Классификация и свойства основных групп волокон

Все материалы, из которых изготавливается туристическая экипировка состоят из волокон. Волокна в свою очередь отличаются друг от друга свойствами, химическим и физическим составом, строением, что обуславливает те качества тканей, которые и позволяют нашей экипировке обладать теми свойствами, которые мы от них ожидаем в той или иной ситуации.

Самый основной признак, на основании которого делятся все волокна, а, следовательно, и ткани — это происхождение.

Различают:

– натуральные волокна

К ним относят волокна природного происхождения (животные, минеральные, растительные);

– химические волокна

Главное их отличие — это то, что процесс их изготовления происходит на производстве. И в свою очередь к химическим волокнам относят:

● синтетические. Их получают в результате синтеза низкомолекулярных соединений природного происхождения (этилена, метана, фенола и других). Обязательным условием является протекание реакции полимеризации (соединение молекул мономеров в крупные молекулы полимера) или поликонденсации (процесс синтеза полимеров из полифункциональных соединений). Основным сырьем для производства синтетических волокон являются продукты переработки нефти, каменного угля или природного газа.

● искусственные. Такие волокна получают из высокомолекулярных соединений природного происхождения, которые образуются естественным путем в процессе роста волокон, например, целлюлоза, фиброин или кератин. Штапель, вискоза, ацетат, модал – это примеры таких искусственных тканей. В настоящее время эти ткани способны практически полноценно заменять натуральные ткани благодаря их отличным потребительским свойствам – материал хорошо пропускает воздух, быстро сохнет и тактильно приятны.

1. Натуральные волокна растительного происхождения

Самыми распространенными волокнами данного происхождения являются лен и хлопок. Рассмотрим подробнее особенности их обработки и процесса превращения волокон в ткани.

А. Хлопковые волокна

Это волокна на поверхности семян растения хлопчатника.

После сбора на полях, семена попадают на хлопкоочистительные заводы, где их чистят от сорных примесей, а затем отделяют сами волокна от семян, прессуют и упаковывают.

Само волокно хлопка — это трубочка с каналом внутри. Причем волокно несколько раз перекручивается вокруг своей оси.

Для хлопковой ткани характерна:

– высокая прочность;

– теплостойкость (устойчивость к высоким температурам до 140 градусов);

– гигроскопичность около 20%, что является средним показателем;

– небольшая доля упругой деформации, из-за чего изделия их хлопка довольно сильно мнутся;

– высокая устойчивость к воздействию щелочей;

– стойкость к истиранию.

К хлопчатобумажным тканям относятся тафта, сатин, бязь, поплин, ситец, толстая байка, тонкий батист, шифон, джинса. Из этой ткани часто делают подкладки для спальных мешков и вкладыши в них, летние костюмы для охоты и рыбалки и много других изделий, используемых на активном отдыхе.

Б. Льняные волокна

Источником этого волокна служат стебли льна.

Сначала их замачивают для того, чтобы микроорганизмы, появившиеся в результате этого процесса, начали разрушать ткань стеблей и разъединять лубяные пучки. Затем эти размокшие стебли мнут, трепят, чешут (да, такая терминология, пришедшая к нам с давних еще времен) и получают техническое волокно.

Чем характеризуются льняные ткани:

– прочные;

– износостойкие;

– высокая степень гигроскопичности;

– быстро сохнут;

– сильно мнутся. Поэтому чаще всего к льняной ткани добавляют волокна полиэстера.

2. Натуральные волокна животного происхождения

К ним мы относим шерсть и шелк.

А. Шерстяные волокна

Шерсть представляет собой волосяной покров животных. В основном используют шерсть овец (95%), верблюдов, лам, альпак, коз.

Но прежде чем из шерсти можно будет изготавливать ткань, ее подвергают длительной очистке, сортировке, мойке, сушке и лишь потом отправляют на текстильное производство. Овечья шерсть состоит из четырех типов волокон:

– пух. Он представляет собой очень тонкое, мягкое, прочное волокно.

– переходный волос. Это более толстое волокно по сравнению с пухом.

– ость. Волокна такого типа шерсти грубые и жесткие.

– мертвый волос. Из-за того, что эти волокна порыты пластинчатыми чешуйками, они становятся толстыми, прямыми и грубыми.

Такая ткань, например, как сукно, используемая в производстве верхней одежды для охоты, получается благодаря свойству шерстяной ткани – свойлачиванию. Кроме этого, она обладает очень низкой теплопроводностью, что обеспечивает ее популярность в производстве зимней экипировки.

Б. Шелковые волокна

Это длинные, тончайшие нити, которые выделяют гусеницы бабочки шелкопряда для создания кокона. Шелковые нити легкие, прочные — прочность их равна крепости стальной проволоки одинакового диаметра. Шелк гигроскопичен и быстро сохнет.

В туристической экипировке шелковые ткани используют, например, в некоторых вкладышах в спальные мешки (лайнеры).

3. Химические волокна

Их производство можно разделить на несколько основных этапов:

● получение сырья в процессе химических реакций и их первичную обработку;

● приготовление прядильной массы (это может быть расплав или раствор);

● формирование нитей с нужными физическими свойствами (извитость, диаметр, длина, наличие полостей и др);

● отделка волокон и их текстильная переработка в ткань.

Итак, химические волокна делятся на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна

А. Вискозное волокно

Оно ценится в текстильной промышленности помимо своих эстетических характеристик еще и высокой гигроскопичностью — около 40%, мягкостью и ощущением прохлады от ткани даже в жару. Это первое искусственное волокно, которое человек получил на производстве. Эти волокна получаются из щелочного раствора ксантогената — химической вытяжки, полученной из натуральной целлюлозы.

Вискоза — это отличное дополнение ко многим тканям. Например, в «соседстве» с полиэстером получаются ткани очень прочные и износостойкие, если добавить ее к лайкре или эластану, то получится великолепно тянущееся, эластичное полотно. В туристической экипировке вискозу добавляют в материалы для изготовления изделий для жаркой погоды, например, трекинговые носки и термобелье.

Б. Волокно модал

Оно так же относится к вискозным волокнам, но отличается высокими требованиям к экологической безопасности производства, при его выработке не применяется хлор и другие вредные примеси. Изготавливается он из целлюлозы бука или эвкалипта. Он относится к синтетическим тканям, так как изготовлен химическим способом, но природа его натуральна. В итоге получилось волокно прочнее чем вискоза, с очень высокой гигроскопичностью (в полтора раза выше чем у хлопка). Ткани с добавлением модала очень мягкие, тактильно приятные, эластичные и не теряют своих свойств даже после многократных стирок — моющее вещество просто не может задерживаться на волокнах, так как они очень гладкие. Особенностью добавления модала при пошиве туристической экипировки является то, что вещи получаются довольно дорогими. Модал используют при изготовлении одежды для активного спорта, термобелья, трекинговых носков.

В. Бамбуковое волокно

Оно так же представляет из себя волокно целлюлозы, которое восстановлено на химическом производстве. Изготавливается оно из мякоти бамбука. По своим свойствам бамбуковое волокно близко к вискозе, но имеет свои особенности, которые заключаются в том, что в нем содержится особое антибактериальное вещество, которое останавливает рост бактерий и это свойство сохраняется даже после многократных стирок.

Поэтому данное волокно очень ценится в производстве нательного белья, термобелья, носков, где борьба с бактериальной флорой особо важно.

Г. Волокно лиоцелл

Изначальным сырьем для изготовления этих волокон служит целлюлоза из эвкалипта. Лиоцелл относят к новейшему поколению синтетических волокон и считается, что он легко может составить серьезную конкуренцию волокнам натурального происхождения благодаря своим свойствам — хорошая гигроскопичность, способность пропускать воздух, высокая прочность, не сильная сминаемость, износостойкость. Лиоцелл широко используется в изготовлении одежды, его добавляют в состав смесовых тканей, улучшая их пользовательские характеристики.

Синтетические волокна

А. Полиамидные волокна

Производятся они из бензола и фенола — продуктов переработки нефти или каменного угля. Наиболее распространенными нитями, используемыми в производстве туристической экипировки, являются капрон, таслан, нейлон.

К основным положительным свойствам таких волокон относятся:

● высокая прочности при растяжении;

● износостойкость;

● морозоустойчивость;

● стойкость к химически агрессивным веществам;

● материал не горит, а лишь плавится;

● очень быстро сохнет.

А из недостатков можно выделить:

● низкую гигроскопичность (хотя в некоторых случая это можно отнести к «плюсам»)

● образование статического электричества;

● низкую светостойкость и теплостойкость. При температуре выше 40 градусов ткань может начать заламываться.

● высокая теплопроводность. Тоже спорный минус, иногда это можно отнести к преимуществу ткани. Полиамидная одежда не греет и не охлаждает, тело «не дышит».

Данные полиамидные волокна могут и полностью составлять ткань, а могут использоваться в составе других тканей, улучшая их свойства.

Б. Полиэфирные волокна

Они имеют полностью химическое происхождение, их вырабатывают из продуктов переработки нефти. Могут быть частью в сложносоставных тканях, либо полностью самостоятельным материалом.

Волокна отличаются высокой упругостью, низкой гигроскопичностью, хорошо сохраняют форму и имеют малую усадку, что делает ткань удобной в эксплуатации и уходе. В отличие от полиамидных волокон, полиэфирные разрушаются при воздействии на них кислот и щелочей. Так же этот материал довольно сильно электризуется и в чистом виде довольно жесткий. Последнее качество, хоть вроде и не положительное, но придает смесовым тканям в соседстве с хлопком, шерстью, вискозой дополнительную прочность.

В. Полиакрилнитрильные волокна

Такие волокна получают из продуктов переработки газа, нефти или угля. Структура волокон напоминает по строению нити натуральной шерсти и благодаря этому даже имеет схожие черты, присущие ей. Акрил, например, так и называют «искусственная шерсть».

К недостаткам такой ткани стоит отнести:

● недостаточная прочность по сравнению с полиэфирными материалами;

● электризуются;

● впитывает жиры, образуя пятна, которые трудно вывести.

Достоинств у полиакрилнитрильных волокон больше:

● не разрушается от УФ-излучения;

● термостойкий, не деформируется и не теряет свойств до температуры 130 градусов;

● быстро сохнет;

● отличные теплоизолирующие свойства;

● инертен к агрессивным химическим веществам;

● хорошо держит форму.

Часто полиакрилнитрильные нити можно увидеть в составе зимней одежды – свитеров, шапок, шарфов, теплого термобелья.

Г. Полиуретановые волокна

Полотно из полиуретановых волокон получается очень прочным и эластичным. При этом оно водонепроницаемо, но отлично пропускает воздух. Примерами полиуретановых нитей может служить — лайкра, спандекс, эластан и другие.

Данные волокна обладают рядом положительных свойств:

● морозоустойчив, не теряет свои потребительские свойства до температуры -30 градусов;

● не пропускает воду;

● очень эластичен и быстро восстанавливает свою форму;

● через микропоры воздух свободно циркулирует и получается хороший воздухообмен;

● высокая прочность и износостойкость.

Среди минусов отметим:

● ультрафиолет разрушает структуру ткани, уменьшая ее прочность

● не устойчив к агрессивным химическим веществам, например, не выдерживает контакт с хлором.

Д. Полиолефиновые волокна

Большая группа синтетических волокон, к которым относятся полиэтиленовые и полипропиленовые волокна, играющие значительную роль в изготовлении туристической экипировки и снаряжения.

Раньше эти материалы использовали практически только для технических нужд, затем, после того, как было обнаружено что полиолефиновые волокна гидрофобны, то есть отталкивают воду, сфера применения значительно выросло. Из них стали изготавливать палатки, тенты, непромокаемую одежду для активного отдыха, добавлять в состав материала для пошива термобелья, трекинговых носков.

Ткани, в которые входят полипропиленовые волокна очень прочные, износостойкие, не подвержены воздействию микроорганизмом и плесени. Однако такие материалы неустойчивы к высоким температурам, нежелательна их эксплуатация и стирка при температуре выше 40 градусов.

Мы с вами разобрали основные группы волокон, из которых изготавливаются практически все современные ткани. Зная характеристики базовых нитей, мы всегда, даже не читая описание конкретной ткани, сможем понять для чего она, какими свойствами обладает, как за ней ухаживать и как ее эксплуатировать.