Лекція 4. Натуральні волокна тваринного  походження. Вовна.

Зміст лекції

1.Волокна вовни.

2. Первинна переробка вовни.

3. Будова волокон вовни.

4.Хімічний склад волокон вовни та їх властивості.

1.Вовна - натуральне волокно, отрима­не від тварин, яке піддається прядінню та валянню. Вовну отримують методом стриження тварин (овеча, козяча, верблюдя­ча вовна), або їх вичісування під час линяння (козячий, кролячий, заячий пух).

Найбільше промислове значення має овеча вовна. Її частка у загальному обсязі волокон вовни становить 95— 97 %, решта — вовна кіз, кролів, зайців та інших тварин. Існує близько 8000 сортів та видів вовни. Волокна вовни виробляють такі країни, як: Україна, Узбекистан, Киргизія, Азейбарджан, Грузія, США, Австралія, країни Південної Африки.

Вовну використовують за різним призначенням: для отримання пряжі, виробництва фетру, нетканих матеріалів.

Вовну класифікують за видами тварин (овеча, козяча, кроляча), а овечу - ще й  за породами овець.  Стандар­том передбачені такі види вовни:

-          мериносова вовна — волокна, які зістригають з  тонкорунних мериносових овець. Руно скла­дається з тонких, дрібно звитих пухових волокон;

-         кросбредна вовна — волокна, зстрижені з м'ясної породи овець з довгою вовною. Руно складається переваж­но з ості середньої та великої звивистості;

-         пояркова вовна — волокна, зстрижені з ягнят шес­тимісячного віку. Вона складається з пуху, перехідного волосу та тонкої ості;

-         козяча вовна — волокна, отримані вичісуванням або підстриганням кіз. Складається з пуху і остьових волокон;

-         верблюдяча вовна — волокна, отримані вичісуван­ням або підстриганням верблюдів. Складається з пухових і грубих волокон;

-         оленяча вовна — волокна, отримані вичісуванням і стриженням оленів. Складається з грубого волосу та дуже тонкого пуху;

-         заячий та кролячий пух — волокна, отримані вичі­суванням під час линяння кролів пухових порід і зайців.

Вовну перелічених типів за способом отримання назива­ють натуральною. Вона є найбільш цінною. У текстильному виробництві, крім натуральної, використовують і регенеровану вовну – вовняні відходи.

2.Для отримання вовни застосовується ручна або машин­на стрижка овець. Овець з грубою вовною стрижуть два рази на рік — навесні та восени. Тонкорунних овець стрижуть один раз на рік — навесні. Після стрижки вовна являє собою  вовняний покрив, який нази­вається руном. Залежно від віку розрізняють вовну ягня, або поярок, та овечу вовну, причому перша тонша та ніжніша, ніж вовна дорослих овець.

У різних частинах руна вовна неоднакова за якістю. Найкращу вовну знімають з боків, спини, лопаток; значно нижчої якості — зі стегон, потилиці, хребта та черева; найгіршу вовну отримують з нижньої частини ніг, голови, горла та грудини. Для отримання більш однорідної маси вовни її сорту­ють. При сортуванні руно вручну розділяють на частини відповідно до ознак сорту.

Для прядіння вовну миють  на текстильних підприємствах у мийних машинах. Забруднення вовни складається з жиропоту (основна частина), лупи та сторонніх домішок, що потрапляють зовні (наприклад, пил, пісок, рослинні частки та ін.). Для очищення брудної вовни застосовується гаряча мийка в спеціальних мийних машинах, яка забезпечує практично повне видалення жиропоту та забруднень вов­ни. Мийні машини наповнюються слабким розчином мила або соди, який потім підігрівають до 45—55 °С; збільшен­ня міцності розчину, як і надмірне збільшення температу­ри, може спричиняти руйнівну дію на волокна вовни. У сушильних камерах  при температурі  50—70 °С волокна сушать . Вихід вовни після гарячої мийки залежить від ступе­ню забрудненості вовни, яка неоднакова для різних видів вовни. Так, вихід після мийки тонкої вовни 30—45 %, напівгрубої  45—60 %, грубої 50—70 %.

3.Вовняні волокна — це рогоподібні утворення, що роз­виваються в шкірному покриві тварини.  Вовняне волокно  складається з  трьох  шарів:   лускатого,  коркового, серцевинного.

Лускатий шар волокна утворює зовнішній покрив волокна і складається з найтонших рого­подібних лусочок.   Форма, розташування, кількість лусочок на 1 мм довжини волокна різні у різних видів волокон.

Лускатому шару властива більша  механічна міцність і хімічна  стійкість, ніж іншим шарам  волокна,  він виконує роль природ­ного захисного покриву. Лускатий шар волокон впливає на характер блиску волокна, тому що те чи інше розташу­вання лусочок, їх форма обумовлюють ступінь відбивання світлових променів.

Корковий шар розташовується безпосередньо під луска­тим і утворює основне тіло волокна. Він складається з окре­мих  елементарних клітин, розташованих вздовж  волокна, проміжки між якими заповнені  міжклітинною речовиною. Цей шар визначає основні властивості волокна, тобто його міцність, розтяжність, пружність, м'якість

Серцевинний шар займає центральну частину волокна і складається з дірчатих клітин, порожнини яких заповнені повітрям. Наявність каналу є ознакою  грубого волокна зі зниженою межею міцності.

Перші два шари є у кожному вовняному волокні, серцевинний шар  у тонкому  волокні  відсутній, він буває лише  в грубому товстому волокні.

Згідно з ДСТУ 2136 за ознаками  будови вовну поділяють на типи:  пух, перехідний волос, ость і мер­твий волос (рис.3).

Пух — найбільш тонке звите волокно, складається з двох шарів: зовнішнього — лускатого і внутрішнього — корко­вого. Серцевинний відсутній. Найцінніше тонке, м’яке волокно, товщиною до 30 мкм.

 Перехідний  волос -  крім лускатого і коркового шарів, має третій шар — слаборозвинений серцевинний, який зустрічається лише на ко­ротких ділянках, товщиною від 30 до 52 мкм.

 Ость -  значно товща і грубіша за пух, майже не має звитості. Лусочки, що покривають волокно, мають форму окремих пластинок. Поряд з лускатим і корковим шарами ость містить досить розвинений серцевинний шар, що про­ходить по всій довжині волокна, товщиною від 52 до 200 мкм.

 Мертвий волос — грубе, пряме волокно. Воно вкрите великими лусочками, має вузьке кільце коркового шару і дуже розвинений серцевинний. Позбавлені еластичності та міцності,  волокна непридатні для переробки у текстиль­ному виробництві.

 а       б         в            г

Рис. 3. Типи вовняних волокон:

а) пух; б) перехідний волос; в) ость; г) мертвий волос

4.Хімічний склад волокон вовни - білкове сполучення кератину.

Властивості волокон вовни. Довжина вовни залежить від виду  тварин і типу волокон. Довжина овечої вовни коливається у межах від 60 до 120 мм.  Характеристики товщини коливаються у досить широких межах — від 10 до 160 мкм — і залежать від виду тварини, її породи, індивідуальних особливостей, умов утри­мання, типу волокон вовни тощо. Більш високоякісною є вовна тонка та однорідна за товщиною. Товщина овечої вовни залежить, насамперед, від типу волокон. У руні міс­тяться волокна різних типів і різної довжини залежно від частини тіла вівці, з якої воно зістригалося. З метою зрівнювання волокон за довжиною проводять сортування — розподіляють руно на окремі частини. Після цього отри­мують вовну, яку умовно називають однорідною та неод­норідною. Однорідна вовна складається переважно з во­локон одного типу — пуху, перехідного волосу тощо. За товщиною однорідну вовну розподіляють на тонку — 14,0—25,0 мкм; напівтонку — 25,1—31,0 мкм; напівгрубу — 31,1—41,0 мкм; грубу — 41,1 мкм і більше.  Міцність волокон вовни порівняно невисока. Вона  залежить від ба­гатьох чинників, насамперед, від товщини. Тонші волокна  набагато міцніші за грубі.  Звитість вовни — це властивість волокон, з якою пов'язують їх здатність до валяння. Звитість оцінюють ко­ефіцієнтом звитості вовни (К_з). Максимальна звитість волокна – 13 завитків на 1 см. При зволоженні волокон вовни водою або вологим паром її фізико-механічні властивості  значно змінюються. Після зволоження міцність вовни різко знижується (на 30 % і більше), адже під впливом води розриваються або стають слабшими міжмолекулярні зв'язки кератину. У вологому середовищі кератин вовни пом'якшується, що супроводжується набуханням волокна та збільшенням розмірів поперечного перерізу, підвищенням розтяжності волокна та зниженням міцності. Відносне розривне подовження вовни у сухому стані коливається в межах 20—35 %, у мокрому — 30—50 %.  Вироби з вовни у сухому стані стійкі до зминання, добре зберігають форму та розміри, є досить стійкими до багаторазових розтягнень та подвійних згинів. Гігроскопічність вовни  сягає 13— 15 %. З підвищенням відносної вологості оточуючого сере­довища волокна вовни здатні поглинати до 50 % вологи. У воді волокна вовни набухають. При цьому суттєво збільшується площа поперечного перерізу волокон (на 30 — 35 %) і дещо зростає довжина — на 1—2 % . Внаслідок цього у готових виробах з вовни під впливом вологи зміню­ються лінійні розміри, порушується форма. Вовна стійка до дії води під час кипіння.  Розм'якшене волокно вовни легко деформується і здатне фіксуватися у наданому положенні при висушуванні. Тобто вовна має хорошу формувальну здатність. При температурі води близько 150 С відбувається гідролітичне руйнування вовни.  Кератин вовни чутливий до лугів — вони викликають його руйнування. Об­робка слабкими розчинами кислот  підвищує її міцність. Концентровані кислоти викликають помітне руйнування. Неконцентровані луги розчиняють вовну.  Під час інсоля­ції протягом 1120 год. волокна вовни втрачають міцність на 50 %. На відміну від усіх текстильних волокон вовна здатна звалюватись. Звалюваність — це здатність вовни в процесі операції обробки тканин – валяння, утворювати повстеподібну поверхню. Здебільшого звалювання характерне для тонкої, пружної і сильно звитої вовни.  У полум'ї волокна вовни спікаються, винесені з вогню — не горять, в кінці горіння утворюють чорну кульку, що легко розтирається, при цьому відчувається запах паленого пір'я.

 

Питання для самоконтролю

1.Яку вовну називають регенерованою?

2.Охарактеризуйте шари вовняного волокна – лускатий, корковий, серцевинний.

3.Які характеристики волокон вовни впливають на здатність звалюватись?