Основы производства текстильных волокон и нитей

8.3.1. Основыпроизводства и характеристика натуральныхтекстильных волокон

Взависимости от природы происхождения натуральные волокна бывают растительного и животного происхождения.

Натуральные волокна растительного происхожденияполучают путем съема с поверхности семян растений (хлопок) или выделения из стеблей (лубяные волокна — лен, пенька, рами, джут, кенаф).

Хлопок — это волокна, покрывающие семена растений хлопчатника. Хлопчатник представляет собой однолетнее кустарниковое растение высотой 0,6—1,7 м, произрастающее в районах с жарким климатом (Узбекистане, Туркменистане, Таджикистане, Кыргизстане, Казахстане, Индии).

Волокна, извлеченные из раскрывшихся коробочек вместе с семенами хлопчатника, называют хлопком-сырцом. На специ-

альных машинах он очищается от тяжелых примесей (камней, засохших комков почвы, кусков металла и др.), после чего на волокноотделительных машинах осуществляется отделение волокон от семян. Далее волокно прессуется в кипы массой 150—200 кг, которые направляются для дальнейшей переработки на прядильные предприятия.

В зависимости от длины волокон хлопок делят на короткого—27 мм), средне- (28 34 мм) и длинноволокнистый (35— 50 мм). Хлопок длиной менее 20 мм называют непрядомым, т.е. из него невозможно выработать пряжу. Между длиной и толщиной хлопковых волокон существует определенная зависимость: чем длиннее волокна, тем они тоньше.

Хлопковое волокно обладает многими положительными свойствами. Прежде всего, оно имеет высокую гигроскопичность (Н = 8—12 %), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами. Волокна достаточно прочные (Р₀ = 19- 36 сН/текс), причем в мокром состоянии их прочность повышается на 15— 17 %.

Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость — разрушения волокна при температуре до 130 °С не происходит. Светостойкость хлопкового волокна выше, чем у вискозного и натурального шелка, но ниже, чем у лубяных и шерстяных волокон. Хлопок обладает высокой устойчивостью к действию щелочей.

Недостатками хлопка являются высокая сминаемость, большая усадка, низкая устойчивость к действию кислот, особенно минеральных.

Хлопок применяют для производства тканей различного назначения — чисто хлопчатобумажных, а также полульняных и полушерстяных, в которых хлопчатобумажная пряжа используется в одной из систем нитей; трикотажа, нетканых полотен, гардинно-тюлевых и кружевных изделий, швейных ниток, шнуров, веревок, канатов, тесьмы, ленты и др. Из хлопкового пуха (волокон длиной менее 20 мм) изготовляют медицинскую, одежную и мебельную вату. Его также используют как целлюлозное сырье для изготовления искусственных волокон, пленок, пластмасс, лаков и др.

Лубяные волокна получают из стеблей, листьев или оболочек плодов различных растений. Стеблевыми лубяными волокнами являются лен, пенька, кенаф, джут, рами и др., листовыми — сезаль и др., плодовыми — койр, получаемый из покрова скорлупы кокосовых орехов.

В текстильной промышленности наиболее широко применяются лен, пенька, кенаф, джут. Наиболее ценные лубяные волокна — льняные.

Лен — однолетнее травянистое растение. Основными льноводческими районами в СНГ являются Смоленская, Калининская, Новгородская, Ярославская, Костромская, Псковская, Великолукская, Вологодская и Кировская области России и Республика Беларусь. Лен имеет две разновидности: лен-долгунец и лен-кудряш. Из льна-долгунца получают волокна, из льна-кудряша — льняное масло.

Процесс выделения волокон из стеблей растения включает следующие операции: мочку и обработку паром для удаления пектиновых (склеивающих) веществ и отделения волокон от стебля; мятье и трепание на специальных машинах. После трепания получают длинные волокна, называемые трепаным льном, и отходы трепания (короткие волокна).

Трепаный лен подвергается гребнечесанию, в результате чего получают длинные горсти чесаного льна, состоящего из хорошо очищенных длинных, тонких технических волокон, и очесы. Выход трепаного льна составляет 13—15 % , а короткого волокна и очесов — 8— 10 % от массы льносоломы.

По химическому составу льняные волокна имеют много общего с хлопковыми. Однако присутствие лигнина в составе волокон придает им жесткость, хрупкость и ломкость.

Льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен. Льняное волокно уникально и тем, что при высокой гигроскопичности (12 %) оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу. Прочность льна больше, чем хлопка, его относительная разрывная нагрузка составляет 60 сН/текс.

Содержание в льняном волокне лигнина делает его устойчивым к воздействию света, погодных условий, микроорганизмов. Термического разрушения волокна не происходит до температуры 160 ° С. Химические свойства льняного волокна аналогичны свойствам хлопкового, т.е. оно устойчиво к действию щелочей, но не устойчиво к кислотам.

Недостатками льняных волокон являются сильная смина-емость, плохие отбеливаемость и окрашиваемость.

Благодаря высоким гигиеническим и прочностным свойствам льняных волокон из них получают бельевые (для изготов_т ления нательного, столового, постельного белья) и летние кос-тюмно-платьевые ткани. При этом около половины льняных тканей вырабатывают, смешивая лен с другими волокнами. Значительная часть таких тканей — полульняные бельевые с хлопчатобумажной пряжей по основе. Из льняных волокон изготовляют также пожарные рукава, шнуры, обувные нитки, а

из очесов льна — более грубые ткани: меточные, холсты, брезенты, парусины и др.

Пеньку получают из однолетнего травянистого растения конопли. Первичная обработка конопли аналогична обработке льна. По сравнению с льняным пеньковое волокно более грубое и менее прочное. Длинные волокна пеньки перерабатывают в канаты, короткие — в веревки, шпагаты, упаковочные и мешочные ткани.

Кенаф и джут получают из однолетних растений кенафа и джута, относящихся к семейству мальвовых и липовых соответственно. Из кенафа и джута вырабатывают в основном мешочные и тарные ткани. Так как мешки из джута обладают большой гигроскопичностью (до 27 %), но на ощупь остаются сухими, они используются для транспортирования и хранения товаров, имеющих большое содержание влаги.

Натуральные волокна животного происхождения получа ют путем съема с колеи животных (шерсть) и обработки продук та выделения желез некоторых видов насекомых (шелк).

Шерсть — это волокна снятого волосяного покрова овец коз, верблюдов, кроликов и других животных. Основными овце водческими регионами являются Россия, Украина, Узбекистан Киргизстан, Туркменистан, Азербайджан, Англия, Австралия,

Шерсть, снятую стрижкой в виде цельного волосяного покрова, называют руном. В разных частях руна шерсть неоднородна по качеству, поэтому для получения более однородной массы ее сортируют, а затем подвергают трепанию (для устранения растительных и минеральных примесей), мойке (для удаления потожировых веществ), сушке и упаковке. Выход шерсти при этом составляет примерно 50 % . В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Важными показателями качества шерстяного волокна являются его длина и толщина. В отличие от хлопка, тонкая шерсть, как правило, более короткая. Длина шерсти влияет на технологию получения пряжи, ее качество и качество готовых изделий. Из длинных волокон (обычно 55—120 мм) получают гребенную (камвольную) пряжу — тонкую, ровную по толщине, плотную, гладкую (непушистую). Из коротких волокон (до 55 мм) получают аппаратную (суконную) пряжу, которая в отличие от гребенной более толстая, рыхлая, пушистая, с неровностями по толщине.

Свойства шерсти по-своему уникальны. Ей присуща высокая свойлачиваемость, что учитывается при отделке (валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани ич нее отличаются высокими теплозащитными свойствами, а кроме того, благодаря высокой упругости волокон, имеют небольшую сминаемость.

Гигроскопичность шерсти высокая (15—17 %), но в отличие от других волокон она медленно поглощает и отдает влагу, оставаясь на ощупь сухой. Увлажненное волокно в растянутом состоянии можно зафиксировать сушкой, при повторном увлажнении длина волокна снова восстанавливается. Это свойство шерсти учитывается при влажно-тепловой обработке швейных изделий из шерстяных тканей для сутюжки и оттяжки их отдельных деталей.

К воздействию света и погодных условий шерстяное волокно более устойчиво, чем хлопковое и льняное. Но при длительном облучении оно разрушается.

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива.

Шерстяное волокно достаточно прочное (Р₀ = 12—20 сН/текс), но в мокром состоянии его прочность уменьшается на 30 %. Недостатком шерсти является также малая термостойкость — при температуре 100—110 °С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Из тонкой и полутонкой шерсти, как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами (хлопковыми, вискозными, капроновыми, лавсановыми, нитроновыми), изготовляют камвольные и тонкосуконные платьевые, костюмные, пальтовые ткани, нетканые полотна, трикотажные изделия, платки, одеяла; из полугрубой и грубой — грубосуконные пальтовые ткани, валяную обувь, войлоки.

Натуральный шелк. Шелковое волокно — продукт выделения особых шелкоотделительных желез некоторых насекомых. Промышленное значение имеет шелк, получаемый от гусениц тутового шелкопряда.

Шелководством в странах СНГ занимаются главным образом республики Средней Азии, Закавказья, Украина и Молдова. Тутового шелкопряда разводят в специализированных шелководческих совхозах и колхозах.

Шелковую нить получают путем размотки размягченного паром кокона шелкопряда.

Коконная нить состоит из двух шелковин, склеенных сери-цином. При ее отварке серицин растворяется, и коконная нить распадается на две шелковины.

Коконные нити очень тонкие, поэтому после отварки их разматывают одновременно с 6—8 коконов, соединяя в одну комплексную нить. Такая нить называется шелком-сырцом. Длина

ее составляет примерно 1000 м, иногда более. Шелк-сырец может быть использован для выработки тканей. Значительную его часть перерабатывают в крученые нити, из которых получа-ют креповые, а также полукреповые ткани.

Оставшийся после размотки кокона сдир (тонкая, не поддающаяся размотке оболочка, содержащая около 20 % длины нити), бракованные коконы, рвань шелка-сырца перерабатывают в короткие волокна, из которых получают шелковую пряжу. Таким образом, натуральный шелк выпускают как в виде комплексных нитей, так и пряжи.

Натуральный шелк — самое легкое природное волокно из всех. Наряду с красивым внешним видом он обладает высокой гигроскопичностью (11 %), мягкостью, шелковистостью, ма-лой сминаемостыо. Шелк является незаменимым сырьем для, изготовления летней одежды.

Натуральный шелк обладает высокой прочностью (относительная разрывная нагрузка — около 30 сН/текс), однако в мокром состоянии она уменьшается примерно на 15 %.

Химические свойства натурального шелка и шерсти аналогичны, поэтому они одинаково реагируют на кислоты и щелочи.

К недостаткам натурального шелка относят низкие светостойкость и термостойкость (такие же, как у шерсти) и высокую усадку, особенно у крученых нитей.

Из шелка вырабатывают платьевые и блузочные ткани, в основном креповые, а также швейные нитки, ленты, шнуры.