Н.Н.Карпенко, А.В. Павликова - Орловский государственный

УДК 338.33:667-486
Н.Н.Карпенко, А.В. Павликова
РАЗВИТИЕ АССОРТИМЕНТА ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН
Рассмотрены отдельные направления развития рынка текстильных волокон. Отмечено влияние химической модификации на свойства волокон. Охарактеризованы марки новых волокон из химического и природного сырья. Рассмотрены присущие им свойства и органолептические характеристики.
Текстильные волокна, материалы растительного и животного происхождения, модификация, сырье,
марки.
В настоящее время происходит интенсивное развитие текстильной промышленности. Новейшие технологии позволяют широко использовать разнообразное сырьё для изготовления различных волокон и нитей. И
последнее столетие ознаменовано бурным развитием ассортимента химических волокон.
Выделяют четыре основных этапа в развитии данного вида волокон.
На первом этапе - с конца XIX века до 1940-50-х годов - разрабатывались и совершенствовались процессы получения искусственных волокон на основе природных полимеров из их растворов мокрым методом формования.
На втором этапе - 1940-70-е годы - развивались процессы синтеза волокнообразующих мономеров, полимеров и технологии получения волокон из расплавов синтетических полимеров.
На третьем этапе - 1970-90-е годы - выпуск химических волокон существенно возрос. Широко развились
методы их модифицирования для улучшения потребительских свойств. Химические волокна приобрели самостоятельное значение для самых различных видов изделий и областей применения.
На четвертом этапе - с 1990-х годов по настоящее время - идет современный этап развития производства
химических волокон, появление новых способов модифицирования, создание новых видов многотоннажных
волокон: «волокон будущего» или «волокон четвертого поколения». В их числе новые волокна на основе воспроизводимого растительного сырья (лиоцелл, полилактидные), новые мономеры и полимеры, получаемые путем биохимического синтеза и волокна на их основе.
Значительное распространение на рынке химических волокон получили полиэфирные волокна. Рассмотрим некоторые марки этих волокон, производимые фирмой Huvis [4].
CONJUGATE - высокоизвитое волокно, производимое по биокомпонентной прядильной технологии из
гетерогенного полиэфира. Обладает высокой упругостью, легкостью на ощупь.
HSF - волокно, обладающее высокой способностью к усадке под воздействием горячей воды или горячего воздуха. Усадка отдельных волокон принудительно осуществляется одностадийной обработкой горячей водой или горячим воздухом.
LMF - легкоплавкие волокна, которые производятся путем биокомпонентного прядения основных полиэфирных волокон с модифицированными. Они могут размягчаться при более низкой температуре, чем нормальные волокна и соединяться с другими волокнами. Используются при изготовлении трикотажной продукции лечебного назначения (медицинские).
FIOFA - волокна, обладающие хорошей линейной плотностью, на ощупь мягкие. Изделия из них долговечны и не требуют сложного ухода. Волокна применяются в текстиле совместно с хлопком.
HCT/HSFC - волокна «стретч», высокоизвитое и эластичное, обладает хорошей растяжимостью благодаря большому числу витков, образованных в результате обработки с применением кипящей воды или горячего
воздуха.
HPF - гидрофильное волокно, которое производится по специальному нетоксичному методу. Обладает
хорошими способностями к вытягиванию, увлажнению и впитыванию, что придаёт изделиям надежность и
стабильность.
MIKRO-SPLIT - микрорасщепленные волокна, производятся по биокомпонентной прядильной технологии и могут расщепляться механическим путем; сильнейшим скручиванием волокон с целью разрушения целостности связей между двумя компонентами или химическим путём: обработкой щелочным раствором.
NAPOLY - мягкие, эластичные и легко окрашиваемых волокон, разработанных и собственной технологии полимеризации и прядения компании Huvis. Волокна обладают уникальными характеристиками, такими,
как мягкость и надёжность. Он используются для изготовления тканей для одежды.
POPOP - плоские волокна, обладающие сечением в форме арахиса, которое наделяет волокна возвратной
эластичностью. Эта способность позволяет использовать плоские волокна в производстве текстиля.
ZEROXY - пламеустойчивые волокна, разработанных по собственной технологии фирмой Huvis. Устойчивость к воздействию открытого огня предана самому исходному материалу (полимеру) путем добавления
фосфоросодержащего агента.
Известно также технология изготовления сверхпрочного химического текстильного волокна. Такая нить
имеет диаметр 50 микро метров и образована десятками миллионов нанотрубок, скреплённых между собой при
помощи полимера. Это электропроводящее волокно имеет втрое большую прочность на разрыв, нежели паути-
на паука-кругопряда, считающаяся наиболее прочной из всех натуральных нитей.
Одним из новых ассортиментных направлений развития химических волокон является разработка волокон для термобелья, которое предназначается для низкого и среднего уровня физической активности при прохладной, холодной или очень холодной температуре внешней среды, что позволяет использовать его при занятии различными видами спорта [2].
Термобельё имеет множество преимуществ по сравнению с обычным бельём. Оно бережет теплоэнергию
тела, не впитывает в себя и выводит лишнюю влагу, не создавая тем самым ощущения дискомфорта. Термобелье нейтрализует раздражающее действие пота на кожу, так как уменьшается время контакта пота с кожей. Наличие нитей Spandex в термобелье сохраняет его от деформации и повышает износостойкость.
Для производства термобелья используются синтетические материалы, в частности полиэстер, который
имеет "ячеистую" структуру и синтетический полипропилен, являющийся долговечным и износостойким материалом.
Преимуществами пропиленовых волокон являются низкая плотность, хорошие теплозащитные свойства,
высокие прочность и износостойкость, а также хемостойкость в кислых и щелочных средах. Волокна имеют
высокую гигроскопичность, смачиваемость их на 0,05% ниже смачиваемости других волокон, а стойкость к
истиранию находится на уровне нейлона. Изготовленное с применением пропиленовых волокон белье имеет
большую комфортность, чем 100% хлопчатобумажные. К недостаткам таких волокон относится невысокая
стойкость к высоким температурам (около 120?С), а также склонность к химической коррозии при воздействии
трихлорэтилена и перхлорэтилена, что затрудняет утюжку и химическую чистку.
Фирма Himont (Италия) выпускает пропиленовое волокно мераклон линейной плотностью 0,13 – 0,14
текс, предназначенное для спортивной одежды, материалов медицинского и технического назначения.
Разработаны волокна для чулочного производства, влияющие на окислительные процессы и мускульную
энергию: ComFortrel XPTM, Sensura®, Spunaire®, DuPont Textiles Interiors (DTI) создал волокна для «Энергетических носков» на базе Lycra®, это волокна Т-403 и другие. «Энергетические носки обеспечивают программный компрессионный эффект в сочетании с активным массажем ног и улучшением циркуляции крови. Хороший поддерживающий эффект обеспечивает содержанием эластановых нитей в количестве 7-12%. Главное сырье для женских изделий (тонких колготок и чулок) – найлон (текстурированный) с добавлением до 20% спандекса. Традиционно считают, что количество спандекса до 18% - создаёт комфорт, свыше 19% - обеспечивает
контролируемые функции (профилактические, медицинские и другие). Как правило, спандекс вводится в
структуру переплетения таким образом, что обеспечивает его одноосновную деформацию и упругие характеристики вдоль петельных рядов вокруг охватываемого изделием периметра ноги.
Эластичное волокно Dorlastan®, созданное немецкой компанией Bayer, - единственное огнезащитное волокно, сертифицированное в соответствии со стандартом DIN ISO 4102-16: 1998 B1 и B2.
Компания Asahi Kasei, производящая волокно Roica®, является единственной компанией - производителем эластичных волокон, которая сама изготавливает сырье для создания волокна и, таким образом, может самостоятельно придавать нитям заданную структуру еще до создания волокна. Волокно этой компании идеально
подходит для необработанных кромок и любых вырезов деталей нижнего белья, его характеризуют мягкость и
эластичность, к тому же оно не скатывается. На его основе создана целая серия материалов, которая уже включает новейшие разработки: Roica®HS — «мягкая» модификация, Roica®BZ — управление потоотделением,
Roica®BX — для высоких температур, Roica®SP — устойчивое к действию хлора, Roica®CF — против неприятного запаха, Roica®HP — для активной деятельности, Roica® Acid Dyeable — специальное волокно для кислотного окрашивания.
Компания Invista представила новые линии. Lycra®Spa FX™ - новое волокно, созданное с использованием микроинкапсуляции; придающее смягчающие или освежающие свойства: Naturals с алоэ вера, витамином Е
и экстрактом морских водорослей и Aromatherapy с лавандой, ванилью или перечной мятой. Еще одна новая
линия - Lycra®Fresh FX™ - также представлена в двух разновидностях: линия эластичных тканей с микрокапсулами ароматов и линия дышащих, быстросохнущих тканей, изготавливаемых из полиамидного волокна
X6300, имеющего в поперечном сечении четыре капиллярных канала. Волокно Xtra Life устойчиво к действию
хлора и производится в совершенно новой «черной» версии, появившейся на рынке в прошлом году. Оно обладает дополнительными свойствами, например высокой способностью сохранять цвет, несмотря на многократные стирки, и позволяет избежать чрезмерного использование красок, что делает его более дешевым и чистым [6].
Волокна, изготавливаемые из серебра, обладают исключительными антибактериальными свойствами.
Последняя разработка корейской компании Hyosung – антибактериальная нить на основе полиамида Mipan
Nano-Magic Silver, содержащая частицы серебра. Как говорят представители компании, новая нить создает инфракрасное излучение, улучшает циркуляцию крови и метаболизм. Частицы серебра перемешаны с полимером,
поэтому они не вымываются из нитей и остаются столь же эффективными до конца срока службы изготовленных из них изделий. По результатам исследований, проведенных компанией Hyosung, глобальный рынок, предлагающий подобные нановолокна, сейчас оценивается в 2,6 миллиарда долларов США и ежегодно увеличивается на 10%. Новая нить будет достойным конкурентом волокну X-Static, являющемуся сегодня лидером этого
рынка и появившемуся первым среди волокон, созданных с использованием свойств серебра.
В настоящее время нашим институтом предлагается идея использования материалов, при эксплуатации
которых осуществляется оксислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся надравновесным излучением в области ближнего инфракрасного спектра, т.е. в области спектра поглощения воды (вблизи 1000
нм), которое физиологически активно. Физиологическая активность обусловлена активацией самой воды в
клетках организма человека, что компенсирует отрицательное действие используемых в одежде синтетических
материалов, для большей части ассортимента которых не решена задача устранения локальных объемных зарядов, отрицательно действующих на кожу носчика.
Множество текстильных материалов, используемых в различных областях промышленности, в строительстве, быту, транспорте, наряду с многочисленными достоинствами, характеризуются таким недостатком,
как горючесть и повышенная пожарная опасность. Они легко воспламеняются, быстро горят с выделением
большого количества дыма и токсичных газообразных продуктов. Также эти материалы характеризуются таким
недостатком, как каплепадение, что является дополнительным источником распространения пламени.
Сейчас используются два основных способа получения текстильных материалов с пониженной пожарной
опасностью: получение текстильных материалов из термостойких волокон, обладающих пониженной горючестью и модифицирование натуральных или химических волокон замедлителями горения, которые обеспечат
снижение горючести и дымообразования токсичных продуктов горения.
Материалы первого типа, обладают высокими физико-механическими и огнезащитными показателями,
которые сохраняются в процессе длительной эксплуатации. Но ценовая политика, а также трудность получения
эффективного сырья ограничивают область использования этих волокон в текстильном секторе, в частности
для получения спецодежды. Производства термостойких волокон в Российской Федерации нет. Поэтому такие
материалы используют в специальных областях, например, в военной технике.
Для получения материалов второго типа используются многотоннажные волокна, которые более доступны по цене. Для снижения горючести таких волокон могут быть использованы различные методы модифицирования. Химическое модифицирование используется для получения материалов, в которые на стадии получения
полимера добавляется фосфорсодержащий мономер, и таким образом получается уже сополимер, обладающий
огнезащитными свойствами, но нельзя ввести достаточно большое количество замедлителя горения, поскольку
резко изменяются технологические показатели полимера, что обуславливает сложность формования волокна, в
чем и заключается основной недостаток данного процесса.
Среди новых волокон на основе возобновляемого растительного сырья весьма перспективными являются
полилактидные волокна, получаемые на основе крахмалосодержащих растительных отходов. Технология получения исходного сырья - гексоз - основана на известном биохимическом процессе гидролиза полисахаридов,
широко применяемом при получении глюкозы (обычно крахмалосодержащих отходов пищевой промышленности). Исходным сырьем для биохимического процесса служит крахмал (маисовый, кукурузный, картофельный)
или меласса, получаемая при производстве сахара из сахарной свеклы или сахарного тростника, а также некоторые другие растительные продуты, содержащие гексозаны. Эти исходные материалы подвергаются гидролизу с образованием глюкозы и других гексоз.
Волокна марки Ingeo® производителя «Cargill Dow» – это волокна, производимые из кукурузного крахмала. Волокно производится при помощи простого процесса ферментации, похожего на процесс производства
йогурта. После ферментации продукт превращается в полимер под названием полиактид и продается под торговой маркой Nature Works®. Это первое волокно подобного типа со времен нефтехимических волокон. Ingeo
сочетает свойства натурального материала с преимуществами синтетического, обеспечивая: прекрасное поглощение влаги, быструю высыхаемость и превосходную устойчивость красок, гипоаллергенные свойства и устойчивость к действию УФ излучения, высокую прочность и мягкость, низкую горючесть.
Волокна Soja® от производителей Spoerry, Camenzind и др. Получают из маслянистой сои. Волокно прекрасно сохраняет тепло, быстро сохнет, обладает антибактериальными свойствами, мягкостью шелка, воздухопроницаемо.
Волокна из водорослей предлагает производитель «Zimmer AG». Волокна SeaCell Active® производятся
добавлением тонко измельченных водорослей к раствору перед вытягиванием нитей с введением серебра. Используемые водоросли должны относиться к семейству бурых, красных, зеленых или голубых водорослей. Самые востребованные – бурая водоросль (Ascophyllum Nodosum) и красная (Lithothamnium Calcareum). Для максимального эффекта в ткани смесь волокон в нити должна содержать минимум 25% SeaCell. Аминокислоты и
минералы, содержащиеся в водоросли, высвобождаются под действием влаги от тела и принимают участие в
восстановлении баланса кожи. Минимальное высвобождение частиц серебра приводит к долговременному антибактериальному действию, в то время как целлюлозное волокно остается мягким и комфортным.
Волокна марки Lenpur® вырабатывают из древесной смеси, получаемой из большой канадской благородной пихты. При этом деревья не вырубают, а лишь обламывают ветви. Волокно по своей природе обладает
очень хорошей абсорбционной способностью, в 5-6 раз большей, чем у синтетического волокна, и в 3 раза, чем
у хлопка. Высокая чистота таких волокон придает им хорошую восприимчивость к красителям, что улучшает
равномерность окрашивания. Волокно поглощает неприятные запахи и не электризуется. Ткани из таких волокон известны также как «растительный кашемир».
Не так давно на рынке появилось волокно бамбука, которое после волокна из хлопка, конопли, пуха и
шелка занимает пятое место среди основных видов натуральных волокон. Ученые считают, что бамбуковое
волокно представляет собой одно из экологически чистых веществ в настоящем смысле этого слова. [1] В качестве сырья для изготовления бамбукового волокна применяется необработанный (сырой) природный бамбук
возрастом 3-4 года, из которого при помощи современной научной технологии получают бамбуковую целлюлозу. В ходе производственного процесса не используются никакие дополнительные добавки, что позволяет со-
хранить все уникальные природные свойства натурального бамбука.
Для бамбукового волокна характерна уникальная мягкость и утонченность. Например, трикотажные изделия, изготовленные из бамбука, хорошо сохраняют белизну, не тускнеют, держат свежесть красок и оттенков,
а само трикотажное волокно прочное и износостойкое, обладает высокой эластичностью, стабильностью
свойств. По своим качествам бамбуковый трикотаж является даже мягче хлопка, при прикосновении напоминает бархат.
Полотенца из бамбукового волокна не будут плесневеть, менять запах и становиться клейкими даже в
теплой и влажной среде. Основная причина заключается в том, что такие полотенца сами по себе обладают антибактериальными и бактерицидными функциями, и, кроме того, в бамбуковых волокнах содержится большое
количество антиоксидантных компонентов.
Появились также новые животные волокна, которые изготавливаются из органических веществ и принимают вид шелка или ворса. Новые исследования привели к разработке новых волокон из панцирей крабов. В то
время как эти исследования почти завершены, исследования шелка от пауков, который в 5 раз прочнее стали и
эластичнее найлона, все еще ведутся.
Волокна из панцирей крабов Crabyon® производит компания «Pozzi Electa». Основной материал - хитозан
(экстракт хитина). Экстракты крабовых панцирей, богатых хитином, белком и кальцием, пришли из пищевой
промышленности. Белок и кальций удаляются перед созданием волокон. Достоинства волокон: высокая абсорбционная способность, антибактериальная эффективность, гомеостатическое, антиаллергенное волокно.
Таким образом, можно утверждать, что на современном этапе природная и химическая сырьевая база используется текстильной промышленностью более практично.
Список литературы:
1. Бамбуковое волокно [Электронный ресурс]/ Режим доступа - http://www.shuboshi-europe.com/bambuk
2. Термобельё [Электронный ресурс]/ Режим доступа - http:/// - www.brubeck-ivo.ru
3. Ткани и аксессуары для штор [Электронный ресурс]/ Режим доступа - http://www.ventanadeco.ru
4. Химические волокна [Электронный ресурс]/ Режим доступа - http://www.biysk.ru
5.Умные ткани природного происхождения [Электронный ресурс]/ Режим доступа http://www.legprom.info.ru
6.Российский деловой журнал «Бельё и колготки» [Электронный ресурс]/ Режим доступа http://www.biko-info.ru
Карпенко Наталья Николаевна
студентка 3 курса факультета коммерции
Орловского государственного института экономики и торговли
E – mail: natasha-karpenko@mail.ru
Павликова Анна Валерьевна
к.т.н., доцент кафедры товароведения и экспертизы товаров
Орловского государственного института экономики и торговли
E – mail: annvp@mail.ru