Для выделения группы объектов I порядка (при установлении конкретной или общей групповой принадлежности) в качестве оснований используются класс и марка красителя. Группы волокон и других волокнистых материалов более высоких порядков выделяются по наличию и характеру посторонних случайных загрязнений, повреждений.
Рассмотрим характеристику отдельных классов объектов волокнистой природы.
Волокна
Рассмотрим классификацию и основные характеристики единичных волокон, которые необходимо учитывать при их собирании и предварительном исследовании.
Классификация волокон по способу получения представлена на рис. 8.
Натуральные (природные) волокна, как видно из указанного рисунка, включают в себя волокна минерального, растительного и животного происхождения. Поскольку волокна минерального происхождения — стеклянные, асбестовые (из природных минералов хризолита — асбеста и крокидолита — голубого асбеста, толщиной до 1 мкм и длиной от 4 до 26 мм), керамические (из силиката алюминия) и волокна горных пород (базальтовые) в экспертной практике встречаются редко, рассмотрим характеристику волокон второй и третьей группы.
Волокна растительного происхождения
Хлопковые волокна представляют собой волоски, покрывающие семена хлопчатника. По длине различаются на коротковолокнистые (длина до 24 мм), средневолокнистые (24-29 мм), длинноволокнистые (30-40 мм), экстрадлинные (свыше 40 мм). По размеру волокон в поперечнике они делятся на тонкие (толщина до 20 мкм), средние (20-23 мкм), грубые (свыше 30 мкм).
Форма зрелых волокон в продольном направлении лентообразная, спирально скрученная вокруг своей оси, с каналом в центре, имеет косую штриховатость. Форма и ширина канала зависит от степени зрелости волокон.
Рис. 8. Классификация волокон по способу получения
Обработкой хлопковых волокон 30%-ным раствором едкого натра получают мерсеризованный хлопок, волокна которого имеют повышенную прочность и устойчивый блеск, шелковистость, более высокую способность к окрашиванию. Мерсеризованный хлопок имеет цилиндрическую форму, перевитость волокон отсутствует, канал узкий либо нитевидный.
Лубяные волокна. В мировой практике для производства лубяных волокон используют довольно разнообразное сырье. Это сравнительно тонкие, гибкие стеблевые волокна льна, рами; грубые стеблевые волокна конопли, джута, кенафа, канатника; волокна листового происхождения, получаемые из сизаля, маниллы, юкки, драцены, новозеландского льна; волокна из орехов кокосовой пальмы (копр).
В России и странах бывшего СССР применяются лубяные волокна, получаемые из льна, конопли (пенька), кенафа, джута и сизаля. Поэтому в данной лекции будут рассмотрены диагностические особенности и сферы применения именно этих лубяных волокон.
Льняные волокна. Льняное техническое волокно (табл. 6) выпускается в виде длинного и короткого волокна (кудель). Длинное волокно обычно используют для изготовления бытовых тканей. Предварительно оно подвергается отбелке. Для изготовления же технических тканей (брезент и т.д.) волокно не отбеливается и ткань состоит из длинноволокнистой пряжи. Из короткого волокна изготовляются тарные и упаковочные ткани (мешковина и пр.), а также веревки, шпагаты, другие крученые изделия, нетканые материалы.
Волокна пеньки (конопли) служат сырьем для получения канатов, веревок, шпагатов.
Волокна кенафа применяют для изготовления крученых изделий, тарных тканей, утеплительных жгутов, нетканых материалов.
Волокна сизаля получают из листьев растения агавы. Основными поставщиками технического волокна сизаля являются: Индия, Индонезия, страны Африки, Куба, Мексика.
Техническое волокно сизаля достигает в длину до 4,5 м. Оно имеет белый с желтоватым оттенком цвет и применяется преимущественно для изготовления канатов.
Таблица 6. Характерные особенности строения целлюлозных волокон
Наименование волокна Характерные особенности волокна в продольном направлении Форма поперечного разреза волокна Хлопок
Зрелые волокна: лен лентообразные; спиральноскрученные вокруг своей оси; канал широкий с косой штриховатостью, один колец конусообразно заострен, другой неравномерно разорван Бобовидная, реже округлая с каналом посередине
Вполне зрелые волокна: цилиндрической формы; канал узкий
Недозрелые волокна: лентообразные, местами помятые или перегнутые, канал широкий, трудно различимый
Мертвые волокна: прозрачные, вид плоской лепты, стенки тонкие, извитость почти или совсем отсутствует Хлопок мерсеризованный Преобладают гладкие волокна цилиндрической формы; перевитость отсутствует; канал узкий, иногда нитевидный, местами прерывающийся Округлая, реже бобовидная Лен
Гладкие волокна: форма цилиндрическая; имеются сдвиги в виде поперечных линий и утолщений; капал узкий нитевидный; концы острые в виде иглы Многогранная (с 4-6 гранями) с точечным каналом посередине
Гипоктиловые волокна: сдвиги широкие; заметно выражена слоистость. Круглая или овальная
Волокна джута, основными поставщиками которого служат Индия, Вьетнам, Пакистан, применяются в основном для изготовления тарных тканей и мешков.
Отличительными морфологическими признаками для всех лубяных волокон являются:
• цилиндрическая форма с заостренным концом и узким каналом в центре волокна;
• наличие характерных утолщений и сдвигов в поперечном направлении волокон.
Волокна животного происхождения
Под шерстью понимают волосяной покров овец (до 97% всей шерсти, поступающей в шерстеобрабатывающую промышленность), коз, верблюдов и других животных, который поддается переработке в пряжу, а также изделия текстильного, трикотажного, валяльно-войлочного производства. Получается стрижкой животных (овечья, козья), вычесыванием из волосяного покрова (обычно козья) либо собирается при линьке (верблюжья).
Шерстяные волокна состоят из содержащего серу белкового вещества кератина. Различают тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую шерсть.
Тонкая шерсть состоит из пуха; полутонкая — из пуха и переходного волоса; полугрубая — из пуха, переходного волоса и ости; грубая шерсть — из пухового, переходного, остевого и мертвого волоса.
Волокна шерсти имеют цилиндрическую форму и состоят из чешуйчатого (кутикулярного) и корневого слоя. Для толстых и грубых волокон (остевых и мертвых), кроме того, присутствует сердцевинный слой (канал). Кутикулярный слой состоит из тончайших роговидных пластинок, расположенных на поверхности волокна. Корневой слой — из отдельных веретенообразных клеток, расположенных вдоль оси волокна. Сердцевидный слой расположен в центральной части волокна и состоит из отдельных клеток, разделенных воздушными промежутками. Для пуховых волос сердцевинный слой отсутствует; для переходных — имеет прерывистое строение; для остевых и мертвых волос — имеет четко выраженную структуру, с увеличением ширины слоя для мертвых волос.
Натуральный шелк вырабатывается личинками шелковичного червя (шелкопряда) в виде парных склеенных между собой при помощи специального вещества серицина нитей. Различают шелк от шелкопряда, выкормленного тутовыми листьями (тутовый шелкопряд) и выкормленного дубовыми или березовыми листьями (дикий шелкопряд). В последнем случае получаемый шелк называется туссор.
Под микроскопом в продольном направлении шелковые волокна имеют лентообразную форму, неравномерные по ширине. Для различных волокон ширина колеблется от 10 до 20 мкм.
Шелк туссор, кроме того, имеет продольную штриховатость, серый пли коричневый оттенок. Толщина волокна — 25-30 мкм.
Химические волокна получают из полимерных материалов. Синтетические — из полимеров естественного происхождения (целлюлозы или белковых веществ), искусственные же — из полимеров, получаемых в результате химического синтеза.
Производство химических волокон складывается из следующих операций.