалоемкостью. Так, в армейской обуви слой стелек из Pyrogel AR5401 составил всего 2,5 мм в толщину.
Заключение
Важной составной частью личной гигиены является гигиена одежды.
По выражению Ф. Ф. Эрисмана, одежда является своеобразным кольцом защиты от неблагоприятных природных условий, механических воздействий, предохраняет поверхность тела от загрязнения, избыточного солнечного излучения, других неблагоприятных факторов бытовой и производственной среды.
В настоящее время в понятие пакета одежды входят следующие основные компоненты: белье (1-й слой), костюмы и платья (2-й слой), верхняя одежда (3-й слой).
По назначению и характеру использования различают одежду бытовую, профессиональную (спецодежду), спортивную, военную, больничную, обрядовую и т. д.
Повседневная одежда должна соответствовать следующим основным гигиеническим требованиям:
1) обеспечивать оптимальный пододежный микроклимат и способствовать тепловому комфорту;
2) не затруднять дыхание, кровообращение и движения, не смещать и не сдавливать внутренние органы, не нарушать функций опорно-двигательного аппарата;
3) быть достаточно прочной, легко очищаться от внешних и внутренних загрязнений;
5) иметь сравнительно небольшую массу (до 8-10 % массы тела человека).
Важнейшим показателем качества одежды и ее гигиенических свойств является пододежный микроклимат. При температуре окружающей среды 18-22 °С рекомендуются следующие параметры пододежного микроклимата: температура воздуха – 32,5-34,5 °С, относительная влажность – 55-60 %.
Гигиенические свойства одежды зависят от сочетания ряда факторов. Главные из них – вид ткани, характер ее выделки, покрой одежды. Для изготовления ткани используются различные волокна – натуральные, химические искусственные и синтетические. Натуральные волокна могут быть органическими (растительными, животными) и неорганическими. К растительным (целлюлозным) органическим волокнам относятся хлопок, лен, сизаль, джут, пенька и прочие, к органическим волокнам животного происхождения (белковым) – шерсть и шелк. Для изготовления некоторых видов спецодежды могут использоваться неорганические (минеральные) волокна, например асбест.
В последние годы все большее значение приобретают химические волокна, которые также подразделяют на органические и неорганические. Основную группу волокон химического происхождения составляют органические. Они могут быть искусственными и синтетическими. К искусственным волокнам относятся вискозные, ацетатные, триацетатные, казеиновые и т. д. Их получают при химической переработке целлюлозы и других исходных материалов природного происхождения.
Синтетические волокна получают путем химического синтеза из нефти, угля, газа и другого органического сырья. По происхождению и химической структуре выделяют гетероцидные и карбоцидные синтетические волокна. К гетероцидным относятся полиамидные (капрон, нейлон, перлон, ксилон и др.), полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон), полиуретановые, к карбицидным – поливинилхлоридные (хлорин, винол), поливинилспиртовые (винилон, куралон), полиакрилнитрильные (нитрон, орлон).
Гигиенические достоинства или недостатки тех или иных тканей прежде всего зависят от физико-химических свойств исходных волокон. Наиболее важное гигиеническое значение из этих свойств имеют воздухо-, паропроницаемость, влагоемкость, гигроскопичность, теплопроводность.
Воздухопроницаемость характеризует способность ткани пропускать через свои поры воздух, от чего зависят вентиляция пододежного пространства, конвекционная отдача тепла с поверхности тела. Воздухопроницаемость ткани зависит от ее структуры, пористости, толщины и степени увлажнения. Воздухопроницаемость тесно связана со способностью ткани поглощать воду. Чем быстрее заполняются влагой поры ткани, тем менее воздухопроводной она становится. При определении степени воздухопроницаемости стандартным считается давление 49 Па (5 мм вод.ст.).
Воздухопроницаемость тканей бытового назначения колеблется от 2 до 60 000 л/м 2 при давлении 1 мм вод.ст. По степени воздухопроницаемости различают ткани ветрозащитные (воздухопроницаемость 3,57-25 л/м 2) с малой, средней, высокой и очень высокой воздухопроницаемостью (более 1250,1 л/м 2).
Паропроницаемость характеризует способность ткани пропускать через поры водяные пары. Абсолютная паропроницаемость характеризуется количеством водяных паров (мг), проходящих в течение 1 ч через 2 см 2 ткани при температуре 20 °С и относительной влажности 60 %. Относительная паропроницаемость – процентное отношение количества водяных паров, прошедших через ткань, к количеству воды, испарившейся из открытого сосуда. Для различных тканей этот показатель колебания от 15 до 60 %.
Испарение пота с поверхности тела – один из главных способов теплоотдачи. В условиях теплового комфорта с поверхности кожи в течение 1 ч испаряется 40-50 г влаги. Выделение пота более 150 г/ч сопряжено с тепловым дискомфортом. Такой дискомфорт возникает и при давлении пара в пододежном пространстве свыше 2 Гпа. Поэтому хорошаяпаропроницаемость ткани является одним из факторов обеспечения теплового комфорта.
Удаление влаги через одежду возможно путем диффузии водяных паров, испарения с поверхности увлажненной одежды либо испарения конденсата пота из слоев этой одежды. Наиболее предпочтительным путем удаления влаги является диффузия водяных паров (другие пути увеличивают теплопроводность, снижают воздухопроницаемость, уменьшают пористость).
Одним из наиболее важных в гигиеническом отношении свойств ткани является ее гигроскопичность, характеризующая способность волокон ткани поглощать водяные пары их воздуха и с поверхности тела и удерживать их при определенных условиях. Наибольшей гигроскопичностью обладают шерстяные ткани (20 % и более), что позволяет им сохранить высокие теплозащитные свойства даже при увлажнении. Минимальной гигроскопичностью обладают синтетические ткани. Важной характеристикой тканей (особенно используемой для изготовления белья, рубашечно-платьевых изделий, полотенец) является их способность впитывать капельно-жидкую влагу. Оценивают эту способность по капиллярности ткани. Наиболее высокая капиллярность у хлопковых и льняных тканей (110-120 мм/ч и более).
В обычных температурно-влажностных условиях хлопчатобумажные ткани удерживают 7-9 %, льняные – 9-11 %, шерстяные – 12-16 %, ацетатные – 4-5 %, вискозные – 11-13 %, капроновые – 2-4 %, лавсановые – 1 %, хлориновые – менее 0,1 % влаги.
Теплозащитные свойства ткани определяются теплопроводностью, которая зависит от ее пористости, толщины, характера переплетения волокон и т. д. Теплопроводность тканей характеризует тепловое сопротивление, для определения которого необходимо измерить величину теплового потока и температуру кожи. Плотность теплового покрова определяется количеством тепла, теряемого с единицы поверхности тела за единицу времени, конвекцией и радиацией при градиенте температуры на внешней и внутренней поверхности ткани, равном 1 °С, и выражается в Вт/м 2 .
В качестве единицы теплозащитной способности ткани (способность снижать плотность теплового потока) принята величина сlо (от англ. сlothes – «одежда»), которая характеризует теплоизоляцию комнатной одежды, равную 0,18 °С м/ 2 ч/ккал. Одна единица сlо обеспечивает состояние теплового комфорта, если теплообразование спокойно сидящего человека составляет примерно 50 ккал/м 2 ч, а окружающий микроклимат характеризуется температурой воздуха в 21 °С, относительной влажностью 50 %, скоростью движения воздуха 0,1 м/с.
Влажная ткань обладает высокой теплоемкостью и потому значительно быстрее поглощает тепло от тела, способствуя его охлаждению и переохлаждению.
Помимо перечисленных, важное гигиеническое значение имеют такие свойства ткани, как способность пропускать ультрафиолетовое излучение, отражать видимое излучение, время испарения влаги с поверхности тела. Степень прозрачности синтетических тканей для УФ-излучения составляет 70 %, для других тканей эта величина значительно меньше (0,1-0,2 %).
Основным гигиеническим достоинством тканей из натуральных волокон является их высокая гигроскопичность и хорошая воздухопроводность. Именно поэтому хлопчатобумажные и льняные ткани используют для изготовления белья и бельевых изделий. Особенно велики гигиенические достоинства шерстяных тканей – их пористость составляет 75-85 %, у них высокая гигроскопичность.
Вискозные, ацетатные и триацетатные ткани, получаемые путем химической обработки древесной целлюлозы, характеризуются высокой способностью сорбировать на своей поверхности водяные пары, они обладают высокой влагопоглощаемостью. Однако для вискозных тканей характерна длительная испаряемость, что вызывает значительные теплопотери с поверхности кожи и может привести к переохлаждению.
Ацетатные ткани по своим свойствам близки к вискозным. Однако их гигроскопичность и влагоемкость значительно ниже, чем у вискозных, при их носке образуются электростатические заряды.
Особое внимание гигиенистов в последние годы привлекают синтетические ткани. В настоящее время более 50 % видов одежды изготавливаются с их применением. Эти ткани имеют ряд достоинств: они имеют хорошую механическую прочность, устойчивы к истиранию, воздействию химических и биологических факторов, обладают антибактериальными свойствами, эластичностью и т. д. К недостаткам следует отнести низкую гигроскопичность и, как следствие, – пот не впитывается волокнами, а скапливается в воздушных порах, ухудшая воздухообмен и теплозащитные свойства ткани. При высокой температуре окружающей среды создаются условия для перегрева организма, а при низкой – для переохлаждения. Синтетические ткани способности поглощать воду в 20-30 раз меньше, чем шерстяные. Чем выше влагопроницаемость ткани, тем хуже ее теплозащитные свойства. Кроме того, синтетические ткани способны удерживать неприятные запахи, хуже отстирываются, чем натуральные. Возможны деструкция компонентов волокон вследствие их химической нестабильности и миграция соединений хлора и других веществ в окружающую среду и пододежное пространство. Миграция, например, формальдегидсодержащих веществ продолжается в течение нескольких месяцев и способна создавать концентрацию, в несколько раз превышающую ПДК для атмосферного воздуха. Это может привести к кожно-резорбтивному, раздражающему и аллергенному воздействию.
Электростатическое напряжение при ношении одежды из синтетических тканей может быть до 4-5 кВ/см при норме не более 250-300 В/см. Не следует использовать синтетические ткани для белья новорожденных, детей ясельного, дошкольного и младшего школьного возраста. При изготовлении ползунков и колготок допускается добавление не боле 20 % синтетических и ацетатных волоко
Выводы из моей работы
Итак, прочитав различную литературу об истории, видах и свойствах шерсти, я добилась поставленной цели и доказала гипотезу своей исследовательской работы о том, что шерсть овцы имеет не только целебное и оздоровительное свойство, но и является доступным и универсальным материалом в применении даже в домашних условиях.
Овечья шерсть определенно является одним из первых материалов, который человек научился применять себе на пользу.
Можно получить так называемые грубые шерстяные изделия эту в первую очередь всем известные валенки.
Особенно хороши шерстяные вязаные изделия. Они обладают не только красотой привлекательностью, но и сделанные из натуральных шерстяных ниток очень хорошо согревают в холодное время года и легко отводят влагу от тела.
Я рада, что у меня тема проекта очень важна для севременого мира и дляменя. Сама, в домашних условиях, исследовала ткани на гигиенические свойства. В процессе изготовления я пришла к выводу, что любое рукоделие – это кропотливый труд, который требует немало умения, терпения и фантазии. На примере бабушки я поняла, что к любому делу надо относиться добросовестно.
Перспектива дальнейшей деятельности: в будущем я продолжу заниматься своим новым увлечением, и планирую научиться вязать вещи не только для кукол, но и для себя и моих близких. Возможно, сошью стеганое шерстяное одеяло для сестренки. Мне хотелось бы не только самой вязать и делать красивые и полезные вещи, но и научить этому своих подруг.
Предметы:
Натуральное волокно создает сама природа.
С древнейших времен и до конца XIX века единственным сырьем для производства текстильных материалов служили натуральные волокна, которые получали из различных растений. Сначала это были волокна дикорастущих растений, а затем волокна льна и конопли. С развитием земледелия начали возделывать хлопчатник, дающий очень хорошее и прочное волокно.
Большое распространение получили волокна, вырабатываемые из стеблей растений, их называют лубяными. Волокна из стеблей большей частью грубые, прочные и жесткие - это волокна кенафа, джута, конопли и других растений. Изо льна получают более тонкие волокна, из которых вырабатывают ткани для изготовления одежды и белья.
Кенаф возделывается в основном в Индии, Китае, Иране, Узбекистане и других странах. Волокно кенафа отличается высокой гигроскопичностьюи прочностью. Из него изготавливают мешковину, брезент, шпагат и т.д.
Конопля - очень древняя культура, выращивается для получения волокна преимущественно у нас в стране, Индии, Китае и др. В диком состоянии произрастает в России, Монголии, Индии, Китае. Из стеблей конопли получают волокно (пеньку), из которой делают морские канаты, веревки, парусину.
Джут возделывают в тропических районах Азии, Африки, Америки и Австралии. Джут на небольших площадях выращивают в Средней Азии. Волокна джута используют для изготовления технических, упаковочных, мебельных тканей и ковровых изделий.
Из волокон растительного происхождения наиболее известны хлопок и лен .
Хлопок очень древняя культура. Его начали возделывать в Индии более 4000 лет назад. Остатки хлопковых тканей нашли в могилах древних перуанцев, раскопанных в пустынях Перу и Мексики. Значит, еще раньше, чем в Индии, перуанцы знали хлопчатник и умели делать из него ткани.
Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения хлопчатника,который произрастает в теплых южных странах. Развитие волокон хлопка начинается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). Длина волокон хлопка колеблется от 5 до 50 мм. Собранный и спрессованный в кипы хлопок называют хлопок-сырец.
При первичной обработке хлопка волокна отделяются от семян и очищаются от различных примесей. Сначала отделяются самые длинные волокна (20-50 мм), затем короткие или пух(6-20 мм) и,наконец, подпушка (менее 6 мм). Длинные волокна используются для производства пряжи, пух - для изготовления ваты, а в смеси с длинным хлопковым волокном - для производства толстой пряжи. Волокна длиной менее 12 мм подвергаются химической переработке в целлюлозу для получения искусственных волокон.
Пшеница и лен - наиболее древние культурные растения. Лен начали возделывать девять тысяч лет назад. В горных областях Индии из него впервые стали изготовлять ткани, красивые и тонкие.
Семь тысяч лет назад лен уже был известен в Ассирии, Вавилонии. Оттуда он проник в Египет.
Льняные ткани стали там предметом роскоши, вытесняя распространенные прежде шерстяные. Только египетские фараоны, жрецы и знатные люди могли позволить себе одежду из льняных тканей.
Позднее финикийцы, а затем греки и римляне стали делать из льняного полотна паруса для своих кораблей.
Наши предки, славяне, любили белоснежные тяжелые ткани изо льна. Они умели возделывать лен,отводя под посевы лучшие земли. У славян льняные ткани служили одеждой для простого народа.
Из льняных волокон получается тяжелое, прочное белое полотно. Оно великолепно для скатертей, носильного и постельного белья.
А лен, посеянный густо и снятый с поля во время цветения, дает очень нежное волокно, которое идет на тонкий и легкий батист.
Лен - однолетнее травянистое растение, которое даст волокно того же названия. Волокно льна находится в стебле растения и может достигать 1 метра. Уборку льна производят в период ранней желтой спелости. Полученное сырье для производства пряжи (нитей) подвергается дальнейшей обработке.
Первичная обработка льна состоит из замачивания льняной соломы, сушки тресты,мытья и трепания, чтобы отделить примеси.
Из очищенных и рассортированных волокон получают пряжу.
Положительные свойства хлопчатобумажных тканей: хорошие гигиенические и теплозащитные свойства, прочность, светостойкость. Под действием воды волокна хлопка даже набухают и увеличивают прочность, то есть, не боятся любой стирки. Ткани имеют хороший внешний вид, за изделиями из них нетрудно ухаживать.
Благодаря тому, что хлопчатобумажные ткани обладают хорошей гигроскопичностью и высокой воздухопроницаемостью, а льняные ткани - более высокой гигроскопичностью и средней воздухопроницаемостью, их используют для изготовления постельного белья, бытовой одежды.
Недостатки хлопчатобумажных тканей: сильная сминаемость (ткани теряют красивый внешний вид при носке), небольшая стойкость к истиранию, поэтому малая носкость.
Недостатки льняных тканей: Сильная сминаемость, малая драпируемость, жесткость, большая усадка.
Натуральные волокна животного происхождения
Натуральные волокна животного происхождения - шерстяные и шелковые. Ткани из таких волокон являются экологически чистыми и поэтому представляют определенную ценность для человека и положительно влияют на его здоровье.
С незапамятных времен люди использовали для изготовления тканей шерсть. С той самой поры, как стали заниматься скотоводством. В дело шли шерсть овец и коз, а в Южной Америке и лам.
Известный русский географ-исследователь П. К. Козлов во время монголо-тибетской экспедиции 1923-1926 годов раскопал курганные погребения, в которых обнаружил древние шерстяные ткани. Даже пролежав несколько тысяч лет под землей, некоторые из них превосходили по крепости нитей современные.
Основную массу шерсти получают с овец, причем лучшую шерсть дают тонкорунные мериносовые овцы. Тонкорунные овцы известны со II века до нашей эры, когда скрестив колхидских баранов с итальянскими овцами, римляне вывели тарентайнскую породу овец с коричневой или черной шерстью. В 1 веке скрещиванием тарентайнских овец с африканскими баранами в Испании получили первых мериносов. От этого первого стада в конечном итоге произошли и все другие породы мериносов: французские, саксонские и т. д.
Овец стригут один раз или в некоторых случаях дважды в год. С одной овцы получают от 2 до 10 килограммов шерсти. Из 100 килограммов сырой шерсти получают 40-60 килограммов чистой, которую и отправляют для дальнейшей переработки.
Из шерсти других животных широко используют козью мохеровую шерсть, получаемую с ангорских коз, ведущих свое происхождение из турецкого местечка Ангора.
Для изготовления верхней одежды и пледов используют верблюжью шерсть, получаемую стрижкой или вычесыванием во время линьки верблюдов.
Высокоупругие прокладочные материалы получают из лошадиного волоса.
Неопытному глазу почти вся шерсть кажется одинаковой. А вот специалист высокой квалификации способен различить свыше семи тысяч сортов!
В XIV-XV веках шерсть, предназначенную для прядения, чесали деревянным гребнем, имевшим несколько рядов стальных зубьев. В результате волокна в пучке располагались параллельно, что очень важно для их равномерного вытягивания и скручивания при прядении.
Из расчесанного волокна получали прочные, красивые нити, из которых вырабатывалась добротная ткань, долго не изнашивавшаяся.
Шерсть - это волосяной покров животных: овец, коз, верблюдов. Основную массу шерсти (95-97 %) дают овцы. Шерстяной покров снимают с овец специальными ножницами или машинками. Длина шерстяных волокон от 20 до 450 мм. Состригают почти цельной неразрывной массой, которая называется руном.
Виды шерстяных волокон - это волос и шерсть, они длинные и прямые, и пух - он более мягкий и извитый.
Перед отправлением на текстильные фабрики шерсть подвергают первичной обработке: сортируют, то есть подбирают волокна по качеству; треплют - разрыхляют и удаляют засоряющие примеси; промывают горячей водой с мылом и содой; сушат в сушильных машинах. Затем изготавливают пряжу, а из нее ткани.
В отделочном производстве ткани красят в различные цвета или наносят на ткани различные рисунки. Ткани из шерсти вырабатываются гладкокрашеными, пестроткаными и напечатанными.
Шерстяные волокна имеют следующие свойства : обладают высокой гигроскопичностью, то есть хорошо впитывают в себя влагу, упругие (изделия мало мнутся), стойкие к воздействию солнца (выше, чем у хлопка и льна).
Чтобы проверить шерстяное волокно, надо кусочек ткани поджечь. Во время горения волокно шерсти спекается, образовавшийся спекшийся шарик легко растирается пальцами. В процессе горения ощущается запах жженого пера. Таким путем можно определить ткань: чистая это шерсть или искусственная.
Из шерстяных волокон изготавливают платьевые, костюмные и пальтовые ткани. В продажу шерстяные ткани поступают под такими названиями: драп, сукно, трико, габардин, кашемир и др.
Существует несколько видов бабочек, гусеницы которых перед превращением в куколки вьют коконы, используя выделения из специальных желез. Таких бабочек называют шелкопрядами. В основном разводят тутового шелкопряда.
Шелкопряды развиваются в несколько стадий: яйцо (грена), гусеница (личинка), куколка и бабочка. Гусеница развивается 25-30 дней и проходит пять возрастов, разделяемых линьками. Ее длина к концу развития достигает 8, а толщина 1 сантиметра. 8 конце пятого возраста шелкоотделительные железы гусениц заполняются шелковой массой. Шелковина - тонкая парная нить из белкового вещества фиброина - выдавливается в жидком состоянии, а затем твердеет на воздухе.
Образование кокона длится 3 дня, после чего происходит пятая линька, и гусеница превращается в куколку, а через 2-3 недели в бабочку, которая живет 10-15 дней. Бабочка-самка откладывает грену, и начинается новый цикл развития.
Из одной коробки грены массой 29 граммов получают до 30 тысяч гусениц, съедающих около тонны листвы и дающих четыре килограмма натурального шелка.
Для получения шелка естественный ход развития шелкопряда прерывают. На заготовительных пунктах собранные коконы подсушивают, затем обрабатывают горячим воздухом или паром, чтобы предотвратить процесс превращения куколок в бабочек.
На шелковых предприятиях коконы разматывают, соединяя вместе несколько коконных нитей.
Натуральный шелк - это тонкие нити, которые получают при размотке коконов гусеницы тутового шелкопряда. Кокон - это плотная, похожая на крошечное яйцо оболочка, которую гусеница туго свивает вокруг себя перед тем, как превратиться в куколку. Четыре стадии развития шелкопряда - яичко, гусеница, куколка, бабочка.
Собирают коконы через 8-9 дней с начала завивки и отправляют на первичную обработку. Цель первичной обработки - размотать коконную нить и соединить нити нескольких коконов. Длина коконной нити от 600 до 900 м. Такую нить называют шелком-сырцом. Первичная обработка шелка включает следующие операции: обработка коконов горячим паром для размягчения шелкового клея; сматывания нитей с нескольких коконов одновременно. На текстильных фабриках из шелка-сырца получают ткань. Шелковые ткани вырабатывают гладкокрашеными, пестрокрашеными, напечатанными.
Шелковыеволокна имеют следующие свойства : они обладают хорошей гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, менее устойчивы к солнечным лучам, чем другие натуральные волокна. Горит шелк так же, как и шерсть. Изделия из натурального шелка очень приятно носить, благодаря их хорошим гигиеническим свойствам.
