Физико-механические свойства шерсти

 

Физико-механические свойства шерсти: тонина, извитость, длина, прочность, растяжимость, упругость, эластичность, цвет и блеск. Кроме того, учитывают влажность и выход мытой шерсти.

Тонина — основной систематический признак в классификации и оценке шерсти. Ее определяют измерением диаметра поперечного сечения шерстного волокна и выражают в микрометрах.

Тонина шерсти зависит от породы, условий кормления и содержания, пола животных, их возраста и индивидуальных особенностей. У молодняка шерсть тоньше, чем у взрослых овец. С возрастом шерсть грубеет, а после 5-6-летнего возраста в связи с ослаблением жизненных функций организма шерсть утоняется.

Тонину шерсти чаще всего характеризуют средней арифметической величиной поперечных размеров волокон (в микрометрах), тексом — отношением массы шерсти к ее длине, номером — отношением длины шерсти к ее массе, классом тонины — качеством (для однородной шерсти).

В зависимости от тонины однородную шерсть в нашей стране подразделяют на 13 классов, называемых качествами, которые обозначают цифрами 80, 70, 64, 60, 58, 56, 50, 48, 46, 44, 40, 36, 32(табл. 4).

 

Таблица 4

Классификация однородной шерсти по тонине, принятая в России и странах СНГ

 

 

Качество (класс тонины)	Тонина шерсти, мкм		Качество (класс тонины)	Тонина шерсти, мкм
	от	до		от	до
80	14,5	18,0	48	31,1	34,0
70	18,1	20,5	46	34,1	37,0
64	20,6	23,0	44	37,1	40,0
60	23,1	25,0	40	40,1	43,0
58	25,1	27,0	36	43,1	55,0
56	27,1	29,0	32	55,1	67,0
50	29,1	31,0

 

Действующую систему иногда неверно называют брадфордской. Сущность брадфордской классификации шерсти в следующем. Из мытой и прочесанной шерсти (топе) готовят пряжу и разделяют на мотки по 512 м каждый. Число мотков пряжи, которое получается из 1 английского фунта (453,6 г) шерсти, назвали качеством. Если, например, из 453,6 г чистой шерсти получено 64 мотка пряжи по 512 м каждый, то такая шерсть соответствует 64-му качеству. Чем тоньше шерсть, тем больше получится мотков пряжи и будет выше числовое обозначение класса тонины, и наоборот.

Следует отметить, что из шерсти одинаковой тонины, но разной длины и прочности можно получить различную по длине нить. Поэтому брадфордскую систему стали заменять другими. В нашей стране термин «качество» и нумерация классов заимствованы из брадфордской классификации, но разделение шерсти на классы производится в зависимости от тонины в мкм.

Методы определения тонины шерсти рассматриваются ниже.

Среди особенностей тонины шерсти по сравнению с тониной остальных натуральных текстильных волокон следует отметить весьма большую Амплитуду колебаний ее размеров. Так, в овечьей шерсти тонина самых тонких волокон составляет 8-10 мкм, а грубых остевых и мертвого волоса достигает 200 мкм и более. Толщина волокон хлопка колеблется в пределах 16,5-26,5 мкм, льна — 16-31 мкм, шелка — 12-15,7 мкм.

Следует отметить, что даже в высококачественной мериносовой шерсти у одного и того же животного, на одном и том же участке волокна имеют разную тонину. Более того, нет шерстинок, имеющих одинаковую тонину по всей длине волокна.

Показатель, характеризующий степень неоднородности волокон по тонине, называется уравненностью шерсти по тонине. Уравненность — очень важный показатель качества шерсти: чем уравненнее шерсть, тем больше и лучшего качества из нее можно получить пряжи.

Изменчивость тонины на протяжении волокна зависит от полноценности кормления, физиологических и сезонных факторов. У животных, получающих в течение всего года полноценный рацион, равномерность тонины волокон шерсти хорошая. Из такой шерсти вырабатывают высококачественную пряжу для наиболее ценного ассортимента изделий. При недостаточном кормлении, особенно в напряженные для животных физиологические периоды (суягность, лактация), совпадающие, как правило, с зимним и ранневесенним сезонами года, отличающимися худшими условиями кормления, шерстяные волокна утоняются (табл. 5).

Изменение тонины шерстяных волокон у тонкорунных и полутонкорунных маток по сезонам года, мкм.

Таблица 5

Сезон года	Порода
	Ставропо-льская	Северокав- казская	Русская длинношерстная (калининский тип)	Цигайская
Лето	22,2	28,9	31,8	33,6
Осень	21,8	28,8	31,6	33,3
Зима	18,9	27,3	27,5	27,9
Весна	18,3	26,3	27,1	25,9

 

При продолжительном недокорме, болезнях участки шерстяных волокон с утонениями могут быть довольно значительными. Такие утонения называют переследом. При промышленной переработке шерстяные волокна в утоненной зоне или легко обрываются, или пряжа из них получается очень неровная и недостаточно прочная.

Тонина шерсти в значительной степени зависит от пола, возраста и индивидуальных особенностей овец. У баранов шерсть грубее, чем у маток; шерсть валухов по тонине занимает промежуточное положение между шерстью баранов и маток. У ягнят шерсть с возрастом грубеет. При старении овец, начиная с 5-6-летнего возраста, шерсть становится тоньше. Индивидуальные вариации тонины шерсти у овец даже в хорошо отселекционированных стадах весьма значительные. У отдельно взятой овцы более грубая шерсть растет на холке и спине, наиболее тонкая — на брюхе. На боках растет наиболее уравненная шерсть по длине и тонине, поэтому ее длину и тонину определяют всегда в этом месте. Для установления уравненности шерсти в руне сравнивают тонину шерсти на боку и на ляжке. Если разницы нет или она в пределах одного качества, то шерсть считается хорошо уравненной; если разница составляет два качества — шерсть уравненная, если более двух качеств — неуравненная. Более уравненную шерсть дают валухи, ярки и переярки.

Тонина шерсти находится в обратной зависимости от ее длины, т.е. чем тоньше шерсть, тем она короче, и, наоборот, по мере огрубления шерсти ее длина увеличивается).

Извитость - свойство шерсти образовывать извитки называется извитостью.

Различают форму и степень извитости. Форму извитости устанавливают по соотношению высоты дуги завитка и длины основания дуги. По этим показателям различают следующие формы извитости: гладкую — а, растянутую — б, плоскую — в, нормальную — г, сжатую — д, высокую — е, петлистую — ж (рис. 5).

 

Рис. 5.Формы извитости шерстяных волокон

Гладкая извитость — высота извитков по сравнению с длиной основания почти незаметна. Такую форму извитости имеют грубые остевые волокна.

Растянутая извитость имеет более заметную высоту извитков, чем гладкая. Такая форма извитости остевых волокон называется волнистостью.

Плоская извитость — высота извитков меньше длины основания.

Нормальная извитость — высота извитков равна половине длины основания. Такая извитость характерна для тонкой мериносовой шерсти высокого качества.

Сжатая извитость — высота извитков несколько больше длины основания.

Высокая извитость — высота извитков значительно больше длины основания.

Петлистая форма извитости характеризуется чрезмерной высотой дуги за счет уменьшения длины основания; форма дуг напоминает петли. Шерсть с петлистой извитостью обычно имеет пониженную прочность и меньшую длину. Повышенная извитость шерсти затрудняет процесс ее чесания и приводит к обрывности волокон, снижению выхода пряжи. Такая извитость шерсти является нежелательной для промышленности. Овцам, имеющим шерсть с петлистой, маркиртной извитостью, свойственна изнеженность, повышенная требовательность к условиям кормления и содержания, пониженная резистентность, невысокая продуктивность.

Степень извитости волокон характеризуется числом извитков на 1 см их длины. К извитой относится шерсть, у которой на 1 см длины приходится не менее 3-4 извитков (тонкая, полутонкая). Волокна тонкой мериносовой шерсти имеют от 7 до 12 извитков на 1 см длины, полутонкой шерсти — от 5 и ниже; остевые волокна, как правило, — 1 изви-ток на 1 см длины, мертвый волос извит еще слабее. Это показывает,

Однако извитость не может являться основным показателем для оценки тонины шерсти, так как далеко не всегда более тонкие волокна имеют большее число извитков на единицу длины и в пределах одного и того же качества шерсти она может значительно изменяться. Например, у мериносовой шерсти тониной 21-23 мкм (64-е качество) встречается от 5 до 9 извитков на 1 см. Это объясняется тем, что тонина и извитость волокна формируются под действием различных биологических факторов. Каждое из этих свойств по-разному реагирует на влияние внешней среды: тонина шерстяных волокон быстро и сильно изменяется под влиянием кормовых факторов или физиологического состояния организма животного (беременность, лактация и т.д.), тогда как извитость значительно меньше реагирует на эти факторы.

От извитости волокон зависит упругость ткани, ее валкоспособность и эластичность. Более правильное представление о степени извитости дает разница между длиной волокна в распрямленном и извитом состоянии.

Длина шерсти - важнейшее свойство, определяющее ее производственное назначение, один из главных селекционных признаков. Показатель длины особенно важен для тонкой и полутонкой шерсти. Различают естественную и истинную длину шерсти. За естественную длинупринимается длина пучка волокон (штапеля или косицы) с сохранением извитости или волнистости шерстинок. Ее измеряют линейкой с точностью до 5 мм. В косице измеряют длину ости и длину пухового яруса отдельно*. Эти измерения записывают дробью: в числителе — общая длина косицы (ости), в знаменателе — длина пухового яруса. Длину переходных волокон в неоднородной шерсти не определяют. Естественную длину тонкой шерсти называют также высотой штапеля.

Истинная длина — длина шерстяных волокон в распрямленном от извитости, но нерастянутом состоянии. Ее измеряют с точностью до 1 мм. Для определения истинной длины используют полуавтомат марки FM-04 и другие приборы, ее можно измерять и с помощью обыкновенной линейки.

Благодаря извитости шерстяных волокон истинная длина шерсти практически всегда больше естественной.

Рост шерсти в длину зависит от породы, пола, возраста, физиологического состояния овец, уровня их кормления, условий содержания и других факторов.

Самую короткую шерсть имеют овцы тонкорунных пород (6-9 см), у большинства полутонкорунных овец шерсть длиннее (10-14 см). Бараны и валухи продуцируют более длинную шерсть, чем матки. У молодняка до годичного возраста шерсть растет быстрее, чем у взрослых овец; в течение 4-5 лет прирост шерсти за год примерно одинаков, а после 5-6-летнего возраста скорость роста шерсти замедляется.

Прочность шерсти на разрывявляется одним из важных физико-механических и технологических качеств, которым определяется ее производственное назначение. Различают прочность абсолютную и удельную (относительную). Абсолютная прочность характеризуется нагрузкой, под действием которой волокно разрывается. По системе МКГСС при определении прочности одиночного волокна ее выражают в грамм-силе (гс), пучка волокон — в килограмм-силе (кгс); по системе СИ - в ньютонах (Н): 1 кгс=9,80665 Н.

Удельную прочность характеризует величина разрывного усилия, приходящегося на единицу площади поперечного сечения шерстяного волокна. По системе МКГСС ее выражают в кгс/мм², по системе СИ — в Паскалях (Па) или мегапаскалях (МПа); 1 мегапаскаль= 106 Па.

Прочность шерсти на разрывявляется одним из важных физико-механических и технологических качеств, которым определяется ее производственное назначение. Различают прочность абсолютную и удельную (относительную). Абсолютная прочность характеризуется нагрузкой, под действием которой волокно разрывается. По системе МКГСС при определении прочности одиночного волокна ее выражают в грамм-силе (гс), пучка волокон — в килограмм-силе (кгс); по системе СИ - в ньютонах (Н): 1 кгс=9,80665 Н.

Удельную прочность характеризует величина разрывного усилия, приходящегося на единицу площади поперечного сечения шерстяного волокна. По системе МКГСС ее выражают в кгс/мм², по системе СИ — в Паскалях (Па) или мегапаскалях (МПа); 1 мегапаскаль = 106 Па.

Растяжимостьпредставляет собой свойство предварительно распрямленного волокна увеличиваться при растягивании. Растяжимость испытывают так же, как и крепость, на динамометрах. Разница между истинной длиной шерстяного волокна и его длиной в момент разрыва, выраженная в процентах от истинной длины волокна, называется полным удлинением. Величина относительного полного удлинения, отнесенная к единице нагрузки, характеризует растяжимость. По системе МГКСС ее выражают в %/гс, а по системе СИ — в %/Н. 1 ньютон (Н) = 102 гс. Коэффициент растяжимости показывает увеличение длины волокна при нагрузке 1 кгс на 1 мм², выражается в процентах. Растяжимость тонкой шерсти составляет 33-35 %, полутонкой — 37-46%; хлопка — 6,9-7,2%; нейлона — 8,7-8,9%.

Под упругостьюпонимают свойство шерсти восстанавливать свой первоначальный объем и форму после сжатия, а под эластичностью— быстроту, с которой шерсть восстанавливает свою первоначальную форму. Этот показатель является ценным для шерстяного волокна, поскольку им во многом определяется прядильная способность шерсти, добротность и красота шерстяных изделий.

Пластичность шерсти - это способность волокна принимать и сохранять принятую форму после прекращения воздействия, вызвавшего изменение формы. Волокна с наиболее высокой пластичностью характеризуются большим удельным весом аморфной части /гамма-кератозы/ и содержанием тирозина.

Мягкость шерстиопределяется тониной и гистологическим строением волокон, соотношением и длиной ости и пуха в неоднородной шерсти. Наиболее мягкая — мериносовая, кроссбредная шерсть. Характерной особенностью шерсти цигайских овец является ее упругость и жесткость. Наиболее жесткая — неоднородная грубая шерсть (особенно у курдючных овец), а грубая шерсть романовских овец относительно мягкая, что обусловлено большей длиной пуха по сравнению с остью.

Гигроскопичность – способность поглощать воду. Именно это замечательное свойство делает шерстяное белье, шерстяную одежду и шерстяные постельные принадлежности такими полезными, т.к. вместе с влагой отводятся и токсичные вещества. Основой волокна шерсти является белок кератин, который составляет 70-85% массы.

Влажность шерсти определяется количеством содержащейся в ней воды. Шерсти присуще свойство механически удерживать влагу, которую она легко поглощает также из воздуха. Поэтому, чтобы знать истинную массу шерсти, определяют ее влажность.

Цвет шерсти. Овечья шерсть в основном белая, что наиболее соответствует требованиям перерабатывающей промышленности, так как только белая шерсть способна окрашиваться в любой цвет. Цвет шерсти зависит от содержания в корковом слое пигмента меланина. У грубошерстных овец цвет шерсти бывает различный - черный, рыжий, серый.

Блеск— свойство шерсти отражать лучи света. Он зависит главным образом от размера, формы и взаиморасположения чешуек, образующих наружный слой волокна, от степени развития сердцевинного слоя Ткани, изготовленные из шерсти с очень слабым блеском, не имеют хорошего вида.

От блеска шерсти зависит в определенной степени качество каракуля. При слабом блеске смушек даже с очень хорошими завитками сильно обесценивается. Для шерстяных тканей требуется не резкий, но достаточно сильный блеск, свойственный хорошей мериносовой шерсти.