Технология получения шелка

Технология получения шелка

Шелк не зря именуют "королем тканей", ведь это полотно очень красиво, обладает многими достоинствами и может применяться как в производстве одежды и аксессуаров, так и в оформлении интерьера. Из чего делают шелк и насколько это сложно? Читайте в статье ниже.

Немного истории

Только в 550 году н. э. византийский император Юстиниан сумел раскрыть секрет — из чего делают шелк. В Китай с секретным заданием были посланы два монаха. Вернувшись через два года, они привезли с собой яйца шелкопряда. Монополии на этом настал конец.

О гусеницах-шелкопрядах

Ткань натуральный шелк сегодня, как и в древние времена, можно изготовить только при помощи лучших гусениц. Бабочек в семействе шелкопрядов великое множество, но самую дорогую нить способны дать лишь гусеницы под названием Bombyx mori. Данный вид не существует в дикой природе, так как создан и взращен искусственно. Выведены они с единственной целью — кладка яиц для выращивания гусениц, производящих шелк.

Они очень плохо летают и почти ничего не видят, но с главной задачей справляются отлично. Живут гусеницы несколько дней, но успевают найти партнера и отложить до 500 яиц. Примерно на десятый день из яиц появляются гусеницы. Для производства килограмма шелка требуется около 6 тысяч гусениц.

Как гусеницы вырабатывают шелковую нить?

Из чего делают шелк, мы уже уяснили, но как это происходит? Каким образом гусеница вырабатывает такую драгоценную нить? Дело в том, что вылупившиеся существа круглыми сутками поедают листья тутового дерева, на котором обитают. За две недели жизни они вырастают в 70 раз и несколько раз линяют. Наев массу, шелкопряды готовы к производству нити. Тело становится полупрозрачным, а гусеницы ползают в поисках места для выработки нити. В этот момент их нужно поместить в специальные ящики с ячейками. Там тутовые шелкопряды начинают важный процесс — вьют коконы.

Переваренные листья превращаются в фиброин, накапливающийся в железах гусеницы. Со временем белок превращается в вещество под названием серицин. Во рту существ находится прядильный орган, на выходе из него две нити из фиброина склеиваются при помощи серицина. Получается одна крепкая шелковая нить, которая застывает на воздухе.

Одна гусеница способна свить за двое суток нить длиной более тысячи километров. Для производства одного шелкового платка требуется более ста коконов, а для традиционного кимоно — 9 тысяч!

Технология производства шелка

Когда кокон готов, его необходимо размотать (это называют кокономотанием). Для начала коконы собирают и подвергают тепловой обработке. После этого некачественные нити выбрасывают. Оставшиеся нити распаривают в горячей воде, чтоб увлажнить и размягчить. Затем специальные щетки находят конец, а станок соединяет две или несколько нитей (в зависимости от желаемой толщины). Материал-сырец перематывают, так он и высыхает.

Почему же ткань получается такой гладкой? Дело в том, что по специальной технологии с нее удаляют весь сироцин. В мыльном растворе шелк варят несколько часов. Более дешевая ткань, не прошедшая обработку, грубая и трудно поддается окраске. Именно поэтому шифон не такой гладкий.

Окрашивание шелка

Долгий путь производства ткани еще не окончен, хотя и близится к завершению. После отваривания шелка предстоит еще один важный этап — окрашивание. Гладкие нити красить легко. Структура фиброина позволяет краске проникнуть глубоко внутрь волокна. Поэтому шелковые платки так долго сохраняют свой цвет. Полотно содержит положительные и отрицательные ионы, что позволяет использовать любую краску и получать хороший результат. Красят шелк как в мотках, так и уже готовую ткань.

Для получения более блестящей ткани и ее насыщенного цвета шелк "оживляют", то есть обрабатывают уксусной эссенцией. В конце пути полотно еще раз обдают горячим паром под давлением. Это позволяет снять внутреннее напряжение волокон. Процесс называют декатировкой.

Теперь вы знаете, из чего делают шелк и какой это долгий путь. В основном он производится в Китае и Индии, но законодателями "шелковой моды" являются Франция и Италия. В настоящее время существует много синтетических тканей, напоминающих шелк, но по гораздо более низкой цене (вискоза, нейлон). Однако с натуральным шелком соревноваться не сможет ни одна ткань!

Нельзя назвать точной даты, когда люди научились использовать нити из коконов тутового шелкопряда для изготовления ткани. Древняя легенда гласит, что однажды кокон упал в чай императрицы Китая — жены Желтого императора — и превратился в длинную шёлковую нить. Считается, что именно эта императрица научила свой народ разводить гусениц с целью производства уникальной по своему составу ткани. Древняя технология производства была строго засекречена в течение многих лет, и за разглашение этой тайны можно было запросто лишиться головы.

Читайте также:  Необычные имена для собак девочек

Из чего делают шёлк?

Прошло несколько тысяч лет, а изделия из шёлка все так же пользуются спросом и так же ценятся во всем мире. Многочисленные искусственные заменители шёлка хоть и приблизились по своим свойствам к оригиналу, всё же уступают натуральному шёлку по многим критериям.

Итак, натуральный шёлк представляет собой мягкую ткань из нитей, добываемых из кокона тутового шелкопряда (читайте статью «Как отличить натуральный шёлк?»). Около 50% мирового производства натурального шёлка сосредоточено в Китае, отсюда же идут поставки шёлка наилучшего качества по всему миру. Кстати сказать, производить шёлк здесь начали еще в пятом тысячелетии до нашей эры, так что ремесло это в Китае — более чем традиционное.

Для создания шёлка наивысшего качества используются самые лучшие шелкопряды. Вылупившись из яиц эти гусеницы сразу же приступают к еде. Для того, чтобы начать производить шёлковые нити, тутовые шелкопряды увеличивают свой вес в 10 тысяч раз, поглощая только свежие листья шелковицы! После 40 дней и 40 ночей непрерывной трапезы личинки начинают ткать кокон. Шёлковый кокон сделан из одной единственной нити слюны. Каждая гусеница способна произвести почти километровую шёлковую нить! На изготовление кокона уходит 3-4 дня.

Кстати говоря, не только тутовые шелкопряды производят нити. Пауки и пчёлы тоже производят шёлк, вот только в промышленности используется только шёлк тутового шелкопряда.

Технология производства шёлка

Производство натурального шёлка — довольно сложный и многоэтапный процесс. Первый этап представляет собой очистку и сортировку коконов тутового шелкопряда. Распутывать нежную шёлковую нить не так просто, ведь она склеена белком под названием серицин. Для этой цели коконы бросают в горячую воду, чтобы размягчить серицин и очистить нити. Каждая нить шириной всего в несколько тысячных миллиметра, поэтому чтобы нить получилась достаточно прочной, приходится переплетать несколько нитей. Для производства всего одного килограмма шёлка требуется около 5000 коконов.

После удаления белка серицина нити тщательно высушивают, так как в мокром виде они довольно хрупки и их легко порвать. Традиционно это делают путем добавления к нитям сырого риса, который легко забирает в себя излишнюю влагу. На автоматизированном производстве нити также высушивают.

Затем высушенная шёлковая нить наматывается на специальное приспособление, которое вмещает огромное количество нитей. После всех этих процедур готовый шёлк вывешивается для сушки.

Неокрашенная шёлковая нить — это нить ярко-желтого цвета. Для ее покраски в другие цвета нить сначала окунают в перекись водорода с целью обесцвечивания, а затем окрашивают в нужный цвет при помощи красителей.

Шёлковым нитям предстоит еще долгий путь для того, чтобы стать тканью, а именно переплетение нитей на ткацком станке. В китайских деревнях, где процветает традиционное ручное производство ежедневно делают 2-3 килограмма шёлка, автоматическое же производство на заводе позволяет изготавливать 100 килограммов шёлка каждый день.

В процессе своего развития человечеством было создано либо приспособлено множество материалов для защиты от окружающей среды, для многочисленных хозяйственных нужд, а также просто для украшения самих себя. И один из этих материалов заслуживает особого внимания.

Родиной шелка считают Гималаи, откуда он впоследствии был завезен в Китай. Появление неразрывно связано с красивой легендой о китайской принцессе Си-Лин-Чи, в чашку которой упал кокон, который размотался от горячей жидкости, превратившись при этом в нить. Секрет получения загадочной нити китайцы хранили в течение многих столетий. Тайна охранялась настолько тщательно, что попытки вывоза коконов могли наказываться смертной казнью вора. Позднее о чудесной ткани узнали в Японии, а затем в Индии. В Европе первые упоминания относятся к I в. до н. э. В скором времени тайна шелка стала все более и более доступна людям, но качество некоторых изделий так и не удается превзойти. [4, с. 25]

Шелк — это натуральная элементарная нить животного происхождения — продукт выделения шелкоотделительных желез гусениц шелкопряда. Такое волокно или нить еще называют натуральным шелком, тем самым отличая его от химических волокон или нитей, иногда тоже называемых шелком. Целью данного реферата является изучение всей доступной информации о натуральном шелке. Объектом исследования является натуральный шелк, предметом же является производство, свойства и области применения материалов из натурального шелка, а также перспективы использования шелковых тканей.

Процесс производства натурального шелка начинается с развития тутового шелкопряда. Развитие тутового шелкопряда включает в себя четыре стадии: стадию яичек (грены), гусеницы, куколки и бабочки. Из специально подготовленной грены выводят гусениц и кормят их сначала нарезанными листьями шелковицы, затем — целыми листьями и в заключение — побегами и ветками с листьями. В стадии гусеницы насекомое пребывает в среднем 4-6 недель. Размеры и масса тела гусеницы тутового шелкопряда в процессе ее роста быстро увеличиваются. Если в начале длина тела составляет 2-3 миллиметра, а масса 0,4-0,5 миллиграмм, то в конце — соответственно 70-90 миллиметров и 4-5 грамм.

Читайте также:  Как использовать акриловую пудру для укрепления ногтей

Потемнение головы гусеницы сигнализирует о начале линьки. По истечении четырёх стадий линьки гусеница переходит в стадию куколки и начинает завивку кокона, образуя коконную нить из двух шелковин. Средняя скорость выпуска нити составляет 5-7 миллиметров в секунду, а длина нити в коконе 600-2000 метров и более. Для облегчения завивки коконов в помещениях, где выкармливают гусениц, ставят коконники — веники из ветвящихся жестких трав, различные решетки и тому подобное. Завивка кокона продолжается 8-9 дней, после чего коконы снимают с коконников, очищают от наружных слоев нити и в жесткой таре отправляют на заготовительные пункты, откуда они поступают на первичную обработку. До 2/3 массы снятых коконов составляет вода, поэтому они называются сырыми. Внутри находится живая куколка. В стадии куколки насекомое пребывает около 2 недель, а затем переходит в стадию бабочки. При выходе из кокона бабочка разрушает его оболочку, тем самым нарушая целостность нити и перепутывая составляющие ее шелковины. Чтобы избежать этого, на заготовительных пунктах коконы обрабатывают различными способами с целью умерщвления (замаривания) куколок. Для замаривания и сушки коконов применяют разнообразные сушилки. Одна из них представляет собой печь, в которой коконы обрабатываются горячим паром 2-2,5 часа при температуре не выше 110 градусов по Цельсию. Этот, несомненно, не самый гуманный способ необходим для сохранения качества будущих изделий. Таким способом умерщвляются все куколки. Тем не менее, важно не перестараться, так как слишком долгое замаривание сделает будущие нити хрупкими и ломкими, а недостаточное оставит их влажными, что приведет к загниванию. Качественные коконы имеют определенный вес, форму, размер, зернистость поверхности и плотность — вся эта совокупность свойств будет указывать на то, что намотка была произведена правильно. Перед размоткой все коконы сортируются. При этом некачественные коконы удаляются. [1, с. 55-57]

Не на каждом производстве этот процесс налажен хорошо, но там, где следят за качеством своей продукции, некачественное сырье может попасть в производство лишь случайно. Также при сортировке обращают внимание на качество самой нити, на легкость, с которой она сходит с кокона. Все полученное сырье должно храниться в прохладных, сухих и хорошо проветриваемых помещениях на сетчатых решетках или рамах, которые защищены от солнечного света. Интересным фактом можно считать то, что рабочие многих предприятий в Китае и Тайване считают куколок, очищенных от шелка, очень изысканным деликатесом, поэтому количество отходов такого производства снижается в сравнении с другими странами, которые производят шелк.

Далее коконы поступают на кокономотальные фабрики для размотки, где на специальных автоматах в кокономотальных тазах при температуре 40-55 градусов по Цельсию. Для облегчения размотки коконы могут запариваться в горячей воде, в результате чего размягчается один из составных компонентов (серицин).

Так как одна нить тонкая и недостаточно прочная для человека, то, при размотке, нити нескольких коконов объединяют в одну. Таким образом, получается шелк-сырец, из которого сложением и скручиванием получается крученый шелк, а из отходов, которые остаются при размотке коконов, получается шелковая пряжа. Весь вышеизложенный процесс представлен в Приложении А.

Шелковая пряжа поступает на ткацкие фабрики, где из нее с помощью различных методов ткачества получают шелковые ткани. Суть самого процесса ткачества здесь рассматриваться не будет, так как не является темой данного реферата и имеет стандартный вид. Тем не менее, необходимо рассмотреть методы обработки полученных шелковых тканей, так как эти методы не применяются к остальным тканям. [1, с. 57]

В процессе производства используется суплирование шелка, которое способствует закреплению серицина на шелковой ткани.

Натуральный шелк является биополимером. Коконная нить представляет собой армированную белковую композицию из двух фиброиновых шелковин, соединенных серицином.

Серицин — это ценное белковое вещество, содержание его в шелке-сырце 25—27%. В настоящее время серицин совершенно не используется, так как он является водорастворимым и вместе с отварочными растворами сбрасывается в сточные воды.

Между тем доказано, что при оптимальном содержании серицина на шелковых нитях они имеют хорошие физико-механические показатели и гладкую поверхность. При содержании 4—5% серицина наблюдаются минимальная обрывность при разматывании, наибольшая устойчивость к многократным деформациям, истиранию и минимальный коэффициент трения. При меньшем содержании серицина шелковая нить имеет повышенную мшистость.

Для получения натурального шелка со стабильным содержанием остаточного серицина разработан режим отварки в присутствии неионогенных ПАВ. Эффективность процесса отварки определяют следующие факторы: концентрация ПАВ, начальное значение рН, продолжительность отварки.

Читайте также:  Обувь большая как уменьшить

Отварку проводят в течение 20 минут при температуре 96±1°С и модуле ванны 33, содержащей неионогенный препарат (2 г/л) и кальцинированную соду (1 г/л). При отварке на поверхности нити возникает слой неионогенных ПАВ, придающих фрикционные свойства, жесткость и увеличивающих выносливость к многократному изгибу. Это один из способов решения проблемы рационального использования серицина.

Другим способом, обеспечивающим оптимальное соотношение белковых составляющих в изделиях из натурального шелка, является получение и выработка суплированных тканей.

Сущность суплирования заключается в создании системы фиброин—серицин за счет закрепления серицина на фиброине и сохраняется белковая природа волокна.

Проблема суплирования заключается в том, что при закреплении серицина на шелковой ткани она теряет свою мягкость и эластичность. Поэтому в процессе суплирования. на ткани обычно закрепляется не более 10% серицина, при этом не снижаются присущие шелковым тканям свойства.

Описанные в литературе способы умягчения шелковых тканей с закрепленным на них серицином (более 10%) или трудно выполнимы в производственных условиях, или лишь частично позволяют вернуть тканям утраченные свойства.

В процессе производства натурального шелка возможно снижение плотности суровых тканей при их выработке по основе и утку, так как в процессе суплирования происходит восполнение массы готовой ткани за счет закрепления соответствующей части серицина на фиброине.

Экономия шелкового сырья и улучшение качества тканей из натурального шелка чаще всего достигаются путем их утяжеления. Процесс утяжеления заключается в обработке натурального шелка, полностью освобожденного от серицина, веществами, обеспечивающими увеличение его массы. При этом в зависимости от используемого реагента возможно не только восполнить потерю массы после удаления серициновой составляющей (20-25%), но и получить значительно больший привес (иногда 100%).

Далее будут более детально рассмотрены методы утяжеления тканей классическими способами. В основе самого известного способа утяжеления шелка использована его способность поглощать соединения олова, в частности четыреххлористое олово. Причем каждый цикл (а их может быть несколько) обработки концентрированным раствором SnCl4 обеспечивает привес приблизительно 10% [11]. Этот способ позволяет получить привес 100% и более, ограничения возникают из-за ухудшения грифа утяжеленной ткани. Этот способ усовершенствуется. Поскольку соли олова придают натуральному шелку жесткость, и он теряет блеск, предлагается утяжеленный шелк подвергать дополнительной обработке гидрофосфатом натрия Na2HPO4. Еще один способ —утяжеление с помощью эпоксидных смол. Эпоксидные соединения впервые были использованы с целью улучшения качества шелка. Ткань с улучшенными показателями несминаемости и изменения линейных размеров (усадки) была получена в результате обработки раствором, содержащим эпоксидный полимер — продукт поликонденсации глицерина и эпихлоргидрина со средней степенью полимеризации 300, соль или гидроксид щелочного металла, способствующие набуханию эпоксидного соединения и шелка, а также обладающие каталитическим действием в реакции присоединения эпоксидных групп к фиброину с последующей сушкой, термообработкой и промывкой. Реакция взаимодействия с фиброином протекает с использованием органического растворителя (гексан, этиловый спирт, четыреххлористый углерод) при каталитическом действии солей (NaCl, Na2S2O3 и др.). Использование для утяжеления шелка многофункциональных эпоксидных соединений позволяет улучшить свойства волокон больше, чем при применении моноэпоксидов. Еще одним методом, который заслуживает внимания, является утяжеление с помощью синтетических смол. Для утяжеления натурального шелка применяют синтетические смолы, которые при кратковременной термообработке способны образовывать эластичную нерастворимую в воде пленку, что позволяет не только получить привес, но и улучшить такие показатели, как разрывная нагрузка ткани, устойчивость ее к окислению и т.д. Утяжеленная ткань приобретает улучшенный внешний вид, наполненность и драпируемость. Утяжеление синтетическими смолами может иметь характер механического утяжеления, в этом случае смола в виде пленки осаждается на нитях, и химического, при котором наступает химическое взаимодействие между волокном и смолой с образованием поперечных связей.

Необходимо рассмотреть и утяжеление с помощью привитой сополимеризации. В настоящее время для химической модификации природных полимеров широко применяется метод сополимеризации с различными мономерами. Прививка новых ветвей полимера иного строения позволяет существенно изменить свойства исходного полимера. Метод привитой сополимеризации позволяет не только получить утяжеленный натуральный шелк, но и придать ему новые ценные свойства, такие, как повышенная стойкость к действию света, истиранию, плесени, кислотам, щелочам и др.

В составе молекул фиброина и серицина натурального шелка имеются значительное количество аминогрупп, которые в присутствии инициаторов легко вступают в реакцию привитой сополимеризации. Прививку можно осуществлять как на шелке-сырце, даже в процессе разматывания коконов, так и на отваренном шелке. Сравнение физико-механических показателей исходной и утяжеленной ткани приведено в Приложении Б. [3, с 5 — 16]

Таким образом, можно заключить, что производство шелковых тканей является сложным процессом, отлаженным и хорошо работающим, но все же требующим некоторых изменений.

Ссылка на основную публикацию
Тату бусы на руке
Татуировки, эскизы, надписи и их значения Принцесса Укока, мумия которой была найдена при археологических раскопках на Алтае, стала свидетельством того,...
Стрижки для жестких волос женские фото
Густые, плотные волосы ассоциируются с крепким здоровьем, природной красотой. Кажется, что для создания укладки достаточно расчесать пряди и копне легко...
Стрижки для круглого лица для девушек
Женщины с круглой формой лица часто попадают в ступор, когда приходят к парикмахеру. Выбрать прическу для них – сложная задача,...
Тату кошка на бедре
Сегодня речь пойдет о символе, о котором действительно есть, что рассказать. Ведь значение тату кошка на самом деле можно различаться...
Adblock detector