Свойства хлопкового волокна

Хлопок представляет собой массу тонких волоконец растительного происхождения, едва различимых простым глазом в отдельности. Однако, достаточная длина и крепость этих волокон, которые дают возможность приготовить из них пряжу, отвоевали столь почтенное место хлопку среди других волокнистых материалов.



Волокно хлопка представляет собой сплюснутую, извитую трубочку с каналом внутри. Степень сплюснутости, извитости и размер канала в волокне хлопка зависят от степени его зрелости. Извитость волокон обусловливает их хорошую цепкость, что дает возможность получить прочную пряжу. Наличие в хлопке канала, заполненного воздухом, определяет его невысокую теплопроводность, что дает возможность вырабатывать из него изделия с хорошими теплозащитными свойствами.

Поступающий с поля на фабрику хлопок требует очистки от посторонних примесей (частички растения, семена, земля и т.п.) и придания волокнам определенной формы, стремясь к тому, чтобы спутанные друг с другом волокна распрямились и уложились в определенном направлении, а затем уж образовать окончательно нить – пряжу.

Значение свойств хлопка для качества пряжи

Хлопок обладает следующими свойствами: цвет или окраска, влажность, засоренность посторонними примесями наличие пороков или дефектов естественных, и дефектов от обработки, степень зрелости волокна, извитость, длина волокна, тонина волокна, крепость, растяжимость, ровность, плотность, блеск и шелковистость.
Но все эти качества или свойства имеют неодинаковое значение для прядения, в то время как некоторые имеют значение только для прядения пряжи (сорность, влажность), другие свойства имеют большое значение для крепости пряжи и для прядильной способности (длина, тонина).
Крепость пряжи мало зависит от крепости волокна, но в гораздо большей степени она зависит от длины волокна и его тонины, а также от целого ряда других свойств: извитости, растяжимости, а также от структуры пряжи.
При разрыве пряжи рвутся не все волокна, а от 40 до 60% волокон растаскиваются; вот почему для крепости пряжи не столько важна крепость волокна, сколько те его свойства, которые увеличивают трение между волокнами. Если волокна будут иметь большую длину, то трение между ними будет больше, точно так же, как если волокна будут тоньше, то, следовательно, больше будет и поверхность их соприкосновения, т.е. трение между ними будет больше.

ДЛИНА ВОЛОКНА

Методы определения длины волокна.
Самый примитивный, но, в то же время, довольно распространенный метод измерения длины волокна – это непосредственное измерение линейкой волокна, вытащенного из клочка хлопка руками. Этот метод измерения длины быстрый, но неточный. Результат зависит от навыков и умения испытателей. Кроме того, длина волокна зависит и от влажности хлопка, так как сухие волокна более извиты и короче, тогда как влажные – всегда прямее и длиннее.
Существуют более точные методы для измерения длины волокна, но они более кропотливые; они применяются в лабораториях. Это измерения на различных приборах.
Например, весовой метод.
Из хлопкового клочка (штапеля) делают вырезки длиной 10 мм, а потом взвешивают и эти вырезки, и эти штапели. Тогда среднюю длину штапеля можно найти по весовому соотношению:
средней длины волокна, длины вырезки (10 мм), веса всего штапеля, веса вырезки.
Также длину волокна можно определить с помощью штапельных (волокновых) диаграмм, диаграмм частот и другими методами.
Длина волокна разных хлопков
По длине штапеля все хлопки подразделяются на:
коротковолосые/ коротковолокновые (до 19 мм),
средневолосые/средневолокновые (19 – 31 мм),
длинноволосые/длинноволокновые (более 31 мм).

ЗРЕЛОСТЬ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Развитие хлопкового волокна и его структура

Рост и развитие волокна начинается сразу же после оплодотворения цветка, когда начинает развиваться завязь. За первые 25 – 30 дней происходит рост волокна в длину, а потом начинается заполнение трубочки клетчаткой. Весь период развития занимает около 60 дней.
Отложение клетчатки идет слоями: каждый день, по наблюдениям ботаников, откладывается один слой. Зрелыми волокнами называются те, у которых клетчатки отложилось много. С возрастом волокна увеличивается толщина его стенок.

Методы для определения степени зрелости волокна
Ранее методика определения зрелости волокна состояла в том, что, рассматривая волокно под микроскопом, его по наружному виду относили к различным степеням зрелости: нулевая зрелость – самое зрелое волокно, мало извитое, затем 1-ая, 2-ая, 3-ья, 4-ая, 5-ая степень означала совсем незрелое или мертвое волокно, мало извитое и прозрачное.
Зрелость волокна выражается через коэффициент зрелости, то есть соотношение диаметров волокна и канала; это соотношение колеблется от 1,05 у незрелого волокна до 5 у самого зрелого.

Зависимость между зрелостью волокна и его тониной
У разных сортов хлопка тонина волокна изменяется вместе со зрелостью. Так менее зрелые волокна тоньше, а это имеет очень большое значение для крепости пряжи. Хлопок очень зрелый толст, мало извит, хлопок незрелый – слаб и тоже мало извит, следовательно, для крепости пряжи необходима зрелость, но небольшая.

Хлопковое волокно разных степеней зрелости:
0 — совершенно незрелое (мертвое); 1 и 2 — недозрелое; 3 и 4 — зрелое; 5 — перезрелое

ТОНИНА ВОЛОКНА

Обычно под тониной волокна подразумевают поперечник волокна, который виден под микроскопом. Толщина (тонина) текстильных волокон колеблется в пределах от 5 до 100 мкм (микрометров) и более. Основная масса текстильных волокон имеет поперечник от 12 до 40 мкм. Самый примитивный метод определения тонины волокна – это оценка его руками на ощупь.
Общепринятый метод определения тонины волокна – это измерение под микроскопом, снабженным окулярным микрометром.
Тонкие волокна — более мягкие и гибкие, они лучше обвивают друг друга, и пряжа из таких волокон при прочих равных условиях будет более прочной и гибкой. Толщина волокон выражается в тексах, а тонина их (старый показатель) — номером. Увеличение тонины волокна (а, соответственно, повышение метрического номера) повышает прядильную способность.

Текс —это величина массы, приходящаяся на единицу длины. Иначе говоря, это отношение массы волокна в граммах к его общей длине в один километр.

Самым удобным методом определения тонина волокна считается метод взвешивания, посредством которого определяется метрический номер волокна. Этот метод заключается в следующем: под микроскопом считают количество волокон в пучке, затем из этого параллелизованного пучка делают вырезку заданной длины, эту вырезку взвешивают и определяют метрический номер волокна по формуле, в которой используются показатели длины вырезанного отрезка, числа волокон в пучке и вес вырезанного отрезка.

ИЗВИТОСТЬ

Когда коробочка лопается, волокна соприкасаются с воздухом, сильно высыхают, стенки волокна спадаются, причем волокно закручивается вокруг своей оси. Закрученность изменяется по своему направлению, она идет то влево, то вправо. Число завитков или поворотов ленточки называют извитостью. Извитость определяется путем подсчета числа завитков под микроскопом.
Извитость колеблется и изменяется на одном волокне. Если извитость более равномерна, то сила сцепления волокон будет больше. Извитость волокон зависит от степени зрелости.

КРЕПОСТЬ ВОЛОКНА

Под крепостью волокна обычно подразумевают разрывное усилие, которое определяется на динамометрах. Существует множество систем динамометров для волокна.

Абсолютная крепость разрыва волокна не может служить мерилом добротности хлопка, так как разные хлопки имеют разную тонину. Испытания показывают, что грубые хлопки имеют большую крепость, тогда как высокосортные хлопки слабы.

Вместе с изменением относительной влажности воздуха изменяется и крепость хлопкового волокна. С увеличением относительной влажности воздуха крепость хлопкового волокна также увеличивается и достигает максимума при 70-80%, после чего начинается падение крепости.
Вместе с изменением относительной влажности воздуха изменяется и коэффициент трения хлопкового волокна по волокну. При сухом воздухе этот коэффициент равен ниже, а при влажном – выше, вот почему при влажном воздухе хлопковая пряжа становится крепче.

РАСТЯЖИМОСТЬ

Растяжимость определяется как полное удлинение при разрыве и выражается в процентах к первоначальной длине, например, если было зажато 10 мм волокна в динамометре, а к моменту разрыва оно удлинилось на 1 мм, то растяжимость будет равна 10%. Разные сорта дают растяжимость волокна от 6 до 13%.

ЦВЕТ ИЛИ ОКРАСКА

Цвет хлопка бывает белый и желтый с разными оттенками (от розоватого до бурого). Если этот цвет есть природное свойство волокна, то он не влияет на качество хлопка, различные же оттенки уничтожаются при отбеливании. Если же желтый цвет хлопка появился как результат порчи от дождя, росы, туманов и т.д., если волокно от сырости начало перепревать, то такой цвет есть признак плохого качества, так как прелое волокно всегда слабее, и в этом случае, чем гуще желтая окраска, тем хуже хлопок.

БЛЕСК ХЛОПКА

Блеск хлопка – хороший признак, так как лучшие сорта хлопка обладают блеском, тогда как плохие сорта имеют тусклый или матовый вид. Блеск определяется на глаз.

ШЕЛКОВИСТОСТЬ

Шелковистость также присуща хорошим сортам с тонкими волокнами, тогда как грубость или шерстистость наблюдается у хлопков с грубыми, толстыми волокнами. Шелковистость определяется на ощупь.

РОВНОСТЬ ВОЛОКНА

Одинаковость длины волокна в хлопке также определяется практически при выщипывании штапеля (волокнистого клочка из кипы). Определяется классификаторами на ощупь при приготовлении штапеля путем вытягивания и при разрыве штапеля руками.

СОРНОСТЬ ХЛОПКА

Сорность влияет на ценность хлопка как товара, так как при обработке более сорных хлопков будет выделяться больше угаров, следовательно, будет меньше выход пряжи.

При классификации сорность определяется на глаз, но, кроме того, на фабриках хлопок испытывают на выход ленты (вычесанные и уложенные в ленты волокна хлопка), пропуская его через трепальные и чесальные машины.
Из хлопка первого сорта выходит 90,4 % ленты, из нормального – 89,6 %, из сорноватого – 88,4 %, из сорного – 87,5 %.

ВЛАЖНОСТЬ

Хлопок – гигроскопический материал, то есть он довольно сильно впитывает в себя влагу. Количество влаги, содержащейся в хлопке, постоянно изменяется в зависимости от влажности окружающего воздуха. В сильно увлажненном воздухе хлопок может впитывать в себя до 27 % влаги от своего веса. Чтобы определить содержание влаги в хлопке его подвергают высушиванию в особом приборе. В него закладывается партия хлопка (300-500 г), воздух внутри прибора нагревается до 105°С. Прибор снабжен точными весами. Сушку ведут до постоянного веса, и разность весов сырого и сухого хлопка определяет количество влаги, которая, отнесенная к весу сухого хлопка в процентах, называется влажностью хлопка.

Опыты показали, что различные виды хлопка при одной и той же температуре и при одной и той же относительной влажности воздуха имеют различное содержание влаги. С понижением температуры хлопок впитывает больше влаги.
Интересно, как метеорологические параметры влияют на влажность хлопка:
1. С увеличением относительной влажности воздуха влажность хлопка растет.
2. С увеличением температуры влажность хлопка уменьшается.
3. С увеличением давления влажность хлопка увеличивается.
Излишняя влажность хлопка понижает выход пряжи из хлопка.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОПКА

Химический состав хлопкового волокна следующий: целлюлоза, воск, азотистые вещества, причем целлюлозы содержаться до 95%, следовательно, значительная составная часть – клетчатка или целлюлоза.

Серная кислота на целлюлозу оказывает различные действия: в зависимости от концентрации серной кислоты клетчатка может обуглиться, раствориться, измениться химически.
Под действием раствора едкого натра NaOH растительные волокна сначала разбухают, а затем растворяются. Явление разбухания хлопковых волокон получило название мерсеризации.

СТРОЕНИЕ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Хлопковое волокно представляет собой трубку из тонкой кожицы (кутикулы), которая наполнена целлюлозой. Целлюлоза откладывается в ней слоями (кольца роста), внутри остается незаполненное пространство – канал. Таким образом, стенки волокна состоят из нескольких слоев целлюлозы; каждый слой состоит из спиралей (фибриллы), причем спирали идут в разные стороны. Целлюлоза состоит из тонких нитей (мицелл) и имеет правильное кристаллическое строение, которым объясняются такие свойства клетчатки, как способность к двойному лучепреломлению и форма получаемых рентгенограмм.

ПОРОКИ ВОЛОКНА ХЛОПКА

Все пороки, встречающиеся в хлопке, можно разделить на две группы:
I. Естественные пороки
II. Пороки от обработки.
К естественным порокам можно отнести следующие:
1. больные волокна
2. мертвые волокна
Больные волокна представляют собой скопление волокон желтого или коричневого цвета, под микроскопом на таких волокнах видны бактерии или грибки.
Мертвые волокна представляют собой скопление волокон в виде плоской лепешки или блестящей или матовой. Хотя мертвое волокно может быть и в виде отдельных волокон, но различить отдельные мертвые волокна можно только под микроскопом, тогда как пластинки из мертвых волокон видны невооруженным глазом.
Больные или мертвые волокна слабы. Мертвые волокна не прокрашиваются.
Все дефекты обработки хлопка можно подразделить на два класса:
1. Семя и его частицы. При очистке хлопка в общей массе могут остаться недозрелые семена, разрезанные семена. Наличие семян в хлопке понижает выход пряжи из хлопка.
При прядении такие волокна удаляются, но частично проходят в пряжу и называются галочками.
2. Дефектные волокна. Их можно подразделить на порванные, завитые, скрученные и т.д., поэтому здесь будем иметь:
а) Рваные волокна, более короткие или пух
б) Завитки, жгутики
в) Узелки
Завитки легко расщипываются пинцетом и состоят из зрелых волокон.
Жгутики похожи на завитки, но они длиннее и плотнее, и поэтому труднее растаскиваются, завитки уничтожаются в трепании и в чесании, тогда как крупные жгутики не могут расчесаться и выпадают в угар. Встречаются в хлопке и комбинации жгутиков и завитков.
Рваные волокна и пух при прядении уходят в угар, понижая выход пряжи. Значительное количество рваных волокон в хлопке понижает его качество и стоимость и иногда заставляет основное волокно переводить в уточное.
Узелки представляют собой небольшое белое плотное скопление волокна, от которого в стороны отходят усики. Узелки имеются и в сырце, тогда они состоят из незрелых волокон. Узелки являются злокачественным пороком, так как очень трудно отделяются на машинах и проходят в пряжу, делая ее неровной, шишковатой и слабой.
3. Посторонние примеси. В хлопке встречаются следующие посторонние примеси: частицы листка, прицветника, коробочки, стебля, а также песок и земля. Кроме того в хлопок иногда попадают совершенно посторонние предметы (палки, гвозди, проволока и т.д.).
Так хлопковое волокно по содержанию пороков и сорных примесей подразделяют на классы: Высший, Хороший, Средний, Обычный и Сорный в зависимости от сорта в соответствии с образцами внешнего вида, утвержденными в установленном порядке и согласно нормам:



Деление качества хлопкового волокна по типу
Хлопковое волокно подразделяют на семь типов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 по показателям длины в соответствии с нормами, указанными. При расхождении в определении типа разными методами приоритет имеет верхняя средняя длина, выраженная в миллиметрах.



Типы 1, 2, 3 относят к длинноволокнистому хлопковому волокну, а типы 4, 5, 6 и 7 - к средневолокнистому хлопковому волокну.



Сортность хлопкового волокна

Хлопковое волокно каждого типа в зависимости от внешнего вида, цвета и наличия пятен подразделяют на пять сортов: I, II, III, IV и V согласно требованиям, указанным в таблице 3, и в соответствии с образцами внешнего вида.
Удельная разрывная нагрузка хлопкового волокна I и II сортов должна соответствовать для длинноволокнистых типов от 29,4 до 34,3 сН/текс (от 30,0 до 35,0 гс/текс), для средневолокнистого типа хлопкового волокна - от 23,0 до 27,8 сН/текс (от 23,5 до 28,4 гс/текс). При отклонении удельной разрывной нагрузки от установленных норм проводят скидку или надбавку к цене на хлопковое волокно в установленном порядке.
В хлопковом волокне не допускается наличие целых хлопковых семян, масляных пятен, посторонних предметов и гнилостного запаха.
Не допускается смешивание длинноволокнистого и средневолокнистого хлопковых волокон.



Автор статьи: интернет-магазин «Трикотажный ряд»