> Техника, страница 3 > Текстильная промышленность

Текстильная промышленность

Прядильные волокна

Растительные волокна

Рассматривая любую ткань, нетрудно заметить, что она состоит из нитей, переплетающихся между собой в строго определенном порядке. Отдельные нити ткани, называемые пряжей, в свою очередь, легко разделяются на тонкие волоски— волоконца, В разных тканях эти волоконца могут быть различного происхождения, но в общем все они называются прядильными волокнами и служат основным материалом для текстильной промышленности, перерабатывающей их в пряжу, ткани и другие изделия, необходимые главным образом для изготовления одежды. Удовлетворяя одну из самых насущных потребностей человека, давая ему материал для одежды, текстильная промышленность в каждой культурной стране занимает одно из первых мест среди других отраслей промышленности как по числу занятых в производстве рабочих, так и по ценности производимых продуктов.

Прядильные волокна, перерабатываемые текстильной промышленностью, можно разделить на две группы: волокна растительные, например хлопковые, и волокна животного происхождения, как шерсть и шелк. Только для специальных технических целей применяется минерал — горный лен, или азбест, легко разделяющийся на отдельные волокна.

Как известно, каждое растение и все части его построены из мельчайших ячеек—клеточек, соединенных между собой межклеточными веществами. Стенки растительных клеток состоят из клетчатки, или целлюлозы,— вещества, содержащего в своем составе углерод, водород и кислород. Целлюлоза принадлежит к группе химических соединений, называемой углеводами (смотрите „Крахмал, сахар“). Каждое прядильное растительное волокно, являясь частью растения, точно так же представляет одну растительную клетку или целый их пучок. Далеко не все растительные клетки могут служить прядильными волокнами.

Для прядения требуются узкие, длинные клеточки, гибкие, эластичные и в то же время достаточно крепкие; стенки клеток должны состоять по возможности из чистой целлюлозы, мало загрязненной другими веществами причем необходимо, чтобы все загрязнения легко удалялись и не мешали в дальнейшем крашению и отделке пряжи и ткани.

Применяемые прядильные растительные волокна можно разделать на две главных группы: 1) волокна, доставляемые семенами растений, например волокна хлопка, 2) волокна, получаемые из стеблей растений,— в эту группу войдут лен, пенька, джут и другие, менее важные волокна.

Хлопком называют волоски, покрывающие семена хлопчатника — растения, которое специально разводится для получения прядильного волокна. Хлопчатник вызревает только в тех местах земного шара, где достаточно тепла, солнца и влаги.

Рисунок 241. Хлопчатник.

Благоприятный климат и подходящая почва для произрастания хлопка встречаются во многих местах земного шара, но для мировой текстильной промышленности особо важное значение имеют плантации хлопка в Северо-Американских Соединенных Штатах, Индии и Египте. У нас в СССР хлопок разводится в Туркменистане, Узбекистане и на Кавказе.

Хлопчатник (рисунок 241) дает плод-коробочку, которая по вызревании растрескивается, и из нее легко достать семена, сплошь покрытые волоконцами хлопка (рисунок 242).

Собирают хлопок вместе с семенами вручную. Предлагались различные машины для сбора хлопка, но они не получили распространения. В среднем, с 1 гектара собирают 900 килограмм хлопка (вместе с семенами), так называемого хлопка-сырца (или с одной десятины 985 килограмм).

Собранный хлопок поступает на хлопкоочистительные заводы, где волокна отделяются от семени при помощи машин, называемых джинами.

Рисунок 242. Плод хлопчатника.

Отделенное волокно прессуется в гидравлических, или винтовых, прессах в кипах, меньше занимает места при перевозке, чем рыхлое волокно, и, кроме того, не так легко сгорает и меньше впитывает воды. В виде кип, весом около 200 килограмм каждая, обернутых мешенной джутовой тканью и стянутых железными обручами, хлопок направляется на прядильные фабрики. Из хлопка сырца очищается только ¹/₃ по его весу чистого волокна, остальные ²/₃ приходятся на семя. Хлопковое семя богато маслом (около ¹/₆ от веса семени), которое выделяется из него на маслобойных заводах. Хлопковое масло идет в пищу, на производство мыла, для освещения, для смазочных материалов и других целей, а оставшийся после выделения семян жмых, содержащий некоторое количество масла и белковые вещества, представляет ценное питательное вещество для скота. Перед выделением масла с хлопковых семян на особых машинах удаляются оставшиеся после обработки на джинах более короткие волоконца, которые идут для плохих сортов пряжи, для изготовления ваты и называются линтером. Самый короткий пух с семян — делинт— получается обработкой шелухи, которая удаляется с семян до выделения масла. Делинт идет для приготовления бездымного пороха и искусственного шелка.

Для дальнейшей переработки хлопка на пряжу весьма важное значение имеют длина, тонина, крепость, гибкость и эластичность волокна. Чем длиннее волокно, тем крепче, ровнее и глаже пряжа. Длина волокна бывает различна у различных сортов хлопка; изменяется она от 6 до 56 миллиметров. Чаще других перерабатываются хлопки с длиной волокна от 20 до 30 миллиметров. Тонина хлопка незначительна в сравнении с длиною и выражается сотыми долями миллиметра: 0,025—0,015 миллиметров. Имеет значение для дальнейшией переработки и цвет волокон. Лучшие сорта американского хлопка чисто белого цвета. Обычно цвет хлопка белый с желтоватым оттенком.

Кроме целлюлозы, которой в хлопке около 90%, хлопок содержит около 8% воды. Вода может быть удалена высушиванием, но затем вновь притягивается из воздуха, всегда содержащего влагу. Указанный процент содержания воды можно считать нормальным, но хлопок может поглотить и значительно большее количество воды. Поэтому при покупке хлопка обращают внимание на его влажность, и если она превышает нормальную, то делают скидку. Остальные вещества содержатся в хлопке в незначительном количестве: около 0,5% воскообразных и жировых веществ, немногим больше азотистых веществ, а при сожжении хлопка получается около 1% золы, что указывает на присутствие в волокне минеральных веществ.

Хлопок выделяется среди других прядильных волокон простотой добывания, ценными прядильными свойствами и чистотой волокна, требующего сравнительно небольшой очистки для крашения и получения беленого товара. Поэтому неудивительно, что хлопка добывается больше, чем всех других волокон.

Первое место по сбору хлопка принадлежит Соединенным Штатам Северной Америки. Значительное количество хлопка доставляют также Британская Индия и Египет. Остальные страны имеют меньше значение для мировой добычи хлопка; довоенная Россия по добыче хлопка занимала четвертое место. Были годы, когда у нас добывалось 356 000 тонн хлопка, что составляло 70—75% хлопка, необходимого для русских фабрик. Остальные 20—15% ввозились из Америки, Египта и других стран. За время революции площадь посевов хлопка в Туркестане и Закавказье значительно сократилась, и в 1922 году было собрано лишь 50 000 тонн волокон, но в настоящее время хлопководство в СССР постепенно восстанавливается, и в 1926 году было собрано около 180 000 тонн. В последнее время принимаются энергичные меры для восстановления хлопководства в Туркестане с тем, чтобы в ближайшее время довести его, по крайней мере, до прежних размеров.

Лен

Льняное волокно добывается из стеблей льна, который может произрастать во всех странах с умеренным климатом и представляет собою однолетнее растение с длинным (до одного метра) стеблем. На рисунке 243 показан разрез льняного стебля. Волокна льна заключены во втором лубяном Слое, который тесно связан с наружной кожицей и внутренним древесинным слоем.

Таким образом льняное волокно не дается природой в готовом виде, как хлопковое; лен приходится выделять из стеблей растения, на что затрачивается много времени и труда.

Лен разводится одновременно и на семя и на волокна. Хорошее волокно дает лен долгунец с прямым и длинным стеблем. На семя более пригоден лен кудряш ветвистый, дающий больше семян. Льняное семя также представляет большую ценность: получаемое из него льняное масло идет в пищу и для приготовления олифы, применяющейся в малярном и типографском деле.

Когда лен созреет, его выдергивают, тягают вместе с корнем, сушат в сараях или на поле, отделяют семенные головки и получившиеся стебли, называемые трестой, подвергают мочке. Во время мочки межклеточные вещества, склеивающие лубяные волокна с соседними слоями, подвергаются брожению, растворяются и освобождают пучки волокон, которые легко затем отделить механической обработкой от кожицы и древесины.

Рисунок 243. Разрез льняного стебля.

Обычная сельскохозяйственная мочка производится двумя способами: применяют или росяную мочку — стлание, или водяную мочку. В первом случае треста расстилается тонким слоем на лугах в течение 4—8 недель и подвергается действию росы, дождя и воздуха.

Водяная мочка производится в холодной стоячей или проточной воде. Она продолжается меньше, чем росение — около 8—14 дней, — причем за ней можно следить, по пузырькам газа, который выделяется при брожении межклеточных веществ.

Лен моченец получается крепче льна стланца, и мочка идет скорее, чем стлание.

Вымоченный лен сушится и затем мнется для разделения древесины на мелкие части. Мятье льна производится или на ручных мялках, или на машинах, в которых пучки льна проходят между двумя зубчатыми вальцами, разламывающими на мелкие части древесину стебля.

Удаление изломанной древесины — костры — достигается трепанием. Самым простым инструментом для этой цели является деревянный нож, ударяя которым по пучку льняных волокон отбивают костру. Быстрее идет трепание на машинах, в которых деревянные ножи насажены на вращающееся колесо. Одновременно с кострой удаляются и более короткие волокна; их собирают и продают как паклю.

Полученное техническое льняное волокно представляет небольшую по весу часть всего растения. Из 100 весовых частей растения 33 части приходятся на долю семенных коробочек и 67 частей на стебель. После мочки стебель теряет почти половину своего веса, а по удалении костры остается около 7 частей технического волокна.

Техническое льняное волокно представляет собой пучок склеенных между собою небольших льняных волоконец. Длина технического волокна колеблется от 70 до 100 сантиметров. Отдельные волоконца имеют значительно меньшую длину: 20—40 миллиметров при толщине от 12 до 30 тысячных долей миллиметров.

Льняное волокно не так эластично, как хлопковое, и лучше проводит тепло (льняные ткани холодят). Цвет волокна светлосерый с различными оттенками. В волокне содержится около 6—7% воды, но в сырых местах влажность льна может значительно повыситься. Так же, как хлопковое, льняное волокно состоит главным образом из целлюлозы. Но в льняном волокне ее содержится от 85 до 70%, и она сильно загрязнена так называемыми пектиновыми веществами. Кроме пектиновых веществ, льняное волокно содержит жировые, воскообразные и минеральные вещества.

Для нашей страны лен имеет особенное значение. Из всего количества льна, добывавшегося до войны во всем мире, ³/₄ приходилось на долю России. В 1909—1913 годах Россия производила 420 000 тонн льна. Из них 82 000 тонн перерабатывались русскими фабриками, около 50 000 тонн в крестьянских хозяйствах и около 290 000 тонн вывозилось за границу, где большинство льняных фабрик работало на русском волокне. За годы войны и революции льноводство сократилось, но теперь оправляется и несмотря на отпадение нескольких льноводческих губерний, вошедших в состав Эстонии, Латвии, Литвы и Польши, дает лен не только для собственного потребления, но и для вывоза за границу.

Описанный выше способ обработки льна по отдельным крестьянским хозяйствам сохранился с незапамятных времен и имеет целый ряд недостатков. Однородное неповрежденное волокно с небольшой потерей на очески легче будет получить, если первичная обработка льна — мочка, мятье, трепанье — перейдет в руки государственных или кооперативных заводов, где эти операции могут производиться под наблюдением специалистов с применением более усовершенствованных машин и способов обработки. В настоящее время в СССР имеются заводы для тепловой мочки льна.

Джут

Джут получается из особого растения, разводимого в большом количестве в Британской Индии. Для отделения волокнистого слоя, стебли растения подвергаются мочке и затем с них сдирают волокнистый слой в виде лент, которые поступают затем в прядильно-джутовые фабрики. Техническое волокно достигает 1¹ /₂—2¹/₂ м длины. Оно прочно склеено из маленьких волоконец, длиной всего в 0,8— 4 миллиметров. Джут дает сильно одревеснелые волокна, по крепости и мягкости уступающие льну и пеньке. Джутовое волокно идет главным образом для производства мешечных тканей. Джут занимает видное место среди других прядильных волокон. У нас своего джута не имелось, и он ввозился в количестве около 49 000 тонн. На юге СССР ставятся опыты по разведению кенафа, который дает волокно, заменяющее джут.

Рами, или китайская крапива

Волокна, получаемые из этого растения, разводимого в Китае и Японии, отличаются большой длиной, прочностью (превышающей прочность льна и других растительных и животных волокон), шелковистым блеском, легко поддаются отбелке и окраске и могут, в некоторых случаях, заменять шелк. (Всего добывается около 40 000 тонн в год.)

Хлопок, лен, пенька, в меньшей степени джут, являются главными растительными волокнами для наших прядильных фабрик. На Западе и в Америке применяется, кроме них, целый ряд других волокон, ввозимых из тропических стран. Но большая часть их идет на упаковочные ткани и для других технических целей (канаты, веревки и прочие). Из этих волокон следует упомянуть манильскую пеньку, ввозимую с Филиппинских островов и попадавшую в Россию в виде сноповязального шпагата, и сизаль, новозеландский лен, получающийся из листьев растений тех же названий. В Туркменистане по берегам рек имеются громадные заросли полукустарника кендыря. Кендырь дает хорошее прядильное волокно, и в настояще время тщательно изучаются свойства кендыря и способы выделения этого волокна из стеблей растения.

Шерсть и волос животных

Обычно под шерстью всегда разумеют овечью шерсть, так как шерсть и волос других животных применяются в небольших количествах.

Волос, покрывающий кожу животного, состоит из кератина — вещества, близкого по составу к веществу рогов, копыт, перьев. Своим корнем волос укреплен в волосяном мешечке, который образует кожа животного, и обильно смазывается потом и жиром из потовых и жировых желез, выходящих в волосяной мешочек. Жиропот склеивает отдельные шерстинки в косичку, несколько косичек образуют штапель, а затем и отдельные штапеля слипаются в сплошной волосяной покров, который при стрижке не разделяется и снимается с овцы в виде рыхлого войлока, называемого руном.

Свойства шерсти зависят от породы овцы и от условий, в которых она живет. Одним из важных свойств шерсти является ее извитость. Лучшие сорта шерсти всегда изогнуты в виде волнообразной линии, и, чем больше витков приходится на единицу длины, тем выше ценится шерсть. Существенное значение имеет тонина шерсти. Ценится наиболее тонкое и в то же время достаточно крепкое волокно. Толщина волокна, измеряемая под микроскопом, изменяется в пределах от 0,011 до 0,085 миллиметров. Длина шерсти, измеряемая в расправленном от витков волокне, доходит до 40—45 миллиметров. Обращают внимание на гибкость, упругость и растяжимость шерсти. Шерсть должна выдерживать значительное растяжение без разрыва и затем снова возвращаться к длине, близкой к прежней. Известная гибкость также необходима, чтобы из шерсти легко можно было получить пряжу. Имеет значение и внешний вид волокна. Шерсть с блестящим волокном ценится дороже. Для разных тканей не все эти свойства одинаково важны. Для приготовления суконных тканей необходимы сильная извитость и тонина, длина же имеет меньшее значение. Для гладких тонких тканей требуется мало извитая шерсть, но с длинным, крепким и белым волокном. Такая шерсть называется камвольной в отличие от кардной, идущей на суконные ткани.

Рисунок 244. Мериносовая овца.

Лучшие виды шерстей дают мериносовые овцы (рисунок 244). Родиной этих овец считается Испания, но затем они были вывезены и в другие страны, где скрещением местных пород с мериносами получились новые породы тонкорунных овец.

Туземные породы овец дают обычно грубое волокно, качество которого можно улучшить удачным подбором производителей.

В 1913 году мировая добыча шерсти составляла 1 429 000 тонн (то есть шерсть занимала третье место среди других прядильных волокон); из них на долю России приходилось 12%—172 000 тонн

Козья шерсть идет на платки, ткани и другие изделия. Особенно ценится (благодаря своей тонине, мягкости и длине) шерсть ангорских (Малая Азия) и кашемирских (Тибет) коз.

Верблюжья шерсть

Различают верблюжью шерсть тонкую и длинную (до 100 миллиметров) и более грубую, короткую (до 60 миллиметров). Идет для производства сукон, технических тканей и других изделий. Кроме шерстей коз и верблюдов, применяется красно-коричневая вигонь, шерсть викунии — животного, разводимого в Южной Африке, и шерсть немногих других животных этого типа.

Коровий, телячий, некоторые сорта собачьего волоса в сантиметрахеси с овечьей шерстью также идут на производство грубой пряжи или войлоков.

Заячий и кроличий волос употребляется вместе с овечьей шерстью на производство пряжи и фетровых шляп. Конский волос идет для производства сит, набивки матрацев и тому подобное.

Щетина, представляющая волосяной покров свиньи, так же, как и конский волос, не применяется для прядения. Она идет для приготовления щеток и кистей и в сапожном деле.

Количество щетины и качество ее зависят от породы животного и тех условий, в которых оно разводится. Чем меньше ухода за животным, чем суровее климат, тем длиннее и тверже получается щетина. Поэтому Россия с ее низкой культурой свиноводства издавна занимала первое место в мире по качеству щетины и в значительных количествах (около 2 840 тонн в год) вывозила ее за границу. Лучшей щетиной считается так называемая зимняя, получаемая зимой выдергиванием волоса из кожи заколотого животного, С одной свиньи собирают около фунта щетины. Лучшая длинная щетина растет по хребту животного. (Длина ее доходит до 150 миллиметров и больше.) Собранную по деревням щетину сортируют по длине, цвету и степени твердости. За время войны китайская и индийская щетина не могли заменить за границей русского продукта.

Мойка шерсти

Состриженная с овцы шерсть сильно загрязнена жиром, потом и другими посторонними веществами. В грубой грязной шерсти часто содержится только около 40 % чистого волокна, остальное приходится на жир (7 %), грязь и пот (25%) и влагу. В мериносовой грязной шерсти чистого волокна еще меньше (20—30%). Большая часть этих загрязнений удаляется промывкой. Частично шерсть может быть отмыта на животных, для чего их перед стрижкой перегоняют несколько раз через реку или обмывают водой из рукава. Более тщательная промывка шерсти производится на специальных шерстомойнях, которые имеются и при шерстопрядильных фабриках.

Перед мытьем шерсть предварительно сортируют, так как не только шерсть различных овец, но и шерстяное волокно, снятое с одного животного в разных местах, неодинаково по качеству. Лучшая шерсть получается с боков, передних и задних ляжек и шеи. В каждом руне насчитывают до 14 участков, отличающихся по качеству волокна.

Все загрязнения легко смываются с шерсти щелочными растворами. Но не все вещества с щелочными свойствами пригодны для мытья шерсти. Сильные щелочи, например едкое кали, едкий натр (каустическая сода), сода и поташ, разрушают шерстяное волокно. Для мытья чаще всего берут мыло, не содержащее свободной едкой щелочи. Для грубых шерстей берут соду, которая в сильноразведенных растворах при 40—50° слабо действует на шерсть, но хорошо отмывает грязь, пот и жир. Промывают или в простых чанах, или в специальных машинах с механическим передвижением и механическим отжимом промываемой шерсти. После промывки следует сушка.