Натуральные ткани: красота и энергия природы

Текстильные материалы, которые окружают человека – одежда, постельные принадлежности, шторы, гардины, мебельная обивка и многое-многое другое, – должны иметь не только привлекательную расцветку и оригинальный крой. Очень важно, чтобы все эти вещи были удобными, комфортными, гигиеничными и, что самое главное, не приносили вреда организму. Этими свойствами в полной мере обладают натуральные биологически чистые ткани.

Изготовленные из волокон, созданных самой природой, натуральные ткани отличаются исключительной экологичностью и безопасностью. По происхождению их разделяют на три основные группы:

Растительные – хлопок, лен, конопля.
Животные – шелк, шерсть.
Минеральные – ость, асбест.

Каждому виду материала из натуральных, а не химических волокон присущи определенные свойства – как положительные, так и отрицательные. Остановимся на них более подробно.

Родиной хлопчатника считается Индия, причем раскопки археологов позволяют датировать начало возделывания этой культуры ХХХ веком до нашей эры. «Ткань, сотканная из воздуха» — такое описание дают хлопковому полотну древние летописи.

Завезенные в средние века в Европу первые рулоны хлопчатобумажной материи ценились буквально на вес золота. Носить одежду из этих тканей могли только самые состоятельные и знатные горожане.

Ассортимент хлопчатобумажных полотен, которые предлагает современная текстильная отрасль, исчисляется не одной сотней наименований. К несомненным достоинствам таких материалов можно отнести следующие:

гигроскопичность. Волокна хлопка могут впитать до 40% влаги, оставаясь сухими. Поэтому ткани часто используют для пошива летней одежды, постельных принадлежностей, банных полотенец и халатов;
прочность. Материал обладает достаточной крепостью и устойчивостью к механическим повреждениям. Правда, под воздействием высоких температур или ультрафиолетового излучения она заметно уменьшается;
аэрация. Одно из главных достоинств материала. Ткани, сделанные из хлопка, «дышат», не создавая на поверхности кожи тепличного эффекта;
легкость. Большинство хлопчатобумажных полотен имеют тонкую структуру, поэтому одежда из них практически невесома;
гипоаллергенность. Волокна не содержат в себе вредные для организма человека вещества и не вызывают раздражение кожи и другие заболевания. Хлопчатобумажные вещи может спокойно носить ребенок с первых минут появления на свет, поскольку они абсолютно безопасны;
простота ухода. Ткани легко стираются руками или в машинке, быстро сохнут и замечательно разглаживаются. Они стойки к различным химическим веществам, в том числе хлорсодержащим.

Полотна из хлопка удобно обрабатывать: они не скользят, мало осыпаются и обладают хорошей термопластичностью, то есть «запоминают» форму при утюжке. Но к сожалению, не все их свойства можно считать положительными. Имеются в списке и такие:

высокая сминаемость. Уже через несколько часов носки на одежде появляются складки и заломы, которые портят внешний вид;
отсутствие формоустойчивости. Все ткани из хлопка дают сильную усадку при влажно-тепловой обработке;
потеря цвета. С течением времени краски на материале тускнеют, в особенности после нахождения на ярком солнце;
изнашиваемость. Одежда и другие хлопчатобумажные вещи имеют небольшой срок службы, они быстро теряют привлекательность.

Компенсировать эти недостатки может невысокая цена на изделия. По мере выхода из строя одной вещи можно свободно купить новую без ущерба для кошелька.

Важно знать! Избавиться от минусов, присущих хлопковым материалам, можно, если ввести небольшое количество искусственных или синтетических волокон. Вискоза, полиэстер, эластан или капрон сделают ткани более прочными и долговечными, не умаляя их природных свойств.

Перечень самых распространенных хлопчатобумажных тканей

Существует несколько классификаций хлопковых полотен: по виду переплетения, способу отделки, сезонности и т. п. Приведем небольшой список тканей в зависимости от их назначения:

Бельевые: батист, шифон, мадаполам, миткаль, канифас, интерлок, кулирка, нансук.
Сорочечно-платьевые: ситец, фланель, байка, сатин, шотландка.
Костюмно-пальтовые: деним, плащевка, сукно, габардин.
Мебельно-обивочные: бархат, вельвет, плюш, жаккард.
Постельные: бязь, сатин, поплин, перкаль, тик.
Гардинные: батист, гипюр, кисея.
Полотенечные: махра, вафельная ткань.
Специальные: марлевка, молескин, брезент.

Следует упомянуть, что один и тот же материал может использоваться как для пошива летних платьев, так и в качестве подкладки или постельного белья. Все зависит от его прочности, толщины, степени окрашивания, рисунков и декоративной отделки.

Как и хлопчатобумажная, ткань изо льна пришла к нам из глубины веков. В льняные тоги одевались римские патриции, хитоны и плащи из этого материала носили ораторы Древней Греции. Даже на мумиях фараонов, которые жили более 10 тысячелетий тому назад, находят остатки льняных материй.

Примечательно, что славянские народности называли полотном именно ткань изо льна, ведь вся их одежда шилась только из нее. Такие рубахи, сарафаны, кафтаны и штаны отличались высокой прочностью и носились не один год.

Лен выращивают и перерабатывают в России, Беларуси и на Украине. Уникальность этого материала такова, что из него можно изготавливать и тонкий полупрозрачный батист, и грубую парусину или брезент. Льняные ткани обладают ценнейшими свойствами:

воздухопроницаемость. В одежде изо льна человек никогда не вспотеет;
тепловой комфорт. Даже в летнюю жару в льняной рубашке температура тела будет на 2 – 3 градуса ниже;
гигроскопичность. Ткань не только поглощает излишнюю влагу, но и отлично испаряет ее, оставаясь совершенно сухой;
прочность. Из всех натуральных волокон льняные обладают наибольшей крепостью и стойкостью к истиранию;
устойчивость к загрязнениям. Материал не накапливает в себе пыль и легко чистится и стирается;
Диэлектрические качества. Даже незначительное, менее 10%, присутствие льняного волокна в изделии предотвращает появление в нем зарядов статического электричества;
износостойкость. Ткань долгое время не теряет своей привлекательности;
безопасность. Льняные изделия не излучают токсинов и не провоцируют аллергию и другие заболевания.

Важный факт! Лен является природным антисептиком. Замечено, что рана, покрытая льняным холстом, заживает в несколько раз быстрее. Недаром в качестве шовного материала при хирургических операциях используют нити изо льна.

Самым большим недостатком таких тканей является высокая сминаемость при носке. И хотя их можно гладить даже очень горячим утюгом, на то, чтобы разутюжить все заломы, уходит слишком много времени.

Поэтому текстильные предприятия наряду с чистольняными полотнами выпускают смесовые, с добавлением небольшого количества хлопка или синтетических волокон. Такие материалы не мнутся и хорошо поддаются драпировке, образуя красивые, ровно спадающие складки. Самыми популярными сочетаниями являются лен и капрон, лен с лавсаном и лен с нитроном.

Виды льняных тканей

По типу отделки материалы изо льна могут быть суровыми, имеющими природный серо-желтоватый цвет, отбеленными, крашеными или пестроткаными. Их получают при помощи саржевого, полотняного, мелкоузорчатого и других переплетений.

Кроме того, льняные полотна можно разделить и по назначению. Чаще всего выделяют такие группы:

Плательно-костюмные. Из них шьют сарафаны, брюки, рубашки, юбки и другие изделия.
Постельно-бельевые. Простыни, пододеяльники, наволочки, наперники.
Столовые. Скатерти, салфетки, полотенца-рушники.
Технические. Мешки, парусина, канаты, веревки, брезент, бортовка.

Льняные ткани довольно капризны в пошиве. Легкие полотна способны сползать с раскроечного стола, а плотные тяжело разрезаются ножницами. И те и другие сильно сыплются и дают значительную усадку при влажно-тепловой обработке. Поэтому прежде чем взять льняную ткань в пошив, ее обязательно следует декатировать – увлажнить и высушить.

Выращивать коноплю и делать из нее ткань люди научились в глубокой древности. Уже тогда они оценили высокую прочность, которой обладают изделия из этого растения, и другие, не менее важные качества:

гигроскопичность. Полотно может впитать в себя влаги в пять раз больше собственного веса;
поддержание теплообмена. В одежде из конопляной ткани уютно и в зимние морозы, и в летний зной;
безопасность. Материал не только не вызывает раздражение кожи и аллергию, но сам способен уничтожать многие микробы и бактерии, опасные для человека;
стойкость к ультрафиолету. Конопля блокирует вредные для организма излучения более чем на 90%;
долговечность. Знатоки говорят, что вещи из конопляной ткани скорее надоедят, чем придут в негодность.

Важный факт! Еще в начале ХХ века всемирно известная компания LEVI’S, заинтересовавшись уникальными свойствами конопли, наладила выпуск джинсов из этой ткани. Однако начавшаяся борьба с наркотиками не позволила идее получить распространение.

В настоящее время вновь начато производство конопляного полотна из безнаркотических видов растения. Ткань хэмп (название произошло от английского слова «hemp» — конопля) пользуется большой популярностью у приверженцев здорового образа жизни.

Несколько тысячелетий тому назад в Китае впервые научились разматывать из коконов шелкопрядов тончайшие волокна. Ткань, которая получалась из этих нитей, была легкой, тонкой, с блестящей переливающейся поверхностью. По закону, изданному императором, строжайше запрещалось вывозить шелк из страны, а за разглашение тайны изготовления производителю ткани грозила смертная казнь.

Однако уже в ХVII столетии вездесущие купцы стали тайком, а затем и в открытую доставлять свитки шелковых полотен в Европу. Так началось победное шествие красивейшей из тканей по всему миру.

Уже в ХХ веке после химической революции и открытия синтетических материалов стали производить искусственный шелк из ацетатного волокна. Ткань, безусловно, очень привлекательная, с гладкой блестящей поверхностью. Но свойств настоящего натурального шелка она, увы, не повторит. Ведь природный материал может похвастаться множеством уникальных качеств:

аэрационная способность. Ткань обладает настолько высокой воздухопроницаемостью, что кожа просто не ощущает прикосновения одежды;
абсолютное влаговпитывание и испарение пота;
терморегуляция. Уже через 10-15 минут после надевания шелковая одежда приобретает температуру тела человека;
гигиеничность. Ткань препятствует размножению микробов и болезнетворных бактерий;
износостойкость. При правильном уходе изделия из шелка могут служить более 10 лет.

Если же говорить о недостатках шелка, то главным является его высокая стоимость. Кроме этого, нелишне упомянуть и такие свойства:

сминаемость. В шелковом платье лучше не садиться, поскольку на ткани сразу же образуются складки и заломы;
нестойкость к ультрафиолету. Под воздействием ярких солнечных лучей волокна могут разрушаться, и ткань «расползется»;
образование разводов при попадании на материю жидкостей;
сложности при раскрое и пошиве, требующие наличия определенных навыков;
особый деликатный уход, который необходим натуральному шелку: ручная стирка с использованием специальных средств, сушка вдали от солнца и тепловых приборов, глажка при низких температурах.

Как и в других природных материалах, недостатки шелка убирают путем добавления синтетических или искусственных волокон. Чаще всего в этой роли выступают вискоза или полиэстер. Если же требуется, чтобы полотно стало более растяжимым и облегающим, то вводят небольшой процент лайкры.

Виды и применение шелковых тканей

Ассортимент шелковых тканей по сравнению с хлопковыми или шерстяными не так уж и велик. Их можно рассортировать в зависимости от назначения на следующие группы:

Платьево-блузочные. Крепдешин, креп-жоржет, креп-шифон, атлас, батист, парча.
Портьерные. Жаккард, гобелен, бархат, эпонтаж, тафта.
Гардинные. Органза, фуляр, газ, эксцельсиор.
Подкладочные. Туаль, шармез.

Интересный факт! Медики утверждают, что в волокнах натурального шелка содержатся аминокислоты, которые благотворно действуют на работу желудочно-кишечного тракта и улучшают циркуляцию крови. А значит, спать на шелковых простынях не только приятно, но и весьма полезно.

Пожалуй, среди всех природных материалов наистарейшей является шерсть. Об этом свидетельствуют наскальные рисунки эпохи неолита, найденные в пещерах на территории современной Швейцарии. На них изображен процесс изготовления шерстяных тканей при помощи примитивных приспособлений.

Полотна вырабатывают из волосяного покрова различных животных: овец, коз, кроликов, верблюдов и лам. Главным свойством тканей является высокая степень сохранения тепла, поэтому их используют для изготовления верхней одежды, а также свитеров, кофт, головных уборов, шарфов, пледов, одеял и других изделий. Помимо этого, шерстяные полотна обладают и иными, не менее важными качествами:

высокая эластичность. Одежда, деформируясь в процессе носки, после снятия легко возвращает первоначальный вид;
воздухопроницаемость. Это свойство в большей степени присуще трикотажу и легким платьевым материям;
гигроскопичность. У всех видов шерстяных тканей она проявляется по-разному. Некоторые, например, габардин, совсем неспособны к впитыванию влаги;
износоустойчивость. Сама по себе шерсть в большинстве случаев не обладает достаточной прочностью, но добавление некоторого количества синтетики сразу же делает ткань намного крепче;
функциональность. Практически все шерстяные полотна просто кроить и сшивать. Они не осыпаются, не скользят и легко драпируются, позволяя воплощать любые идеи;
безопасность. Как и другие материалы из природного сырья, шерсть не является источником аллергии или иных заболеваний.

Многих привлекает то, что шерстяные ткани не накапливают пыль и устойчивы к загрязнениям. Кроме того, они обладают способностью к выветриванию запахов, что особенно радует курильщиков.

Что касается недостатков, то здесь, как и в случае с шелком, на первый план выходят денежные вопросы: изделия из некоторых видов сырья, например, кашемира или альпака, стоят очень дорого. Не следует также забывать о том, что шерстяные вещи боятся моли и им необходимо обеспечить правильное хранение, чтобы они служили как можно дольше.

Ассортимент шерстяных тканей

Материалы из шерсти животных используют не только при пошиве одежды, но и для изготовления многих других изделий. Рассмотрим их употребление на примере некоторых известных тканей.

Кашемир – элегантные пальто, пиджаки, шарфы и палантины.
Фланель – детская одежда, пижамы, халаты.
Габардин – куртки, плащи, рюкзаки, сумки, чемоданы.
Велюр – пиджаки, костюмы, мебельная обивка, шторы.
Твид – мужские и женские костюмы.
Байка – демисезонные пальто, одеяла.
Репс – форменная одежда.
Шотландка – юбки, платья, занавески.
Фетр – головные уборы, обувь, декоративные изделия.
Плюш – детские игрушки, чехлы на мебель.

Важно знать! Шерстяные вещи предпочтительнее стирать вручную, используя не порошкообразные, а жидкие средства. Гладить их нужно только через хлопковую салфетку, выставив регулятор утюга на наименьшую температуру.

Минеральные ткани

Материалы, входящие в эту группу, получают путем переработки горных пород, содержащих большое количество кальция, магния, железа и алюминия. Такие ткани применяются в производстве теплостойких технических изделий: транспортерных лент, пароизоляционных покрытий и т. п.

Поскольку минеральные волокна обладают огнеупорными свойствами, их добавляют в ткани, из которых шьют спецодежду для пожарных и работников металлургических предприятий. Но носить такие изделия долгое время не рекомендуется, так как асбестовые полотна способны излучать вредные для организма вещества.

Сейчас все больше потребителей предпочитают покупать только натуральные ткани. Изготовленные из биологически чистого сырья, они наполнены живительной энергией самой природы, которой щедро делятся с людьми.

Первое представление о том, что такое волокна, мы получаем еще в школе на уроках биологии. В широком значении, выражающем более общую сущность по отношению к частному, это понятие представляет класс материалов, состоящих из нитей или клеток.

Мышечное волокно - это структурная единица мышечной ткани, представляющая собой многоядерную клетку, которая состоит из большого количества других клеток, которые могут быть растительного, животного, минерального или искусственного происхождения.

Родом из старославянского

Происхождение слова "волокно"связывают со старославянским "влакно". Это слово бытует в современном болгарском, чешском, словацком, сербском языках. С небольшим фонетическим отличием встречается в польском - wlOkno. Существует родственное понятие и в древнеиндийском: valkas, что означает «лыко».

В русском языке в данной лексической единице произошли изменения в результате чередования гласных: ОЛО-ЛА. Поскольку "волокно" - словарное слово, его правописание нужно запомнить.

Чтобы получить представление о том, что такое волокна в качестве классификации материала, подробнее рассмотрим их виды.

Хлопок и луб

К волокнам растительного происхождения относятся лубяные и хлопковые. Тонкие нити хлопка покрывают семена хлопчатника. Они состоят в основном (94 %) из целлюлозы, а остальное приходится на воду, пектины, жиросодержащие, восковые, зольные вещества (элементы минерального питания, взятые растением из почвы).

Понять, что такое волокна хлопкового происхождения, можно, рассмотрев их под микроскопом. Мы увидим плоскую извитую ленточку с канальцем, заполненным воздухом.

Эти нити гигроскопичны, термостойки, обладают высокой прочностью по отношению к действию щелочей. Если хлопок поджечь, то ощутится запах жженой бумаги.

К отрицательным качествам относятся малая упругость и неустойчивость к действию кислот.

Волокна луба получают из стебля льна.Они представляют собой вытянутые в длину клетки с заостренными концами. В поперечном срезе имеют форму пятигранника. Больший процент состава - целлюлоза (80%), а остальные проценты приходятся на жировые, красящие, воскообразные минеральные примеси и лигнин. Присутствие лигнина придает повышенную прочность. Высокая теплопроводность делает лен всегда прохладным на ощупь.

Волокна животного происхождения

Козья, овечья, верблюжья и другая шерсть, а также натуральный шелк являются животными волокнами, состоящими из трех слоев: наружного чешуйчатого, основного коркового слоя и сердцевинного, который находится в центре нити.

Существует 4 типа шерстяных волокон:

извитое тонкое - пух;
промежуточный волос - среднее между пухом и остью;
грубое и мало извитое - ость;
короткое ломкое волокно - мертвый волос.

В зависимости от типов нити различают и виды шерсти: от тонкой, которая идет на изготовление шерстяных изделий высокого качества, до грубой, используемой для выработки сукна и войлока. Шерсть способна сохранять тепло и гигроскопична. При ее горении появляется запах жженого пера.

Самое легкое природное волокно - шелк. Получают его из кокона гусеницы шелкопряда.

Два белка - фиброин и серицин - входят в состав коконной нити. Натуральному шелку присущи мягкость, гладкость, высокая гигроскопичность, малая сминаемость. Недостатками являются высокая усадка крученой нити и низкая термостойкость. Шелк является ценнейшим сырьем для изготовления легкой летней одежды.

Синтетические нити

Что такое происхождения, можно понять, изучив их природу. Они вырабатываются посредством химического синтеза из мономеров, то есть низкомолекулярных веществ. В результате образуются Сырьем для капрона, лавсана, акрила, кримплена, являются продукты переработки каменного угля, нефти, газа. Эти волоконные нити обладают высокой прочностью, малой сминаемостью и усадкой, однако не гигроскопичны.

Разнообразие свойств полимеров, возможность их варьировать, а также доступность сырья являются стимулами для развития производства синтетических волокон.

Химические волокна

Их получают путем переработки таких синтетических веществ, как полиамиды, полиэфиры, а также природных материалов: целлюлозы, белков, казеина и других. Сырьем для получения данных волокон служат отходы хлопка, различные металлы, стекло, нефтеперерабатывающие продукты, каменный уголь.

Вискоза является одним из первых волокон химического происхождения, принявших масштабы промышленной выработки. Ее получают путем обработки древесной целлюлозы химическими реагентами.

Одним из главных недостатков вискозного волокна является высокая сминаемость. Для снижения этого качества его подвергают процессу химической модификации. В результате получают полинозное волокно, напоминающее тонковолокнистый хлопок.

Классификация текстильных волокон

Волокно - это протяженное, гибкое и прочное тело с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи и текстильных изделий.

Натуральные волокна, формируются в природе без непосредственного участия человека. Могут быть растительного, животного и минерального происхождения.

К химическим относятся нити и волокна, создаваемые в заводских условиях путём формирования их из природных или синтетических полимеров.

Натуральные волокна

Натуральные волокна растительного происхождения в зависимости от их расположения в растении делят на:

Семенные (получаемые из семян хлопчатника) – хлопок;

Лубяные (стеблевые) – лен, пенька, джут, кенаф, канатник, рами и др.;

Листовые (добываемые из листьев растений) – манильская пенька, сизаль и др.;

Плодовые (добываемые из скорлупы кокосовых орехов) – кокосовые волокна (койр).

Хлопком называютволокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника.

По виду волокно хлопка делят на средневолокнистый – длиной 30…35 мм (наиболее урожайный) и тонковолокнистый – тонкие волокна длиной 35…50 мм.

Волокно хлопка (рис. 2.2) имеет трубчатое строение. По мере созревания изменяется длина и форма волокна (извитость) и соотношение между внешним и внутренним диаметрами. Толщина стенок и извитость волокна зависят от степени зрелости (Z ), которая определяется отношением наружного (D ) и внутреннего (d ) диаметров волокна: Z  D/d . Наиболее пригодными для изготовления текстильных материалов считаются волокна хлопка со степенью зрелости 2,5…3,5.

Для производства текстильных материалов применяют волокна следующей длины: до 27 мм – короткие; 27…35 мм – средние; 35…50 мм – длинные.

Хлопковое волокно до 98% состоит из -целлюлозы (), относящейся к классу полисахаридов. Кроме-целлюлозы в состав полимерного вещества волокна входят: до 1,5% низкомолекулярные фракции целлюлозы ; до 1% воска и жиры, которые расположены на наружной поверхности волокна; до 0,5% азот, зольные, белковые и другие вещества, которые расположены между надмолекулярными образованиями основного полимерного вещества.

Наличие 3-х гидроксильных групп ( ОН) в элементарном звене -целлюлозы обеспечивает волокнам и материалам способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

высокие гигиенические свойства;

высокая прочность;

низкая кислотоустойчивость (особо сильное разрушающее воздействие на хлопковые волокна оказывают серная, соляная и азотная кислоты);

высокая щелочеустойчивость;

под действием световых лучей ухудшаются механические свойства, увеличивается жест кость и ломкость;

при увлажнении целлюлозные волокна набухают, становятся прочнее на 10-20 %;

выдерживают нагревание без изменения свойств до 150 0 С; легко воспламеняются.

Льняное волокно (-целлюлоза ) получают из растения льна-долгунца путем механического выделения волокна из стебля растения. Элементарное волокно льна имеет сильно вытянутую веретенообразную форму с узким каналом посередине (рис. 2.4) с закрытыми заострёнными концами. Волокна залегают в паренхиме коры стебля льна, который расположен между наружной покрывной тканью и слоем камбия , лежащим около слоя древесины , являющейся остовом стебля. Центральная часть стебля растения называется сердцевиной . Все слои стебля льна, от покрывной ткани до слоя камбия, называют корой стебля или лубом . Длина элементарного волокна льна колеблется в пределах от 10…24 мм, поперечник 12…20 мкм (1 мкм  10 -6 м). Элементарные волокна льна соединяются между собой в пучки при помощи срединных пластинок, состоящих из пектиновых веществ и лигнина. В пучке от 15…30 элементарных волокон, а в поперечном сечении стебля 20…25 пучков. Выделенные из стебля пучки элементарных волокон образуют технические волокна, длина которых составляет 170…250 мм, а поперечник 150…250 мкм.

Льняные волокна содержат меньше целлюлозы и больше других примесей, чем хлопок. Это затрудняет отделку льняных тканей.

Свойства:

похожи на свойства хлопковых волокон. Но льняные волокна прочнее, имеют большую светостойкость; имеют меньшую растяжимость при удлинении; большую сминаемость.

Также натуральные волокна растительного происхождения получают из рами, джута, конопли, кенафа и других растений.

Строение волокон конопли (пеньки) аналогично льняным, но элементарные волокна ее при той же длине более толстые и грубые. Применяют для изготовления канатов и технических тканей, а также в виде пряжи для текстильной и трикотажной промышленности. В зависимости от условий обработки волокна могут иметь зеленый, серый или коричневый цвет.

Джут - теплолюбивая и влаголюбивая культура семейства липовых. Комплексное волокно джута более тонкое, чем пенька. Основное применение джута - упаковочные ткани и мешки. Однако в последнее время предлагается использовать волокно джута для изготовления бытовых тканей - портьерных, обивочных и даже бельевых и джинсовых (в смеси с шерстью, льном, вискозным волокном и шелком).

Рами к ак и лен относится к тонкостеблевым волокнам, которое получается из стеблей многолетнего субтропического растения семейства крапивных. Техническое волокно рами - наиболее тонкое из всех лубяных, оно отличается высокими сорбционными свойствами. Волокна рами хорошо окрашиваются, прочны и эластичны, имеют красивый внешний вид. Рами используют в чистом виде и в смесках с хлопком для изготовления одежных и бельевых тканей. Недостатком рами является возможность аллергических реакций в виде зуда и жжения при контакте с кожей.

Волокна крапивы двудомной прочны, шелковисты, имеют высокую белизну и блеск. Используются для производства грубых тканей и веревок. Но пока не разработана экономически выгодная технология промышленного производства.

Шерстяным волокном, шерстью , называют волосяной покров животных – овец, коз, лам, верблюдов и других млекопитающих.

Шерсть, состриженную, счесанную или собранную с животных при линьке, называют натуральной . Шерсть, снятую со шкур, называют заводской или шубной . Шерсть, полученную при разделении на волокна шерстяного лоскута или тряпья, называют восстановленной.

Волокно шерсти состоит из чешуйчатого – 1, коркового – 2 и сердцевинного – 3 слоев (рис. 2.5). Чешуйчатый слой выполняет защитную функцию. Корковый слой состоит из веретёнообразных клеток, состоящих из фибрилл белка кератина, соединенных между собой межклеточным веществом. Сердцевина появляется в волокне шерсти при его росте и состоит из высохших пластинчатых клеток, расположенных перпендикулярно фибриллам коркового слоя. Расстояние между пластинчатыми клетками заполнено воздухом. В зависимости от зрелости и характера строения шерстяное волокно делят на четыре типа: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух – состоит из чешуйчатого и коркового слоёв; волокно короткое, сильно извитое; толщина волокна – 14…30 мкм. Покрыто кольцеобразными чешуйками, которые представляют собой ороговевшие клетки.

Переходный волос  содержит чешуйчатый, корковый слои и слаборазвитую сердцевину, имеет малую извитость, толщина – 25…35 мкм.

Ость – имеет все три слоя, толщина – 40…60 мкм. Толще и грубее пуха, почти не имеет извитости. Покрыт пластинчатыми чешуйками.

Мертвый волос  имеет чешуйчатый и сердцевинный слои, корковый слой практически отсутствует, толщина  более 60 мкм. Наиболее грубое неизвитое волокно, жесткое, ломкое, плохо окрашивается.

Для производства текстильных полотен наибольшее применение нашли шерстяные волокна толщиной: 14…25 мкм  тонкие волокна, 25…31 мкм  полутонкие волокна, 31…40 мкм  полугрубые волокна.

Мертвый волос в текстильном производстве не применяется из-за его высокой хрупкости и ломкости.

Длина волокон тонкой шерсти лежит в пределах 50…80 мм, а грубой 50…200 мм.

Основным полимерным веществом шерсти (до 90%) является белок кератин .

Макромолекулы, агрегируясь, образуют элементарные нитевидные структуры спиралевидной формы – прото - и микрофибриллы . В результате дальнейшего взаимодействия микрофибриллы агрегируются в фибриллы , которые образуют волокна: шерсти, шелка, коллагена и др. Наличие у белков таких групп, как  NH,  OH и других, обеспечивает материалам, изготовленных из белковых волокон, способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

малая сминаемость;

в мокром состоянии на 30 % теряет прочность;

высокая свойлачиваемость из-за чешуйчатой поверхности;

низкая теплопроводность; самая высокая гигроскопичность;

достаточно высокая устойчивость к действию света%;

низкая термостойкость – при температуре 100-110 0 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается прочность.

Шёлковые волокна получают из коконов тутового или дубового шелкопряда. Тутовый шелкопряд в своем развитии проходит 4 стадии: яички (грена), гусеница, куколка, бабочка.

Бабочка шелкопряда откладывает от 400 до 600 яичек, из которых появляются гусеницы. Через 28-34 дня гусеница завивает кокон. В коконе гусеница превращается в куколку, а куколка – в бабочку. Бабочка, проделав в коконе отверстие, выходит наружу. Затем после спаривания самка откладывает грену и погибает.

В момент образования кокона (рис. 2.7 а) гусеница выпускает через шелкоотделительные железы две тонкие нити 1 из белка фиброина , которые соединяет между собой веществом 2, состоящим из белка серицина (рис.2.7 в ). Поперечный срез нитей шёлка изображен на рис. 2.7 б .

Шёлковое волокно имеет монолитную структуру и может достигать в длину нескольких сотен метров. Толщина шелкового волокна составляет 10-15 мкм. Шелк дубового шелкопряда более прочный, но менее мягкий и ровный, чем шелк тутового шелкопряда.

Свойства:

высокая гигроскопичность;

высокая прочность, мягкость, шелковистость;

в мокром состоянии на 15 % теряет прочность;

высокая устойчивость к кислотам и низкая – к щелочам;

самая низкая светостойкость (нельзя сушить на солнце!);

низкая термостойкость;

высокая усадка.

Асбест (греч. asbestos, буквально ‒ неугасимый, неразрушимый), название, объединяющее группу тонковолокнистых минералов из класса силикатов, образующих агрегаты, сложенные тончайшими, гибкими волокнами. Этими свойствами обладают минералы двух групп ‒ серпентина и амфибола, известные под названием хризотил-асбеста и амфибол-асбеста, различные по атомной структуре. По химическому составу асбестовые минералы ‒ водные силикаты магния, железа и отчасти кальция и натрия. Наибольшее значение имеет хризотил-асбест (95%).

Хризотил-асбест‒ минерал из группы серпентина, состав Mg 6 (OH) 8 ; Цвет в куске зеленовато-серый. Блескшелковистый. Твердость по минералогической шкале 2‒2,5, плотность 2500 кг/м 2 . Волокна гибки, обладают высокой прочностью на разрыв [около 3 ГН/м 2 (300 кгс/мм2)], высокой огнестойкостью (t пл около 1500°C), плохо проводят тепло и электричество. Длинаволокон варьирует от долей мм до 50 мм, редко более, толщина‒ доли мкм. В РФ добывается на Урале.

Волокна растительного происхождения. К волокнам растительного происхождения относят хлопковые и лубяные.

Хлопок - это волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Основным веществом (94-96 %), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. К сопутствующим веществам (4-6 %) относятся вода, пектиновые (склеивающие), жировосковые, зольные вещества и др.

Хлопковое волокно нормальной зрелости под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом.

Хлопковое волокно обладает многими положительными свойствами. Прежде всего, оно имеет высокую гигроскопичность (8~12%), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами.

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 %. Хлопок устойчив к действию щелочей, но разрушается даже разбавленными кислотами.

На способность хлопка набухать в щелочах и повышать при этом прочность, окрашиваемость и приобретать шелковистость и блеск основано проведение специальной операции отделки - мерсеризации. Волокна достаточно прочные. Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость - разрушения волокна при температуре до 130 °С не происходит. Хлопковое волокно более стойкое, чем вискозное и натуральный шелк, к действию света, но по светостойкости уступает лубяным и шерстяным волокнам. Волокна хлопка горят желтым пламенем, образуя серый пепел, ощущается запах жженой бумаги. Отрицательными свойствами хлопкового волокна являются высокая сминаемость (из-за малой упругости), большая усадка, низкая стойкость к действию кислот.

Лен. Волокна, которые получают из стеблей, листьев или оболочек плодов растений, называются лубяными. Из стеблей конопли вырабатывают прочные грубые волокна - пеньку, которая используется для тарных тканей и веревочно-канатных изделий. Грубые технические волокна (джут, кенаф, рами) получают из стеблей одноименных растений. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.

Льняные волокна получают из лубяной части стебля. Лен - однолетнее травянистое растение.

Характерной особенностью лубяных волокон в отличие от других является то, что они представляют собой пучки волокон, соединенных пектиновыми веществами. При длительном кипячении в мыльно-содовых растворах пектиновые вещества вымываются и лен делится на отдельные волокна.

Отдельное волокно льна представляет собой одну растительную клетку. Под микроскопом волокно в продольном виде представляет собой цилиндр с толстыми стенками. Поперечный срез волокна - многоугольник с 5-6 гранями.

Поверхность волокна более ровная и гладкая, в результате чего льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен.

В составе волокна 80% целлюлозы и 20% примесей - воскообразных, жировых, красящих, минеральных и лигнина (5%). Лигнин -продукт одревеснения клетки, придающий льну повышенную жесткость. Содержание лигнина в льняном волокне делает его устойчивым к действию света, погоды, микроорганизмов.

Прочность элементарных волокон в 3-5 раз превышает прочность хлопка, а растяжимость - во столько же раз меньше, поэтому льняные прокладочные ткани лучше сохраняют форму изделий, чем хлопчатобумажные. Волокна блестят, так как имеют гладкую поверхность, Физико-химические свойства льна и хлопка достаточно близки. Льняное волокно уникально тем, что при высокой гигроскопичности (12%), оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу. Особенностью льна является его высокая теплопроводность, поэтому на ощупь волокна всегда прохладные. Термического разрушения волокна не происходит до температуры 160 °С. Химические свойства льняного волокна аналогичны хлопковому, т. е. оно устойчиво к действию щелочей, но не устойчиво к кислотам. В связи с тем, что льняные ткани имеют свой естественный красивый достаточно шелковистый блеск, мерсеризации их не подвергают. Отрицательным свойством льняного волокна является его сильная сминаемость из-за низкой упругости. Волокна льна отбеливаются и окрашиваются, так как имеют более интенсивную природную окраску, толстые стенки.

Волокна животного происхождения. К волокнам животного происхождения относят шерсть и натуральный шелк.

Шерсть - это волокна снятого волосяного покрова овец коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в основном с овец (97-98%), в меньшем количестве с коз (до 2%), верблюдов (до 1 %). Шерстяные волокна состоят из белка кератина.

Шерстяные волокна под микроскопом легко можно отличить от других волокон - их наружная поверхность покрыта чешуйками. Под микроскопом видна своеобразная извитость шерстяных волокон. Их извитки волнообразны в отличие от хлопковых волокон, извитки которых штопорообразные. Сильную извитость имеет тонкая шерсть.

Шерсть может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Пух - тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно; переходный волос неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость; ость и мертвый волос характеризуются большей толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью, мертвый волос плохо окрашивается, легко ломается и выпадает из готовых изделий.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например, пуха) и неоднородной (из волокон разных видов - пуха, переходного волоса и др.). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит из тонких волокон пуха, полутонкая состоит из более толстого пуха или переходного волоса; полугрубая может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости; грубая - неоднородная и включает в себя все виды волокон, в том числе ость и мертвый волос.

Шерстяное волокно имеет высокую упругость, а следовательно, малую сминаемость. Шерсть - достаточно прочное волокно, удлинение при разрыве высокое. В мокром состоянии волокна на 30 % теряют прочность.

Блеск шерсти определяется формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск; мелкие, сильно отстающие чешуйки делают ее матовой.

Свойства шерсти уникальны - ей присуща высокая свойлачиваемость, что объясняется наличием на поверхности волокна чешуйчатого слоя. Это свойство учитывается при отделке (валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу и поэтому не охлаждается, оставаясь на ощупь сухой. На способности шерсти менять свою растяжимость и усадку при влажно-тепловой обработке основано проведение ряда операций: сутюживание, оттягивание и декатировка. При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

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

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие растительные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси, состоящие из целлюлозы, растворятся, и шерстяные волокна останутся в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией,

В пламени волокна шерсти спекаются, но при вынесении из пламени не горят, образуя на конце волокон спекшийся черный шарик, который легко растирается, при этом ощущается запах жженого пера. Недостатком шерсти является малая термостойкость - при температуре 100-110 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Натуральный шелк по своим свойствам и себестоимости - ценнейшее текстильное сырье. Получают его разматыванием коконов, образуемых гусеницами шелкопрядов. Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходится 90% мирового производства шелка.

При рассмотрении коконной нити под микроскопом четко видны две шелковины, неравномерно склеенные серицином. В составе коконной нити два белка: фиброин (75 %), из которого состоят шелковины, и серицин (25 %).

Из всех природных волокон натуральный шелк самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью, является незаменимым сырьем для изготовления летней одежды (платьев, блузок).

Натуральный шелк обладает высокой прочностью. Разрывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15%.

Химические свойства натурального шелка аналогичны шерсти, т. е. к кислотам устойчив, к щелочи - нет.

Натуральный шелк имеет самую низкую светостойкость, поэтому в домашних условиях изделия на свету не сушат, особенно при солнечном свете. К другим недостаткам натурального шелка относят низкую термостойкость (такая же, как у шерсти) и высокую усадку, особенно у крученых нитей.

Химические волокна. Химические волокна получают путем химической переработки природных (целлюлозы, белков и др.) или синтетических высокомолекулярных веществ (полиамидов, полиэфиров и др.).

Основным исходным сырьем для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь.

Волокна формуют из расплавов или растворов высокомолекулярных соединений. Расплав или прядильный раствор высокомолекулярного вещества (полимера) фильтруется и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы прядильных машин, осуществляющие процесс формования волокон. Струйки прядильных растворов или расплавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют нити. Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна.

1. Искусственные волокна. К искусственным относят волокна, получаемые переработкой природных высокомолекулярных соединений - целлюлозы, белков. Более 99 % этих волокон вырабатывают из целлюлозы.

Вискозное волокно - одно из первых химических волокон, вырабатываемых в промышленных масштабах. Для его изготовления используют обычно древесную, преимущественно еловую, целлюлозу, которую путем обработки химическими реагентами превращают в прядильный раствор - вискозу.

Вискозные волокна отличаются высокой гигроскопичностью (11 - 12%), поэтому изделия из них хорошо впитывают влагу и являются гигиеничными; в воде волокна сильно набухают, при этом площадь поперечного сечения увеличивается в 2 раза. Они достаточно устойчивы к истиранию, поэтому их целесообразно использовать для выработки изделий, для которых важными характеристиками являются высокие износостойкость и гигиенические свойства (например, для подкладочных и сорочечных тканей).

Вискозное волокно имеет высокую термостойкость, средние прочность и удлинение, по отношению к кислотам и щелочам - аналогично хлопку и льну.

Однако вискозное волокно имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в изделиях из него, - это сильная сминаемость из-за низкой упругости и высокая усадка (6-8%). Другим недостатком вискозного волокна является большая потеря прочности в мокром состоянии (50-60%). Для снижения недостатков вискозное волокно физически или химически модифицируют, получая полинозные волокна, мтилон, сиблон и др. Полинозное волокно напоминает тонковолокнистый хлопок и применяется при производстве сорочечных, бельевых и др. тканей. Мтилон - шерстоподобное вискозное волокно, которое применяется для ворса ковров. Сиблон - заменитель средне волокнистого хлопка.

Ацетатные волокна получают из хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы.

При воздействии на целлюлозу уксусным ангидридом, уксусной и серной кислотами образуется ацетил целлюлоза, из раствора которой получают ацетатные волокна или нити. В зависимости от применяемых растворителей и других химических реагентов получают диацетатные, называемые ацетатными, и триацетатные волокна.

Некоторые из свойств ацетатных и триацетатных волокон являются общими, а некоторые имеют свои особенности. Так, к общим положительным свойствам относят малую сминаемость и усадку (до 1,5 %), а также способность сохранять в изделиях эффекты гофре, плиссе даже после мокрых обработок; к недостаткам, сдерживающим их применение в ассортименте изделий, - низкую устойчивость к истиранию, в результате чего нецелесообразно их применение в ассортименте подкладочных, сорочечных, костюмных тканей. Лучше эти волокна использовать в ассортименте галстучных тканей, для которых износостойкость большого значения не имеет. К другим общим недостаткам волокон относят высокую электризуемость и склонность изделий к образованию заломов в мокром состоянии.

Различия в свойствах ацетатного и триацетатного волокон состоят в следующем. Гигроскопичность у ацетатного волокна выше (6,2 %), чем у триацетатных (4,5%), однако последние лучше окрашиваются и имеют, большую свето- и термостойкость (180 X против 140-150*С).

Из других искусственных волокон в производстве тканей используют алюнит (люрекс), пластилекс, метанит.

2. Синтетические волокна. Синтетические волокна получают из природных низкомолекулярных веществ (мономеров), которые путем химического синтеза превращаются в высокомолекулярные (полимеры).

Синтетические волокна по сравнению с искусственными обладают высокой износостойкостью, малыми сминаемостью и усадкой, но их гигиенические свойства невысокие.

Полиамидные волокна (капрон). Волокно капрон, применяющееся наиболее широко, получают из продуктов переработки каменного угля.

К положительным свойствам капронового волокна относят высокую прочность, а также самую большую из текстильных волокон устойчивость к истиранию по изгибам. Эти ценные свойства капронового волокна используют при введении его в смеску с другими волокнами для получения износостойких материалов, введение 5-10% капронового волокна в шерстяную ткань в 1,5-2 раза повышает ее стойкость к истиранию. Капроновое волокно также обладает малой сминаемостью и усадкой, устойчивостью к действию микроорганизмов.

При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

Однако капроновое волокно мало гигроскопично (3,5-4%), поэтому гигиенические свойства изделий из таких волокон невысокие. Кроме этого, капроновое волокно жесткое, сильно электризуется, неустойчиво к действию света, щелочей, минеральных кислот, имеет низкую термостойкость. На поверхности изделий выработанных из капроновых волокон, образуются пилли, которые из-за высокой прочности волокон сохраняются в изделии и в процессе носки не исчезают.

Полиэфирные волокна, полиэтилентерефшалат ПЭТФ (лавсан или полиэстер). Исходным сырьем для получения лавсана служат продукты переработки нефти.

В общемировом производстве синтетических волокон эти волокна выходят на первое место. Лавсановое волокно характеризуется отличной несминаемостью, превосходящей все текстильные волокна, в том числе и шерсть. Так изделия из лавсановых волокон в 2-3 раза меньше сминаются, чем шерстяные. Чтобы изделия с целлюлозными волокнами стали малосминаемыми, в смеску к этим волокнам добавляют 45-55 % лавсановых волокон.

Лавсановое волокно обладает очень хорошей стойкостью к свету и атмосферным воздействиям (уступает только нитроновому волокну). По этой причине его целесообразно использовать в гардинно-тюлевых, тентовых, палаточных изделиях. Лавсановое волокно - одни из термостойких волокон. Оно термопластично благодаря, чему изделия хорошо сохраняют эффекты плиссе и гофре. По стойкости к истиранию и изгибам лавсановое волокно несколько уступает капроновому. Но прочность на разрыв и удлинение при разрыве высокие. Волокно стойко к разбавленным кислотам, шелочам, но разрушается при воздействии концентрированной серной кислотой и горячей щелочью. Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Однако лавсановое волокно обладает низкой гигроскопичностью (до 1 %), плохой окрашиваемостью, повышенной жесткостью, электризуемостью и пиллингуемостью. Причем пилли длительно сохраняются на поверхности изделий.

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна (акрил или нитрон) . Исходным сырьем для изготовления нитрона служат продукты переработки каменного угля, нефти, газа.

Нитрон - наиболее мягкое, шелковистое и теплое синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность низкая (1,5%). Нитрон отличается кислостойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, но разрушается щелочами.

Обладает малой сминаемостью и усадкой. По светостойкости превосходит все текстильные волокна. Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Волокно хрупкое, плохо окрашивается, сильно электризуется и пиллингуется, но пилли из-за невысоких прочностных свойств в процессе носки исчезают.

Поливинилхлоридные волокна вырабатывают из поливинилхлорида - волокно ПВХ и из перхлорвинила - хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, очень низкой гигроскопичностью (0,1-0,15%), способностью накапливать при трении о кожу человека электростатические заряды, имеющие лечебный эффект при болезнях суставов. Недостатками являются низкая теплостойкость и неустойчивость к действию света.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилацетата. Винол имеет самую высокую гигроскопичность (5%), обладает высокой устойчивостью к истиранию, уступая только полиамидным волокнам, хорошо окрашивается.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые легкие текстильные волокна, изделия из них в воде не тонут. Они устойчивы к истиранию, действию химических реагентов, отличаются высокой прочностью на разрыв. Недостатками являются малая светостойкость и низкая теплостойкость.

Полиуретановые волокна (спандекс ими лайкра) относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью (растяжимость до 800%). Обладают легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию света, стирке, поту. К недостаткам относятся: низкая гигроскопичность (1 - 1,5%), невысокая прочность, низкая теплостойкость.

Основу всех материалов, тканей и трикотажных полотен составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака – способ их получения (происхождение) и химический состав, так как именно они определяют основные физико-механические и химические свойства не только самих волокон, но и изделий, полученных из них.

Классификация волокон

С учетом классификационных признаков волокна делятся на:

натуральные;
химические.

К натуральным волокнам относят волокна природного (растительного, животного, минерального) происхождения: хлопок, лен, шерсть и шелк.

К химическим волокнам относят волокна, изготовленные в заводских условиях. При этом химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений, которые образуются в процессе развития и роста волокон (целлюлоза, фиброин, кератин). К тканям из искусственных волокон относятся: ацетат, вискоза, модал, штапель. Эти ткани прекрасно пропускают воздух, очень долго остаются сухими и приятны на ощупь. Сегодня все эти ткани активно используются производителями текстильной промышленности, а, благодаря новейшим технологиям, способны заменять натуральные.

Синтетические волокна получают путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений (фенола, этилена, ацетилена, метана и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации в основном из продуктов переработки нефти, каменного угля и природные газов.

Натуральные волокна растительного происхождения

Хлопок(Cotton) - хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян однолетних растений хлопчатника. Он является основным видом сырья текстильной промышленности. Собранный с полей хлопок-сырец (семена хлопчатника, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы. Здесь происходит его первичная обработка, которая включает в себя следующие процессы: очистку хлопка-сырца от посторонних сорных примесей (от частиц стеблей, коробочек, камней и др.), а также отделение волокна от семян (джинирование), прессование волокон хлопка в кипы и их упаковку. В кипах хлопок поступает на дальнейшую переработку на хлопкопрядильные фабрики.

Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Поперечный срез его имеет весьма разнообразную форму и зависит от зрелости волокна.

Для хлопка характерны относительно высокая прочность, теплостойкость (130-140 °С), средняя гигроскопичность (18-20%) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Хлопок отличается высокой устойчивостью к действию щелочей. Стойкость хлопка к истиранию невелика.

К хлопчатобумажным тканям относятся ситец, бязь, сатин, поплин, тафта, толстая байка, тонкий батист и шифон, джинсовое полотно.

Льняное волокно - льняное волокно получают из стебля травянистого растения – льна. Для получения волокна стебли льна замачивают с целью разъединения лубяных пучков друг от друга и от соседних тканей стебля путем разрушения пектиновых (клеящих) веществ микроорганизмами, развивающимися при намокании стебля, а затем мнут для размягчения древесной части стебля. В результате такой обработки получают лен-сырец, или мятый лен, который подвергают трепанию и чесанию, после чего получают техническое льняное волокно (трепаный лен).

Элементарное волокно льна имеет слоистое строение, что является результатом постепенного отложения целлюлозы на стенках волокна, с узким каналом посередине и поперечными сдвигами по длине волокна, которые получаются в процессе образования и роста волокна, а также в процессе механических воздействий при первичной обработке льна. В поперечном сечении элементарное волокно льна имеет пяти- и шестиугольную форму с закругленными углами.

Изделия изо льна очень прочные, долго не изнашиваются, хорошо впитывают влагу и при этом быстро сохнут. Но при носке очень быстро мнутся.. Чтобы уменьшить «помятость» к льняной нити добавляют полиэстер. Или смешивают лен, хлопок, вискозу и шерсть.

Льняные ткани выпускаются суровыми, полубелыми, белыми и крашеными.

Натуральные волокна животного происхождения

Шерсть(wool) - шерстью называют волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. Основную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство.

Шерсть, снятая с овец, обычно очень сильно загрязнена и, кроме того, весьма неоднородна по качеству. Поэтому, прежде чем отправить шерсть на текстильное предприятие, ее подвергают первичной обработке. Первичная обработка шерсти включает следующие процессы: сортировку по качеству, разрыхление и трепание, мойку, сушку и упаковку в кипы. Овечья шерсть состоит из волокон четырех типов:

пуха – очень тонкого, извитого, мягкого и прочного волокна, круглого в поперечном сечении;
переходного волоса – более толстого и грубого волокна, чем пух;
ости – волокна, более жесткого, чем переходный волос;
мертвого волоса – очень толстого в поперечнике и грубого неизвитого волокна, покрытого крупными пластинчатыми чешуйками.

Шерсть, которая состоит преимущественно из волокон одного типа (пуха, переходного волоса), называют однородной. Шерсть, содержащая волокна всех указанных типов, называют неоднородной. Особенностью шерсти является ее способность к свойлачиванию, что объясняется наличием на ее поверхности чешуйчатого слоя, значительной извитостью и мягкостью волокон. Благодаря этому свойству из шерсти вырабатывают довольно плотные ткани, сукна, драпы, фетр, а также войлочные и валяные изделия. Шерсть обладает малой теплопроводностью, что делает ее незаменимой при производстве одежды зимнего ассортимента.

Шелк - шелком называют тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкоотделительными железами шелковичного червя (шелкопряда) и наматываемые им на кокон. Коконная нить представляет собой две элементарные нити (шелковины), склеенные серицином – природным клеящим веществом, вырабатываемым шелкопрядом. Особенно чувствителен шелк к действию ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы изделий из натурального шелка при солнечном освещении резко уменьшается. Натуральный шелк используется при изготовлении тканей и, кроме этого, широко используется при выработке швейных ниток. Шелковые ткани легкие и прочные. Крепость шелковой нити равна крепости стальной проволоки того же диаметра. Шелковые ткани создают, скручивая нити различным образом. Так получаются крепы, атлас, газ, фай, чесуча, бархат. Они хорошо впитывают влагу (равную половине собственного веса) и очень быстро сохнут.

Химические волокна

Производство химических волокон и нитей включает в себя несколько основных этапов:

получение сырья и его предварительную обработку;
приготовление прядильного раствора и расплава;
формование нитей и волокон;
их отделку и текстильную переработку.

При производстве искусственных и некоторых видов синтетических волокон (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых и поливинилхлоридных) применяют прядильный раствор, при производстве полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых и стеклянных волокон – прядильный расплав.

При формовании нитей прядильный раствор или расплав равномерно подается и продавливается через фильеры – мельчайшие отверстия в рабочих органах прядильных машин.

Струйки, вытекающие из фильер, затвердевают, образуя нити, которые затем наматываются на приемные устройства. При получении нити из расплава их затвердевание происходит в камерах, где они охлаждаются потоком инертного газа или воздуха. При получении нитей из растворов их затвердевание может происходить в сухой среде в потоке горячего воздуха (этот способ формования называется сухим), или в мокрой среде в осадительной ванне (такой способ называется мокрым). Фильеры могут быть различной формы (круглые, квадратные, в виде треугольников) и размеров. При производстве волокон в фильере может быть до 40 000 отверстий, а при получении комплексных нитей – от 12 до 50 отверстий.

Сформованные из одной фильеры нити соединяются в комплексные и подвергаются вытягиванию и термообработке. В результате этого нити становятся более прочными благодаря лучшей ориентации их макромолекул вдоль оси, но менее растяжимыми вследствие большей распрямленности их макромолекул. Поэтому после вытягивания нити подвергаются термофиксации, где молекулы приобретают более изогнутую форму при сохранении их ориентации.

Отделка нитей проводится с целью удаления с их поверхности посторонних примесей и загрязнений и придания им некоторых свойств (белизны, мягкости, шелковистости, снятия электризуемости).

После отделки нити перематываются в паковки и сортируются.

Искусственные волокна

Вискозные волокна – это волокна из щелочного раствора ксантогената. По своему строению вискозное волокно неравномерно: внешняя его оболочка имеет лучшую ориентацию макромолекул, чем внутренняя, где они располагаются хаотически. Вискозное волокно представляет собой цилиндр с продольными штрихами, образующимися при неравномерном затвердевании прядильного раствора.

Вискоза пользуется популярностью во всем мире среди ведущих модельеров и покупателей из-за своего шелковистого блеска, возможности окрашивания в яркие тона, мягкости и высокой гигроскопичности (35-40%), ощущении прохлады в жару.

Волокно Модал(Modal) – это модернизированное 100% вискозное прядильное волокно, удовлетворяющее всем экологическим требованиям, производится исключительно без применения хлора, не содержит вредных примесей. Разрывная прочность его выше, чем у вискозы, а по гигроскопичности он превосходит хлопок (почти в 1,5 раза) - качества, столь необходимые для тканей для постельного белья. Модал и ткани с Модалом остаются мягкими и эластичными даже после многократных стирок. Это происходит благодаря тому, что гладкая поверхность Модала не позволяет примесям (извести или моющему средству) оставаться на ткани, делая ее жесткой на ощупь. Изделия с Модалом не требуют применения при стирке смягчителей и сохраняют свои певоначальные цвета и мягкость, давая ощущение «кожа к коже» даже после многочисленных стирок.

Бамбуковое волокно(Bamboo) - регенерированное целлюлозное волокно, изготовленное из мякоти бамбука. Тонкостью и белизной напоминает вискозу, обладает высокой прочностью. Бамбуковое волокно устраняет запахи, останавливает рост бактерий и убивает их. Выделено антибактериальное вещество бамбука («бамбу бан»). Способность бамбукового волокна останавливать рост и убивать бактерии сохраняется даже после пятидесяти стирок.

Существуют два способа производства бамбукового волокна из бамбука, каждому из которых предшествует измельчение бамбука.

Химическая обработка - гидролиз-подщелачивание: Едкий натр (NaOH) преобразует мякоть бамбука в регенерированное целлюлозное волокно (размягчает её). Сероуглерод (CS2) используется для гидролиза-подщелачивания, комбинированного с многофазным отбеливанием. Этот метод не является экологически чистым, но используется наиболее часто благодаря скорости выработки волокна. Токсичные остатки процесса вымываются из пряжи в ходе последующей обработки.

Механическая обработка (такая же, как при обработке льна и конопли): Мякоть бамбука размягчается ферментами, после чего из нее вычёсываются отдельные волокна. Это дорогостоящий метод, но экологически чистый.

Волокно Лиоце́лл (Lyocell) - это целлюлозные волокна. Впервые изготовлены в 1988 году компанией Courtaulds Fibres UK на опытном заводе S25. Лиоцелл выпускается под различными коммерческими названиями: Tencel® (Тенцель) - компания Lenzing, Орцел® - ВНИИПВ (Россия, г. Мытищи).

Получение волокна лиоцелл основано на процессе прямого растворения целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде.

Ткани с волокнами Лиоцелл используются при изготовлении различной одежды, чехлов для матрасов и подушек, постельного белья.

Ткани из лиоцелла имеют ряд преимуществ: они приятные на ощупь, прочные, гигиеничные и экологически чистые, более эластичные и гигроскопичные, чем хлопок. Считается, что ткани из лиоцелла могут составить серьёзную конкуренцию тканям из природных волокон.

Лиоцелл относится к новому поколению целлюлозных волокон. Хорошо впитывает влагу и пропускает воздух, обладает высокой прочностью в сухом и влажном состоянии, хорошо держит форму. Имеет мягкий блеск, присущий натуральному шёлку. Хорошо окрашивается, не скатывается, не меняет форму после стирки. Не требует особого ухода.

Синтетические волокна

Полиамидные волокна – капрон, анид, энант – наиболее широко распространены. Исходным сырьем для него являются продукты переработки каменного yгля или нефти – бензол и фенол. Волокна имеют цилиндрическую форму, поперечное сечение их зависит от формы отверстия фильеры, через которое продавливаются полимеры. Полиамидные волокна отличаются высокой прочностью при растяжении, стойки к истиранию, многократному изгибу, обладают высокой химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Основными их недостатками являются низкая гигроскопичность и светостойкость, высокая электризуемость и малая термостойкость. В результате быстрого “старения” они на свету желтеют, становятся ломкими и жесткими. Полиамидные волокна и нити широко используются при производстве трикотажных изделий в смеси с другими волокнами и нитями.

Полиэфирное волокно - лавсан , вырабатываются из продуктов переработки нефти. В поперечном сечении лавсан имеет форму круга. Одним из отличительных свойств лавсана является его высокая упругость, при удлинении до 8% деформации полностью обратимы. В отличие от капрона лавсан разрушается при действии на него кислот и щелочей, гигроскопичность его ниже, чем капрона (0,4 %), поэтому для выработки тканей бытового назначения лавсан в чистом виде не применяется. Волокно является термостойким, обладает низкой теплопроводностью и большой упругостью, что позволяет получать из него изделия, хорошо сохраняющие форму; имеют малую усадку. Недостатками волокна являются его повышенная жесткость, способность к образованию пиллинга на поверхности изделий и сильная электризуемость.

Лавсан широко применяется при выработке тканей в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию и упругость.

Полиакрилонитрильное волокно - нитрон . Полиакрилонитрильные волокна вырабатываются из акрилонитрила – продукта переработки каменного угля, нефти или газа. Акрилонитрил полимеризацией превращается в полиакрилонитрил, из раствора которого формуется волокно. Затем волокна вытягивают, промывают, замасливают, гофрируют и сушат. Волокна вырабатываются в виде длинных нитей и штапеля. По внешнему виду и на ощупь длинные волокна похожи на натуральный шелк, а штапельные – на натуральную шерсть. Изделия из этого волокна после стирки полностью сохраняют форму, не требуют глажения. Волокно нитрон обладает рядом ценных свойств: по теплозащитным свойствам оно превосходит шерсть, имеет низкую гигроскопичность (1,5%), мягче и шелковистее капрона и лавсана, стойко к действию минеральных кислот, щелочей, органических растворителей, бактерий, плесени, моли, ядерным излучениям. По стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам.

Полиуретановое волокно – эластан или спандекс . Волокно, обладающее низкой гигроскопичностью. Особенностью всех полиуретановых волокон является их высокая эластичность - разрывное удлинение их достигает 800%, доля упругой и эластичной деформации - 92-98%. Именно эта особенность и определяет область их использования. Спандекс применяется в основном при изготовлении эластичных изделий. С использованием этого волокна вырабатывают ткани и трикотажные полотна для предметов женского туалета, спортивной одежды.