Искусственные минеральные волокна: описание, виды, шлаковая вата и стекловата

Что такое искусственные минеральные волокна?

Термин ИМВ является общим названием для широкого спектра изготовленных волокнистых материалов. Они имеют шерстяную консистенцию, обычно выполненную из расплавленного стекла, камня или шлака. Индивидуально они могут быть известны как стекловата, каменная вата или шлаковая шерсть в соответствии с материалами, из которых они изготовлены. Этот термин не включает встречающиеся в природе силикатные волокна, такие как асбест. Он также не включает искусственные органические волокна, такие как нейлон и искусственный шелк.

Читайте про: идентификацию ткани для изготовления одежды.

Существует множество разнообразных ИМВ. Используется минеральное волокно, изготовленное человеком:

как тепловая и акустическая изоляция зданий и технологических установок
для противопожарной защиты зданий
для изоляции труб
для высокоэффективной фильтрации
как замена асбеста, использование которого теперь запрещено
ИМВ обычно используется в изоляционных плитах, одеялах с целью термообработки, в качестве электрической изоляции и в армировании пластика и цемента.

Классификация волокон

С учетом классификационных признаков волокна делятся на:

— натуральные- химические.

К натуральным волокнамотносят волокна природного (растительного, животного, минерального) происхождения: хлопок, лен, шерсть и шелк К химическим волокнам – волокна,изготовленные в заводских условиях. При этом химические волокна подразделяются на искусственныеи >синтетические.

Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений, которые образуются в процессе развития и роста волокон (целлюлоза, фиброин, кератин). К тканям из искусственных волокон относятся: ацетат, вискоза, штапель, модаль. Эти ткани прекрасно пропускают воздух, очень долго остаются сухими и приятны на ощупь. Сегодня все эти ткани активно используются производителями белья, а, благодаря новейшим технологиям, способны заменять натуральные.

Синтетические волокна получают путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений (фенола, этилена, ацетилена, метана и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации в основном из продуктов переработки нефти, каменного угля и природные газов.

Обычно используемое искусственное минеральное волокно

Некоторые из широко используемых искусственных минеральных волокон:

Стекловолокно

Стекловолокно производится различными методами, которые зависят от требуемого конечного продукта (например, твердого тела, мата или веревки). Например, оно может быть изготовлено из минеральной ваты и использовано для изоляции. Минеральная вата также может быть увеличена по плотности и усилена для получения предварительно сформированной жесткой секции, которая будет использоваться в качестве изоляции трубы.

Полученное стекло имеет средний диаметр около 4-9 мкм, что находится в диапазоне вдыхаемого воздуха. Стекловолокно также может содержать сферические частицы стекла. Эти сферические частицы обычно имеют диаметр 100 мкм.

Каменная шерсть

Каменную шерсть получают путем плавления смеси металлургического и химического шлака с базальтовой породой с использованием аналогичных методов, применяемых при производстве стекловолокна. Полученная каменная вата используется как теплоизоляция и как звукопоглощающий материал. Она также обладает высокой устойчивостью к температурам до 600°C и не зависит от воды. Она используется как теплоизоляция в промышленных установках, трубах и котлах и т. д., а также для строительства изоляционных стен и крыш. Каменная шерсть также широко используется в качестве звукопоглощающего материала для телевизионных, радио- и драматических студий.

Керамическое волокно

Керамические волокна изготавливаются из той же группы алюмосиликатов, которые используются в керамической промышленности и также известны как «Алюминесиликатные керамические волокна» и «Огнеупорные волокна».

Керамические волокна изготавливаются и используются во всем мире с 1940-х годов. Они производятся при температуре 2000°C, а изготовленный материал способен выдерживать температуры от 1260°C до 1400°C. Материал также устойчив к воде и большинству химических веществ и используется для производства высокотемпературных огнеупорных прокладок, теплоизоляционных покрытий, войлок, канатов, прокладок и бумаги.

Товароведение и экспертиза текстильных товаров

1.2 Натуральные волокна животного происхождения

Основным веществом, составляющим натуральные волокна животного происхождения (шерсти и шелка), являются синтезируемые в природе животные белки — кератин и фиброин.

Рисунок 5 — Характеристика натуральных волокон животного происхождения

1) Шерстью

принято называть волокна волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др. Шерсть, снятая с овцы, называется руном. Овечья натуральная шерсть составляет более 95 % общего количества шерсти. Остальное приходится на долю верблюжьей и козьей шерсти, козьего пуха и др.

Основным веществом волокна шерсти является кератин, который относится к белковым соединениям. Волокно имеет три слоя: чешуйчатый, корковый и сердцевинный.

Шерстяные ткани мало пачкаются, мало мнутся и впитывают воду, но сильно впитывают водяной пар (до 40 % собственной массы), хорошо сохраняют тепло. Для того, чтобы разгладить шерстяную ткань, достаточно повесить изделие в помещении с влажным воздухом.

Шерстяные изделия имеют свойство свойлачивания, сваливания волокон, поэтому изделия стирают специальными моющими средствами при температуре воды 30 градусов, не трут, не скручивают, надолго не знамачивают.

Чешуйчатый слой

является наружным слоем волокон и играет защитную роль. Он состоит из отдельных чешуек, представляющих собой пластинки, плотно прилегающие друг к другу и прикрепленные одним концом к стержню волокна. Каждая чешуйка имеет защитный слой.

Корковый слой

является основным слоем волокна и включает в себя ряд продольно расположенных веретенообразных клеток, образующих тело волоса. В середине волокна имеется
сердцевинный слой
, который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха. Сердцевинный слой, не повышая прочности, способствует лишь увеличению толщины волокна, т.е. ухудшению его качества.

В зависимости от толщины и строения различают следующие основные типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос (рисунок 6).

Рисунок 6 — Волокна овечьей шерсти

Пух

— тонкое извитое волокно, имеющее два слоя: чешуйчатый, состоящий из кольцеобразных чешуек, и корковый.

Переходный волос несколько толще пуха. Он состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и прерывистого сердцевинного.

Ость

— грубое прямое волокно, имеющее три слоя: чешуйчатый, состоящий из пластинчатых чешуек, корковый и сплошной сердцевинный.

Мертвый волос

— наиболее толстое, грубое, но хрупкое волокно. Оно покрыто крупными пластинчатыми чешуйками, имеет узкое кольцо коркового слоя и очень широкую сердцевину. Мертвый волос — жесткое, ломкое волокно с малой прочностью и плохой способностью окрашивается [15, c 43-52].

Вареная шерсть.

Современные способы обработки шерсти способны придавать изделиям уникальные свойства. Такой является «вареная» шерсть. Высокоспециализированные барабанные машины, управляемые компьютером, свойлачивают шерстяные волокна при точно определенных пропорциях воды и силы при температуре 30-40 градусов. Воздействие высокой температуры на шерсть в процессе валяния способствуют тому, что она утрачивает свою естественную шероховатость, до конца носки сохраняет свою форму и качество, не поглощает влагу.

У зимней шерсти есть еще один конкурент — «холодная» шерсть

. Это чистошерстяные камвольные ткани особого качества из супермягкой тонкой шерсти мериносов. Они отличаются легкостью, гигроскопичностью, практичностью и простотой в уходе.

Кашемир

— это подшерсток горных коз определенной породы, который не стригут, а вычесывают или выщипывают вручную весной, когда после зимних холодов он животному не нужен. Основными поставщиками кашемира являются страны с резко континентальным климатом — Тибет, Монголия, Китай. Кашмирский пух вычесывают специальным щипком. В год 1 коза дает примерно 100-200 грамм пуха. Для свитера понадобится пух 4-6 животных. В мире есть всего несколько марок, специализирующихся на производстве изделий из чистого кашмира: Lamberto Losani, Pashmere, Gunex, Ривамонти, Кучинелли.

Волокно мохер

получают от древних ангорских пород коз. Основное поголовье ангорских коз разводят в Турции и американском штате Техас. Не так давно этих коз стали содержать в Австралии и Новой Зеландии. От одной ангорской козы получают до 1,6 кг мохерового волокна. Турция, США и Китай ежегодно производят до 25 тысяч тонн этого волокна. Мохер — мягкий и гладкий материал, который пользуется популярностью у швейников всего мира. Из него шьют мужскую и женскую одежду, галстуки. Его часто смешивают с облегченной летней шерстью, благодаря чему одежда меньше мнется и приобретает шелковистость и блеск.

Шерсть ламы, альпака, викуньи.

Все эти животные — представители южноамериканских верблюдов Сегодня они обитают в основном на высокогорных плато в Южных Андах. Стрижка
альпака
производится с ноября по апрель. Стригут альпака вручную — во многих районах до сих пор сортируют вручную по цвету и качеству.

Викунья

обитает только в некоторых районах Перу, где ее бережно охраняют. Шерсть викуньи по мягкости и прочности несравнима ни с какими другими натуральными волокнами.

Верблюжья шерсть.

Шерсть верблюдов, способная противостоять самым различным погодным воздействиям, обладает целым рядом уникальных свойств: низкой теплопроводностью, большой влагопоглощаемостью, прочностью и упругостью. Верблюжья шерсть почти в 2 раза легче и нежнее овечьей, так как более чем на 85 % состоит из пуха, который вычесывают, как правило, раз в год. Особенно ценной считается шерсть верблюжат, которую вычесывают с грудной части животного. Мытая верблюжья шерсть, которую не подвергают ни термической, ни химической обработке, используется для производства высококачественных одеял и пледов.

Сарлычьей шерстью

называют шерсть яков. Цвет сарлычьей шерсти обычно черный или коричневый. Ее получают весной, когда яки линяют, и используют для производства одежды и одеял.

Производство шерстяных тканей состоит из нескольких этапов, которые можно представить в виде определенной схемы (рисунок 7).

Рисунок 7 — Технология производства шерстяных тканей

Сырьем для
шелковых тканей
являются волокна нитей, которые выделяют белкоотделительные железы тутового и дикого шелкопрядов.

Шелковые ткани отличаются благородным блеском. Они тонкие, мягкие, драпирующиеся, почти не мнущиеся. При стирке требует осторожность, так как шелк садится и теряет блеск. Ткань нельзя отжимать, выкручивать. Влажные изделия заворачивают в ткань и слегка отжимают.

Для шелковых тканей характерны несколько другие этапы производства, нежели для шерстяных тканей (рисунок 8).

Рисунок 8 — Технология производства шелковых тканей

После первичной обработки и сушки коконов сматывают нить и получают шелк–сырец.

Средняя длина сматываемой нити 1000-1300 м [12, c 7-12].

Типы искусственных минеральных волокон

Стекловолокно

Армированные пластмассы и цементы
Стеклянная изоляция

Минеральная вата

Тепловая изоляция из минеральной ваты

Керамические волокна

Высокотемпературная изоляция
Электростанции
Троичная печь
Рефрижераторные газовые турбины

Огнеупорные волокна, Нитрид кремния / карбид

Ограниченное специальное использование

Специально предназначенные сверхтонкие волокна

Производство специальных бумаг

Как правильно ухаживать

Как все натуральное, ткани требуют особого бережного ухода, иначе они могут попросту испортиться, потеряв не только форму, цвет, покрыться неприятными пятнами.

Лен нельзя пересушивать, лучше гладить его слегка влажным или приобрести отпариватель. Хранить льняные ткани рекомендуется без загибов в герметичной упаковке.
Шерсть лучше не стирать, а чистить. Вязаные шерстяные вещи (трикотаж) можно стирать, но только специальными средствами при низкой температуре. Запрещается автоматический отжим и выкручивание, сушить без провисаний.
Шелк нужно беречь от солнца, стирать при температуре не выше 30 °C и только мягкими средствами, гладить на специальном режиме. Выводить пятна желательно в химчистке.
Хлопок самый непритязательный, однако тоже требует внимательного отношения. Окрашенные изделия из хлопковой ткани нужно стирать только средствами для цветного белья, беречь от выцветания, слеживания на сгибах. От воздействия некоторых вещества (например, пота) хлопок может локально пожелтеть или посереть.

Как проверить натуральность ткани в домашних условиях

Очень часто под видом натуральных пытаются продать в лучшем случае смесовку, а то и чистый полиэстер, поэтому умение проверять натуральность никогда не будет лишним.

Истина познается в огне, поэтому нужно взять небольшой тонкий кусочек ткани, или несколько ниток из нее, и поджечь.

Шелк и шерсть при горении пахнут горелым волосом, но с разной интенсивностью.
Хлопок горит со средней скоростью, не потрескивает, если принюхаться, пахнет, как бумага, пепла практически не оставляет.
Лен горит неохотно, тухнет, запаха не имеет.

Чем больше синтетики в ткани, тем веселее она горит, формируя в конце твердый сплавившийся шарик. Пепел после сгорания натуральных волокон легко крошится.

Шерсть

Это, скорее всего, самый старый из природных материалов. Шерстяные полотна производятся путем обработки состриженной шерсти животных: коз, овец, кроликов. Основное свойство ткани – сохранение тепла в наивысшей степени, поэтому из шерсти изготавливают теплую одежду и головные уборы, а также предметы обихода – одеяла, пледы и прочее.

Ткани и шерсти обладают такими важными свойствами:

эластичность — легко растягиваются и принимают изначальную форму;
функциональность и практичность – с полотнами очень легко работать в процессе кройки и шитья;
безопасность и гипоаллергенность;
гигроскопичность и воздухопроницаемость у каждого вида ткани из шерсти проявляется по-разному;
устойчивость к загрязнениям, быстрое выветривание неприятных запахов.

Главным недостатком вещей из натуральной шерсти является и высокая стоимость, а также то, что такая одежда «боится» моли.

Какие ткани из шерсти популярны при пошиве одежды:

кашемир – для пальто, свитеров, пиджаков и шарфов;
габардин – верхняя одежда, а также рюкзаки, чемоданы;
байка из шерсти в основном применяется для пошива демисезонных пальто, одеял.
твид — для деловых костюмов;
фетр – шляпы, обувь, декор.

Классификация и свойства натуральных тканей

Натуральные материалы – производимые из даров природы без особой химической обработки. Вне зависимости от вида, все они обладают такими характеристиками:

пропускают воздух, позволяя коже дышать, а некоторые удерживают тепло;
высокая прочность материала, который сложно разорвать вручную (особенно у шелка и льна);
практически невесомы – по этому показателю иногда одежда из натуральных волокон обходит синтетическую;
эластичность ткани, устойчивость к растягиванию и сжатию;
гигроскопичность;
имеют ограниченный срок службы.

От того, к какой группе относится натуральная ткань, зависят ее дальнейшие свойства.

Виды тканей классифицируют по источникам их возникновения:

животного происхождения (полученные в результате стрижки животных);

из волокон растительного происхождения – добытые путем обработки выращенных культур;

минеральные материалы, получаемые путем переработки горных пород.

Поговорим о каждом материале и его свойствах подробнее.

Лен

Льняная ткань известна человечеству с древности – даже на мумиях фараонов Египта обнаружены остатки этой материи, да и древние славяне изготавливали одежду из льняного полотна. Эксклюзивность льна в том, что из него можно изготавливать и тончайший почти прозрачный батист, и грубый брезент.

По назначению льняные полотна делятся на такие группы:

для пошива сарафанов, рубашек, брюк, костюмов и прочей одежды;
для постельного белья;
для производства столовых принадлежностей – скатертей, простыней, полотенец;
для технических изделий – мешков, веревок, брезента.

Свойства ткани, за которые лен так ценят:

воздухопроницаемость и температурный комфорт – даже в сильный зной в одежде из льна не жарко, а температура тела в такой ткани может даже снизиться на пару градусов;
поглощение и испарение влаги;
крепость и сверхпрочность, устойчивость к истиранию;
износостойкость без потери изначального вида;
безопасность и гипоаллергенность;
материал легко чистится и стирается, при этом совсем не электризуется.

Однако большой недостаток льняных тканей — их высокая сминаемость при использовании, а на выглаживание заломов, образовавшихся при носке, тратится много времени.

Преимущества и недостатки

одежда из натуральных тканей

натуральные ткани для штор

вещи из натуральных тканей

органические ткани

Главное преимущество натуральных тканей в осознании естественности их происхождения, в близости к природе посредством их использования. Однако натуральные ткани промышленного производства больше нельзя назвать органическими, так как при их производстве используются кислоты, щелочи, другие химические вещества. При выращивании хлопка в атмосферу выбрасываются объемы углекислоты, сравнимые с животноводческими.

Гипоаллергенность натуральных тканей – миф, у многих людей есть аллергия на шерсть или лен.

Несмотря на то, что многие считают натуральные ткани идеальными, недостатков у них много:

лен не пластичен, не растягивается, сильно сминается, трудно гладится, теряет форму, жестковат по сравнению с другими натуральными тканями, впитывает запахи при хранении;
хлопок мнется, быстро изнашивается, выгорает, теряет цвет;
шелк часто подделывают в силу высокой цены;
шерсть садится, плохо сохнет, привлекает различных насекомых-вредителей;
пыль с асбестовой ткани накапливается в легких, может привести к раку.

От значительного количества недостатков удалось избавиться в смесовых тканях, например, хлопок с шерстью лишен минусов того и другого.