Лубяное волокно. Лен

Лубяными называются волокна, получаемые из лубяного слоя стебля расте­ния. Строение стебля лубяных растений.

Лубяной слой, который является текстильным материалом, состоит из отдель­ных растительных клеток, вытянутых в длину и заостренных к концам. Клетки, составляющие лубяной слой, называются элементарными волокнами. Эти волок­на тесно прижаты друг к другу и соединены в длинные волокнистые пучки, которые проходят вдоль всего стебля. Эти волокнистые пучки составляют техническое волокно, максимальная длина которого соответствует длине стебля растения.

Основным веществом лубяных волокон является целлюлоза, но здесь ее мень­ше, чем в волокне хлопка. Лубяные волокна содержат больше сопутствующих целлюлозе веществ. Повышенное содержание примесей значительно затрудняет отделку тканей из лубяных волокон. Лигнин обусловливает большее или мень­шее одревеснение волокон.

Из всех лубяных волокон лен имеет наибольшее значение для текстильной промышленности.

Лен - однолетнее травянистое растение; две основные ботанические разно­видности его: лен-кудряш и лен-долгунец. Последний имеет дает мягкое, тонкое и длинное волокно.

_______________________________

Волокна других лубяных культур имеют такое же строение, как льняное волокно, но отличаются большей толщиной техничес­кого волокна и большей жесткостью, так как в них больше лигнина. Для изготовления изделий бытового назначения эти волокна применяют ограниченно, но широко используют для производства изделий технического назначения.

Пенька

Волокна пеньки получают из стеблей конопли - однолетнего растения длина стебля которого 70-250 см.

Пеньку применяют для изготовления крученых изделий (ниток, шпагата, веревок, канатов), а также тарных, мебельных, брезентовых тканей.

Это волокна однолетнего лубяного растения высотой до 3-4 м, про, израстающего в странах с тропическим и субтропическим климатом.

Длина технического волокна джута 2,5 м, оно имеет значительное одревесне­ние. Волокно джута характеризуется высокой гигроскопичностью (может впиты­вать до 27% влаги и оставаться на ощупь сухим), поэтому из него изготовляют тару для влагоемких товаров. Основные недостатки джутовых волокон - малая стойкость к действию влаги вследствие небольшой длины (4-6 мм) элементар­ных волокон и невысокая атмосфероустойчивость из-за значительного содер­жания лигнина.

Волокно кенафа получают из стеблей однолетнего растения, которое достигает высоты 5 м. Волокно кенафа по свойствам аналогично джутовому и является его полноценным заменителем.

Природные текстильные волокна

животного происхождения

К текстильным волокнам животного происхождения относятся волокна шерсти и натурального шелка. По химическому составу они представляют собой белко­вые вещества.

Волокно шерсти относится к белковым соединениям типа кератинов. На долю кератина в составе этого волокна приходится 90%. Для кератина шерсти харак­терно содержание 2-5% серы.

Основные химические свойства волокон шерсти и натурального шелка - отно­сительно высокая устойчивость к действию минеральных кислот и неустойчивость к действию щелочных растворов.

Волокно шерсти является ценным видом текстильного сырья. Для производства текстильных товаров используется шерсть овец (95-97%), а также коз и верблюдов.

Виды шерсти. Для процессов переработки шерсти и свойств получаемых матери­алов большое значение имеют состав шерсти по типу волоса и ее однородность. Шерсть, состоящая из волокон одного типа (пуха, ости или переходного волоса), называется однородной. Шерсть, содержащая волокна различного типа, носит назва­ние неоднородной (смешанной). В зависимости от тонины волокон, составляющих шерстный покров, различают шерсть тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая шерсть - однородная, состоит из волокон пуха с поперечником 15-20 мкм и мелкой равномерной извитостью. Эта шерсть наиболее высо­кокачественная, используют ее для выработки лучших шерстяных тканей.

Полутонкая шерсть может быть однородной и неоднородной, состоит из бо­лее толстых волокон пуха и переходного волоса с поперечником 25-35 мкм.

Полугрубая шерсть обычно неоднородная - включает более грубые волокна переходного волоса и тонкие остевые волокна с поперечником 35-40 мкм, раз­ной длины.

Грубая шерсть состоит преимущественно из ости, но неоднородна, может со­стоять из волокон разного типа в различных соотношениях. Эта шерсть может содержать также мертвый и сухой волос. В поперечнике волокно грубой шерсти составляет более 40 мкм.

Натуральный шелк

Натуральней шелк - ценнейшее текстильное волокно, являющееся продук­том выделения шелкоотделительных желез гусениц шелкопрядов. Наиболь­шее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда. Объем его производства составляет 90% всего мирового производства натураль­ного шелка.

Кроме тутового шелкопряда, разводят дубовый шелкопряд, волокно которого отличается значительной жесткостью, но большей прочностью. Шелковые нити дубового шелкопряда более устойчивы к действию кислот и щелочей, облада­ют большой упругостью. Коконы дубового шелкопряда содержат 89-90% фиб­роина и 10-11% сопутствующих веществ, в том числе 5-6% сернцина. Осо­бенность серицина дубового шелкопряда - низкая растворимость в воде. Поэтому коконы трудно разматываются, а некоторые совсем не поддаются размотке. Не поддающиеся размотке коконы с помощью машин расщипыва­ют до образования коротковолокнистой массы, из которой получают пряжу в процессе прядения.

ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Химическими называют волокна, получаемые путем химической переработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений.

Для производства химических волокон используют высокомолекулярные соеди­нения, которые имеют сравнительно высокую молекулярную массу, вытянутую форму макромолекул.

Искусственные волокна

К искусственным относятся волокна, получаемые химической переработкой при­родных высокомолекулярных соединений. Это волокна, вырабатываемые из цел­люлозы и ее производных, - вискозное, полинозное, медно-аммиачное, ацетат­ное, триацетатное и другие, а также из белков - казеиновое и др. Первые три целлюлозные полокна получают на основе гидратцеллюлозы, а ацетатное и три­ацетатное - на основе эфиров уксусной кислоты и целлюлозы - соответствен­но диацетилцеллюлозы и триацетилцеллюлозы.

Вискозное волокно

Одно из наиболее распространенных химических во­локон. В настоящее время на долю вискозного волокна приходится более 60% общего производства искусственных волокон. Это объясняется тем, что для про­изводства вискозного волокна в качестве основного сырья используют древес­ную целлюлозу и сравнительно простые химические вещества - едкий натр, се­роуглерод, серную кислоту и ее соли. Для выработки целлюлозы применяют преимущественно древесину ели или короткое волокно хлопка. Из хлопковой целлюлозы получают в основном ацетатное, триацетатное и медно-аммиачное волокна.

Полинозное волокно

Представляет собой разновидность вискозного волокна. Такое волокно имеет более однородную и плотную структуру и

значительно большую прочность на разрыв, потеря прочности его мокром состоянии также меньше. Пряжа, полученная из полинозного волокна, почти отличается от пряжи из лучших сортов хлопка.

Кроме вискозного и полинозного волокон в настоящее время вырабатывают следующие модифицированные вискозные волокна: вискозное высокомодульное (ВВМ) , вискозные химически модифицированные волокна, на­пример мтилон В, бактерицидные, маслостойкие и др.

ВВМ волокна

Формуют из вискозы, в состав которой вводят модификаторы (полиэтиленгликоль) для получения однородной структуры. ВВМ волокна имеют лучшие механические свойства, чем вискозные волокна других видов,

Мтилон В

Это химически модифицированное вискозное волокно, представляющее собой привитой сополимер целлюлозы (60-65%) и полиакрилонитрила (35-40%).

Медно-аммиачное волокно

Технологический процесс производства медно-аммиачного волокна аналогичен получению вискозного волокна. Медно-аммиачное волокно очень, тонкое, гладкое, имеет поперечник сравнительно круглой формы. Может выпускаться как в виде нитей непрерывной длины, так и в виде короткого (штапельного) волокна.

Лубяными называют волокна, залегающие в стеблях, листьях или оболочках плодов различных растений. К стеблевым относят лен, рами, пеньку, джут; к листовым –манильскую пеньку, сизаль, генекен и др. Благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам наиболее ценным из перечисленных является волокно льна, которое используют для выработки бытовых и технических тканей, а также крученных изделий (высокопрочных). Остальные лубяные волокна являются более прочными, но одновременно и более жесткими и грубыми; используют их главным образом для изготовления обычных канатов, веревок, шпагатов, а также различных видов тарных тканей. Пеньковое волокно иногда используют для изготовления прочных тканей типа парусины и брезента.

Стебель льна, как и у других лубяных растений состоит из различных по своему назначению и строению тканей (рис. 5, а ).

1 – покровная ткань;

2 – коровая паренхима;

3 – волокна льна;

4 – слой камбия;

5 – слой древесины;

6 – сердцевина;

7 – полость стебля

Рис. 5. Поперечный разрез стебля льна (а ) и продольный вид элементарного волокна льна с поперечными сдвигами (б )

Все ткани от покровной до слоя камбия, называют корой стебля, или лубом: все, что находится за камбием, получило общее название древесины.

Волокна льна образуются в паренхиме коры и представляют собой компактные пучки, состоящие из отдельных элементарных волокон, которые равномерно распределены по окружности стебля. В среднем в стебле льна содержится от 350до 650элементарных волокон, образующих 20-30 пучков (с числом элементарных волокон в каждом из них от 15до 24).Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.

Элементарные волокна (средняя длина 10-24мм, поперечник 12-20 мкм) имеют сильно вытянутую веретенообразную форму с закрытыми заостренными концами. Каждое волокно имеет посередине узкий канал (рис. 5,б ).

Благодаря последовательному вклиниванию тонких заостренных кончиков одних элементарных волокон в промежутки между другими, технические волокна, выделяемые из стеблей льна, имеют длину 40-125см.

В поперечном сечении элементарные волокна имеют неправильную округлую форму, чаще пятиугольную. Слоистая структура стенок волокна является следствием постепенного (с перерывами) отложения целлюлозы на стенках волокна.

Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим (8–12°),чем в хлопковом волокне, углом.

Значительно большая ориентация структурных элементов относительно оси в лубяном волокне по сравнению с хлопковым, у которого угол наклона пучков фибрилл составляет 20–40°,частично объясняет более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.

Наличие канала, закрытого с двух сторон, затрудняет крашение льняных тканей.

При воздействии на лен щелочи происходит некоторая потеря (до 15 %)прочности волокна вследствие частичного удаления пектина, в связи с чем изделия изо льна не рекомендуется кипятить в щелочных растворах. Гигроскопичность льна составляет 19–21 %.Характер горения льняного волокна подобен характеру горения хлопка.

Льняное волокно обладает высокой теплопроводностью, поэтому его используют в основном для выработки летних костюмно-плательных тканей. Благодаря высоким гигиеническим свойствам лен используют также для изготовления белья, мужских сорочек, скатертей и полотенец.

Короткое волокно используется для выработки более грубых тканей: холстов, мешочных тканей, парусин и брезентов. Часто используются и смеси льняного волокна с химическими (вискозным, лавсановым).

Лубяные волокна содержатся в растениях совершенно различных семейств — как однолетних, так и многолетних. Это поразительно, но к лубяным относятся такие, казалось бы, далёкие друг от друга растения, как лён-долгунец из семейства льновых, конопля — тутовых, кенаф — мальвовых, джут — липовых, кратолярия — бобовых. И уж совсем поразительно, что лубяные волокна содержатся в листьях агавы (волокно сизаль), прядильного банана (волокно манильская пенька), а также в юкке, драцене и многих других растениях.

Зоны произрастания этих растений разбросаны по всему земному шару. От умеренных широт — например, конопля и лён-долгунец, до субтропиков и тропиков. С точки зрения промышленного потребления широко возделывают джут, лён-долгунец, коноплю, кенаф и агаву.

Рассказ о лубяных растениях надо начинать с конопли . Почему именно с неё? Да потому, что память не даёт забыть исконный продукт русского экспорта, который в течение многих столетий, ещё до Киевской Руси, поставлялся с нашей территории во все стороны света. Речь идёт о пеньке. До сегодняшнего дня это один из лучших сырьевых источников при производстве канатов и верёвок. Российская пенька была настолько популярна во всём мире, что когда на Филиппинах из листьев одного из видов банана начали в промышленном масштабе производить волокно, его назвали манильской пенькой, а банан получил название пеньковый, или прядильный, банан.

Что такое пенька? Это лубяные волокна, выделенные из стебля растения конопля. В конце XIX века в России производилось около 140 тысяч тонн пеньки, что составляло около 40% производства пеньки в Европе. К концу 30-х годов осталось только около 50 тысяч тонн, при этом посевы её в 1936 г. занимали 680 тыс. га, составляя 4/5 всей мировой площади под коноплёй.

Конопля являлась одной из основных сельскохозяйственных культур СССР. Такой её статус был подтверждён помещением листьев конопли вместе с колосьями пшеницы и соцветиями подсолнечника в центр снопа внутри главного фонтана страны — «Дружба народов» на ВДНХ. Изображение конопли можно увидеть также на гербе Епифани, на гербе и флаге Кимовского района Тульской области. Ценность пеньки, как сырья для производства канатов, используемых в морском судоходстве, обусловлена уникальным свойством — она не гниет в морской воде.

Однако в 1961 г. СССР ратифицирует инспирированную США Конвенцию ООН «О наркотических средствах». А поскольку цветки женских особей конопли содержат психотропное вещество, служащее сырьем для производства марихуаны и гашиша, конопля у нас в стране была объявлена вне закона, а с мирового рынка исчезла русская пенька. Сейчас на этом рынке сложилась парадоксальная ситуация. Главными производителями пеньки являются Канада, Франция и Китай, а самым крупным её потребителем — США.

Промышленное культивирование конопли в России в настоящее время сильно затруднено из-за множества бюрократических препятствий и жёстких требований к охране посевов. Засеянные площади невелики.

Следующей по популярности лубяной культурой в России является лён . Это травянистое растение с нежными голубыми цветочками знакомо, наверное, большинству ещё с детства.

В России лён культивировался издревле. Льноводством занимались все славянские племена, населявшие восточную часть Европейской равнины до образования Киевской Руси. В X—XI вв. лён возделывали в значительных количествах, и он считался важнейшим растением, ведь из его волокна шили одежду, а из семян давили вкусное и ценное масло.

По химическому составу лён состоит из целлюлозы (до 80%), разнообразных примесей — жировых, красящих, минеральных воскообразных, и лигнина (продукт одревеснения клетки). Лигнин придаёт волокнам льна жёсткость. Волокна льна содержат до 5% лигнина, этим объясняется повышенная жёсткость льняных изделий по сравнению с хлопковыми.

После того как императрица Екатерина Великая разрешила вывоз льняного волокна за рубеж, большинство ткацких фабрик в Европе работало на российском льне.

Но ещё большего размаха льноводство достигло с развитием капитализма в России. Лён выращивали на обширной территории страны и в больших количествах вывозили за границу не только волокно, верёвку, канаты, но и семена и масло, получая свыше 30% всей экспортной выручки.

В последнее время льноводство оказалось в катастрофическом положении. Рентабельность возделывания льна-долгунца в сравнении с зерновыми резко упала; посевные площади подо льном сильно сократились. Большинство из льнозаводов закрыты из-за экономических проблем. Более или менее рентабельным является изготовление тканей, а волокно, пригодное для производства верёвок, поступает к нам из Беларуси, зачастую оно очень низкого качества. Но при этом цены на него растут стремительно.

Добывать льняные волокна очень нелегко, поскольку располагаются они не в коробочке, как у хлопка, а в стебле и притом крепко склеены — как между собой, так и с его древесной частью. На протяжении многих веков последовательность обработки льна остается традиционной, она связана со структурой его стебля, физико-механическими и химическими свойствами.

Лён выдирают из земли вместе с корнями и длительное время вымачивают для отделения волокон от остальных тканей растения. Затем его сушат, мнут, теребят, чешут, треплют. Каждая операция, даже производимая на машинах, требует много времени. После завершения всех операций по обработке сырья получают длинные и короткие волокна, которые тщательно отсортировывают и направляют в различные производства. Длинное волокно идёт на производство тканей в текстильной промышленности. Очёсы идут на производство основы под отделочные материалы и напольные покрытия. Короткое волокно частично идёт на производство грубых льняных тканей, но в основном используется в производстве шпагата и верёвок. Из отходов, ранее направляемых на изготовление пакли, теперь производят нетканые материалы для деревянного домостроения.

Другие лубяные растения на территории России не произрастают. В следующей статье мы узнаем, который является сейчас в мире лубяным волокном номер один.

Лубяные волокна текстильные . Число видов растений, дающих эти волокна, очень велико (до 2000). Наибольшее пром. значение имеют лубяные волокна, перечисленные в табл. 1, залегающие в виде техн. волокон в стеблях растений. Стеблевые волокна делятся на: тонкие (мягкие) - лен, рами; грубые - пенька, джут и др. Первые прочны и гибки, пригодны для выработки тонкой пряжи, идущей на изготовление разнообразных бытовых и техн. тканей. Вторые отличаются жесткостью, хотя прочны, но мало гибки; они применяются для выработки техн. тканей и, в особенности, веревочно - канатных изделий. Листовые волокна - абака, сизаль и др. - еще более грубы; лубяные волокна этого третьего типа обычно называют жесткими . Они используются почти исключительно на канатные изделия. Стеблевые лубяные волокна залегают в стеблях растений среди других его тканей в виде концентрично расположенных сеток (одной или нескольких), состоящих из связанных между собой пучков прочно склеенных элементарных волокон. В первичной обработке сетка дробится; пучки отделяются и образуют техн. волокна, состоящие в сечении из многих (до нескольких десятков) элементарных волокон (рис. 3 - техн. волокно льна). Исключение составляет рами, у к-рого элементарные волокна залегают в стебле, не будучи склеенными. При получении лубяных волокон текстильных из хорошей соломы выделяется длинное техн. волокно, идущее на более ценные изделия, из плохой соломы и отходов первичной обработки получается короткое волокно, используемое для второстепенных изделий.

Лен - главнейшее лубяное волокно, получается из стеблей травянистого однолетнего растения того же наименования. На волокно культивируется лен-долгунец (рис. 4) с длинным (до 1 м) неветвящимся тонким (1-2 мм в диаметре) стеблем. Семена льна-долгунца используются для получения льняного масла (см.). С 1 га посева собирают в среднем 4 - 16 ц волокна льна-долгунца (20-25% от веса стеблей).

Рис. 3. Техническое волокно льна

Рис. 4. Лен - долгунец

В СССР выведено большое количество селекционных сортов (разновидностей) льна-долгунца из к-рых главнейшими являются: светоч, дающий в среднем сбор волокна порядка 5-6 ц/га, стахановец - до 8-9 ц/га, прядильщик - 6-7 ц/га и др.

СССР занимает первое в мире место по пр-ву льна. Советское льноводство, сильно пострадавшее в период войны и несколько отставшее в первые годы пятой пятилетки, на основе решений пленумов ЦК КПСС, проходивших в 1953 и 1954 гг., быстро механизируется и развивается. Лен в основном растение умеренного климата, хотя встречается и в южных странах. В СССР он высевается от западных границ до районов Западной Сибири.

В РСФСР большие посевы льна имеются в Калининской, Смоленской, Псковской, Кировской и других областях. Льноводство также развито в УССР, БССР и прибалтийских республиках. Кроме СССР, льноводческими странами являются Польская Народная Республика, Чехословацкая Республика, Германская Демократическая Республика, а также Франция, Бельгия, Голландия, Египет, Перу и др. В основных льноводческих районах СССР посев льна проводится в середине мая, в середине июля лен цветет, а в середине - второй половине августа производится его уборка. В это время в достаточной мере созревают семена и сравнительно мало успевает огрубеть волокно. Для сохранения стебля по длине и, следовательно, для получения более длинного техн. волокна лен из земли выдергивают, "теребят". В СССР в основном применяется машинная уборка с помощью льнотеребилок и льнокомбайнов, к-рые, кроме теребления, осуществляют обмолот льна. Для выделения волокон из стеблей, в к-рых они залегают среди других тканей, необходимо разрушить склеивающие их с последними пектиновые вещества; для этой цели применяются различные методы. Наиболее распространенный - биологический, осуществляемый с помощью мочки льняной соломы, при к-рой пектиновые вещества разрушаются бактериями и плесневыми грибами. Мочка льняной соломы осуществляется различными способами. Наиболее распространена росяная мочка, при к-рой стебли расстилают на полях, где на них длительно воздействуют влага (дожди, роса) и тепло. Невозможность регулировать процесс приводит при этом виде мочки к большим потерям волокна. Более совершенна водная мочка, особенно тепло-водная, к-рая проводится в специально оборудованных мочилах. В последнее время применяется также пропаривание и хим. обработка стеблей. Вымоченную солому - тресту после сушки подвергают механической обработке путем мятья и трепания. В этих процессах сначала дробятся, а затем отбиваются древесина - костра и другие части стебля. В результате переработки на мяльных и трепальных машинах получается трепаный лен в виде длинного техн. волокна, достигающего в среднем 0,5-0,7 м длины. Из отходов трепания и из плохой спутанной соломы переработкой на специальных кудельных агрегатах, состоящих из мяльных машин с трепальными барабанчиками и трясилок, служащих для удаления остатков костры, получается короткое техн. волокно со средней длиной 0,15-0,25 м.

Элементарное льняное волокно (рис. 5), из к-рого состоит техн. волокно, имеет веретенообразный вид, оба конца его заострены. Канал узкий, нитевидный; поперечное сечение - в виде пятиугольника неправильной формы. На волокне заметны поперечные штрихи - сдвиги, появляющиеся в результате механических повреждений волокна в процессе роста и первичной обработки.

Рис. 5. Элементарное льняное волокно: продольный вид, кончик волокна и поперечный срез

Основная оценка качества льняного техн. волокна осуществляется после чесания. В СССР в настоящее время она производится в большинстве случаев на основе результатов лаб. испытаний. При этом определяются прочность на растяжение пучка техн. волокон, гибкость этого пучка, т. е. прогиб его конца под действием собственного веса, содержание лигнина (вещества, придающего волокну жесткость и хрупкость), засоренность волокна остатками костры и шишками (комочками спутанных волокон). Основная масса волокна, за исключением наиболее тонкого, делится на семь сортов, называемых номерами. Номер трепаного льна, из которого получается данный чесаный, равен произведению номера чесаного на его выход, т. е. на отношение веса чесаного к весу трепаного льна. Волокно льна очень прочно, малорастяжимо, хорошо поглощает влагу, стойно к истиранию. Хим. свойства льняного волокна сходны с таковыми у хлопка, т. к. оно более чем на 80% состоит из целлюлозы.

В льнопрядильном пр-ве пряжа вырабатывается из длинного волокна и из короткого, к к-рому обычно добавляются очесы, получаемые при чесании длинного волокна, и отходы. Первую из этих пряж называют льняной , вторую - очесочной . При получении льняной пряжи применяются два способа прядения - сухой и мокрый. При сухом прядении техн. волокно дробится относительно мало, пряжа получается более пушистая, менее прочная. Поэтому таким способом обычно вырабатывается пряжа более низких номеров. В мокром прядении техн. волокно распадается на мелкие комплексы и даже отдельные элементарные волокна. Пряжа получается более гладкая, прочная. Этим способом вырабатывают более тонкую пряжу.

Из льняной пряжи мокрого прядения вырабатываются наиболее ценные изделия ассортимента льняной пром-сти: лучшее столовое белье - скатерти и салфетки (см.); лучшие виды полотенец (см.) и простынного полотна (см.); костюмно-плательные ткани - коломенок, рогожка (см.), полотна и др., а также лучшие пошивочные и обувные нитки (см.). Из льняной пряжи сухого прядения - некоторые виды парусин, холстов (см.), грубых полотен и др. Из очесочной пряжи мокрого прядения - суровые скатерти, простые полотенца (кухонные и др.), ряд полотен, подкладочных тканей, парусин, ткань для спецодежды двуниток (см.), лучшие мешочные ткани (см.). Из очесочной пряжи сухого прядения изготовляются паковочные и мешочные ткани, веревочные изделия.

Распознавание волокон льна может вестись путем рассмотрения их строения под микроскопом; наблюдаемая при этом картина соответствует для техн. волокна рис. 3, а для элементарного - рис. 5. Весьма характерной является форма поперечного среза элементарного волокна. Применение основных микрохимических методов дает результаты, в целом сходные с описанными для хлопкового волокна. Различия заключаются в том, что в медноаммиачном реактиве волокно льна, быстро набухая, заметно укорачивается, а канал принимает зигзагообразную форму, растворение идет более медленно; хлорцинкиодом волокна льна окрашиваются неравномерно и в темно-фиолетовый цвет.

Пенька получается из однолетнего высокого растения конопли ; имеется много форм этого растения. Наиболее известны европейская и восточноазиатская. К первой принадлежит и русская конопля, делящаяся на северную, среднерусскую и южную. Коноплеводство развито в СССР, в к-ром основными районами разведения конопли являются центральные черноземные области и Северный Кавказ; из других стран с развитым коноплеводством должны быть отмечены Италия, Югославия, Румыния, Венгрия, Болгария и др. Элементарные волокна пеньки (рис. 6, 1) прочно склеены в пучки - техн. волокна; сечение их имеет форму неправильного эллипса со сплющенным каналом. Техн. волокна имеют длину 0,7-1,0 м и более. Первичная обработка пеньки производится аналогично обработке льна.

Рис. 6. Лубяные стеблевые элементарные волокна (продольные виды, кончики и поперечные срезы): 1 - пенька, 2 - джут, 3 - кенаф. 4 - канатник

Мочка расстилом, ввиду грубости стебля конопли, не применяется. Мяльные и трепальные машины снабжаются более грубыми рабочими органами. Волокно пеньки грубо, очень прочно, мало растяжимо, хорошо поглощает влагу. Пеньку разделяют на ниточную - тонкую, идущую для изготовления пряжи, из к-рой вырабатывают техн. ткани, и канатную, толстую и грубую, применяемую для канатной пряжи. Основной областью применения пенькового волокна являются канатные изделия (см. Веревка, Канат). Лучшим способом распознавания волокон пеньки является рассмотрение их строения под микроскопом; весьма характерны концы ее элементарных волокон, часто имеющие расщепления.

Джут, кенаф и канатник - волокна, получаемые из стеблей однолетних высоких растений тех же наименований, достигающих 3 м и более. Волокна этих растений толстые, грубые; используются в виде техн. волокон, идут на мешочные ткани, веревочно - шпагатные изделия. Способность поглощать влагу у этих волокон сравнительно велика; это обеспечивает отнятие влаги у материалов, хранящихся в мешках из них (напр., у сахара). Наиболее ценным является волокно джута. Джут очень теплолюбивое растение; произрастает в основном в Индии и в Пакистане, в СССР - в Узбекистане. Кенаф в СССР распространен в Средней Азии, на Северном Кавказе. Волокно его приближается по своим свойствам к волокну джута. Волокно канатника, культивируемого в небольших количествах в Среднем Поволжье, является худшим из трех: оно более ломко; для улучшения его качества требуется специальная обработка - варка в слабощелочных растворах. Элементарные волокна джута, кенафа и канатника (рис. 6, 2, 3, 4) представляют собой одиночные растительные клетки с каналом, идущим вдоль оси, и с концами различных типов. Для джута весьма характерен то сужающийся, то расширяющийся канал. При первичной обработке грубостебельных лубяных растений часто применяют предварительную механическую обработку, за к-рой следует мочка и последующая механическая обработка.

Время чтения: 8 минут

Целлюлозные лубяные волокна встречаются во флоэме или коре некоторых растений. Они имеют форму пучков или нитей, которые действуют как упрочняющие элементы и помогают растениям оставаться прямостоящими. Растения собирают, а пряди из лубяных волокон отделяют от остальной ткани путем вымачивания, общего для большинства лубяных волокон. Затем обработанный материал дополнительно мнут, треплют и вычесывают.

Основные лубяные волокна

Лен

Льняное волокно из годового растения Linum usitatissimum (семейство льна) использовалось с древних времен в качестве волокна для белья. Растение растет в умеренных, умеренно влажных климатах, например, в Бельгии, Франции, Ирландии, Италии и России. Растение также культивируется для получения семян, из которых производится льняное масло. Побочным продуктом льна является волокно жгута, используемое в бумажном производстве.

Льняные волокна отмачивают в воде, обычно получая серое волокно. Льняное волокно высокого качества производится с помощью воды в реке Лис в Бельгии. Выпаренное, отбеленное волокно содержит почти 100% целлюлозу. Льняное волокно является самым сильным из растительных волокон, даже сильнее хлопка.

Волокно является высокопоглощающим, что важно для одежды, но оно не особенно тянется. Самое важное применение находит в производстве белья для одежды, тканей, кружев и листового материала. Льняное волокно также используется в холсте, нитках и шпагатах, а также в некоторых промышленных применениях, таких как пожарные шланги.

Химическая варка льна обеспечивает сырье для производства высококачественной валюты и бумаги для письма. Льняное волокно также широко используется в сигаретных бумагах. Льняные волокна классифицируются по тонкости, мягкости, степени растяжки, плотности, цвету, однородности, блеску, длине и чистоте.

Конопля

Источником волокна конопли является растение Cannabis sativa (тутовая семья), происходящее из центрального Китая. Она выращивается в Центральной Азии и Восточной Европе. Стебель используется для производства волокна, семена — для масла, а листья и цветки — для наркотиков, среди которых марихуана. Стебли растут 5-7 м в высоту и 6-16 мм в толщину. Полые стебли, гладкие до шероховатой листвы на вершине, срезаются вручную и разбрасываются по земле для вымачивания в росе, чтобы получить продукт самого высокого качества. Вымачивание в воде используется на высушенных на солнце пучках, из которых были удалены семена и листья. Нити конопляного волокна могут иметь длину 2 м.

Волокна сортируются по цвету, блеску, качеству прядения, плотности, чистоте и прочности. Они имеют Z-образный завиток в отличие от S-завитка у льна. Конопля рассматривается как заменитель льна в пряже и плетении. Его более раннее использование в канатах было заменено листьями и синтетическими волокнами.

Конопляное волокно используется в Японии, Китае, Венгрии и Италии для изготовления специальных бумаг, в том числе сигаретной бумаги, но отбеливание затруднено. Волокно более грубое и имеет меньшую гибкость, чем лен. В настоящее время возрос интерес к реинтродукции конопли в Соединенные Штаты и Канаду в качестве альтернативного волокна для фермеров. Однако это связано с политическими и правовыми проблемами из-за невозможности отличить промышленную коноплю от конопли с высоким содержанием наркотических веществ.

Джут

Джутовое волокно получают из двух травянистых однолетних растений: Corchorus capsularis (липовое семейство), происходящего из Азии, и C. olitorius, происходящего из Африки. У первого круглый семенной стручок, а у второго — длинный. Джут выращивают в основном в Индии, Бангладеш, Таиланде и Непале. Растения собирают вручную, сушат в поле для дефолиации, и вымачивают в течение месяца. Глубина бассейнов вымачивания зависит от количества осадков в сезон муссонов в Юго-Восточной Азии. Таким образом, год с меньшим количеством осадков приводит к низкому уровню воды в бассейнах и джутовому продукту более низкого сорта из-за загрязнения песком и илом.

Волокна для экспорта сортируются по цвету, длине, тонкости, прочности, чистоте, блеску, мягкости и однородности. Цвет варьируется от кремово-белого до красновато-коричневого, но обычно волокно имеет золотой блеск. Волокна являются многоугольными в поперечном сечении с широким просветом. Джут традиционно является важным текстильным волокном, уступающим только хлопку; однако он неуклонно заменяется синтетикой в ​​традиционном использовании больших объемов, таком как ковровые покрытия и мешковины. Волокна также используются для шпагата, в то время как крафт-варка джута дает волокна для сигаретной бумаги.

Правительство Индии в сотрудничестве с Программой развития Организации Объединенных Наций участвует в программе диверсификации джута для поиска новых видов использования джута в тонких нитях и текстильных изделиях, композитах и ​​досках и бумажных изделиях. Особенно перспективным применением для джута являются формованные композиты с термопластичными материалами для внутренних автомобильных головок, дверей и выстилок.

Отечественный аналог джута – липа. Волокно из липы имеет самое разнообразное применение. Это отличный набивочный материал. Его используют как кисти для беления или банной мочалки. Из него делают плетут рыболовные сети и веревки.

Кенаф и розелла

Эти тесно связанные лубяные волокна получают из Hibiscus cannabinus и H. sabdariffa (семейство мальвы), соответственно. Волокна имеют другие местные названия. Кенаф выращивается для производства в Китае, Египте и регионах бывшего Советского Союза; розелла производится в Индии и Таиланде. Растение кенафа способно вырасти от саженцев до 5 м за пять месяцев. Сообщается, что он дает 6-10 тонн сухого вещества на 0,5 га, что в девять раз больше урожая древесины.

Растения вырезают вручную или косят в развивающихся странах, в то время как механизированные методы уборки находятся в стадии исследования в Соединенных Штатах. Иногда ленточные машины используются для отделения волокносодержащей коры. Для варки кенаф измельчается до 5 см, промывается и просеивается.

Волокна кенафа короче и грубее, чем у джута. Как химическая (крафт), так и механическая целлюлоза изготавливаются из кенафа, а успешные демонстрационные тиражи газетной бумаги были сделаны для «Далласских утренних новостей», «Санкт-Петербург таймс» и калифорнийского Бейкерсфилда с отделкой 82% кенафской чемитермеомеханической целлюлозы и 18 % крафт-целлюлозы хвойных пород.

Кенаф-волокно также считается заменой джута и используется для мешковины, веревки, шпагата, мешков и в качестве бумажной массы в Индии, Таиланде и странах Балкан. В Таиланде продается целлюлоза розелла.

Рами

Рамиевое волокно расположено в коре Boehmeria nivea, члена семейства крапивы. Растение является выходцем из Китая (отсюда его название «китайская трава»), где оно использовалось для тканей и рыболовных сетей в течение сотен лет. Оно также выращивается на Филиппинах, в Японии, Бразилии и в Европе. Растение рами вырастает до 1-2,5 м со стеблями толщиной 8-16 мм. Ежегодно возможны от двух до четырех сборов урожая, в зависимости от почвы и климата.

Растение собирают вручную серпом и после дефолиации разрывают и очищают вручную или машиной. Из-за высокого содержания смолы (ксилана и арабана) (до 35%), вымачивание не представляется возможным. Волокна отделяются химически путем кипячения в щелочном растворе в открытых чанах или под давлением, затем промываются, отбеливаются гипохлоритом, нейтрализуются, смазываются маслом для облегчения формования и сушатся.

Дегумированное отбеленное волокно содержит 96-98% целлюлозы. Воронкообразные волокна имеют овальную форму в поперечном сечении с толстыми стенками клеток и тонким просветом. Элементы клеточной стенки в волокне рами, как и в других лубяных волокнах, кроме льна, имеют скручивание против часовой стрелки. Рами — самое длинное из растительных волокон и обладает отличным блеском и исключительной прочностью; однако оно имеет тенденцию быть жестким и хрупким. Влагоустойчивость высока, и волокно быстро сохнет, преимущество в сетях рыб.

Традиционные применения для рами включают тяжелые ткани промышленного типа, такие как холст, упаковочный материал и обивка. Увеличение производства волокна в Азии, особенно в Китае, способствовало использованию его в смешанных тканях с шелком, бельем и хлопком, которые теперь можно найти на рынке.

Кроталярия индийская

Стебли травянистого растения Crotalaria juncea (семейство бобовых), называемое также бомбейской пенькой, обеспечивают лубяное волокно. Растение является родным для Индии, главного производителя волокна, а также выращивается в Бангладеш, Бразилии и Пакистане. Оно имеет длинный корень и растет до высоты до 5 м.

Сбор урожая производится вручную путем вытяжки или резки. Растение дефолируется в поле, удаляется водой и обрабатывается аналогично джуту. Белое волокно распределяется по цвету, твердости, длине, прочности, однородности и содержанию посторонней материи. Бомбейская пенька используется для изготовления холста, бумаги, рыболовных сетей, шпагата и других веревок.

Урена и канатник

Это менее важные растительные волокна, похожие на джут. Urena lobata семейства мальвы — многолетнее растение, которое растет в Заире и Бразилии, имеет в высоту 4-5 м со стеблями диаметром 10-18 мм. Из-за лигнированного основания стебли разрезаются на 20 см над землей. Растения дефолируются в поле и удаляются аналогично джуту и ​​кенафу.

Отработанный материал отделяют и промывают, а в некоторых случаях протирают вручную. Мягкое белое волокно распределяется по блеску, цвету, однородности, прочности и чистоте. Оно используется для мешковины, веревки и грубого текстиля.

Канатник Теофраста

Abutilon theophrasti — травянистое однолетнее растение, производящее джутоподобное волокно. Растение является родным для Китая и коммерчески выращивается в Китае и бывшем Советском Союзе. Из-за его ассоциации с джутом в смесях и экспорте его также называют джутом в Китае.

Растение вырастает до 7-15 см с диаметром ствола 6-16 мм. После сбора урожая вручную и дефолиации пучки стеблей вымачиваются, и волокно экстрагируется методами, аналогичными методам джута. Волокно используется для шпагата и канатов.

Уборка и предварительная обработка

При оптимальной зрелости растения вытягиваются или косят вручную или машиной и, при необходимости, обмолачивают для удаления семян. Растения выкладывают в поле для сушки.

Вымачивание

Удаление лубяных волокон из коры и древесных частей стеблей проводится путем биологической обработки, называемой вымачиванием (гниением). Это ферментативное или бактериальное действием на пектиновую массу стебля. После отгрузки пучки сушат в полях. Забор может выполняться несколькими способами.

• Вымачивание в росе включает в себя действие росы, солнца и грибов на растения, расположенные на земле. Процесс длится 4-6 недель, но действие не является однородным, и оно, как правило, дает волокно темного цвета. Однако он гораздо менее трудоемкий и менее дорогостоящий, чем вымачивание. Оно обычно используется в регионах с низким уровнем водоснабжения и составляет 85% урожая западной Европы, особенно во Франции, а также в бывшем Советском Союзе.
• Вымачивание в воде включает в себя погружение пучков растений в застойные бассейны, реки, канавы (плотины) или в специально сконструированные цистерны. Биологический эффект достигается за счет бактериального действия и занимает 2-4 недели. В цистернах с теплой водой время сокращается до нескольких дней. Вымачивание в воде дает более однородный продукт. При поточном вымачивании растения погружаются в медленные движущиеся потоки в течение более длительного времени, а качество продукта становится выше.
• Химическое вымачивание включает погружение высушенных растений в резервуар с раствором химических веществ, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, мыло или минеральные кислоты. Волокна ослабляются через несколько часов, но для предотвращения ухудшения требуется тщательный контроль. Химический отжиг более дорогой и не обеспечивает превосходную волокнистость, полученную при биологическом отжиге.

Ломание и скручивание

Высушенные отрезанные стебли в пучках пропускают через рубчатые ролики для разрушения или уменьшения древесной части на мелкие частицы, которые затем отделяются путем зачистки. Зачистка осуществляется путем избиения тупыми деревянными или металлическими ножами вручную или механически.

Вычесывание

Связки вычесываются или расчесываются для отделения коротких и длинных волокон. Это делается путем волочения волокон через наборы штифтов, каждый из которых более тонкий, чем предыдущий. В результате волокна далее очищаются и выравниваются параллельно друг другу.