Лен (волокно)

Лен

Лен обыкновенный (Linum usitatissimum), семейства Linaceae, - травянистое однолетнее растение; однако существуют и многолетние виды льна. Принятые в настоящее время в культуре сорта льна относятся к разновидности Linum usitatissimum vulgare, в пределах которой различаются формы: а) длинностебельные, маловетвящиеся, с малым числом семенных коробочек, т. н. лен-растун, или долгунец, культивируемый на волокно, и б) короткие и толстостебельные, ветвящиеся, многокоробочные, т. н. лен-кудряш, рогач, степной лен, дающий семя для маслобойного производства. В культуре льна существуют три направления: 1) культура только на волокна, 2) только на семена и 3) смешанная, причем в последнем случае роль главного и побочного продукта меняется в зависимости от условий рынка. У нас в Союзе ССР преобладает смешанная культура.

До 1914 года под льном в России было около 2% общей площади посевов, причем 3/4 посевов падало на нечерноземную полосу, где главным продуктом является волокно, а побочным - семена; на юге же, в черноземных областях, лен сеют преимущественно на семя (на масло). Волокна льна, представляя собой в анатомическом смысле лубяные волокна льняного стебля, в химическом отношении являются типичной клетчаткой: техническое волокно льна содержит около 83—87% целлюлозы. Лен не особенно требователен к климату. Вегетационный период в 3—4 мес. дает возможность льну довольствоваться сравнительно коротким северным летом, и потому культура его может доходить до 62—63 параллели. На крайнем севере семена льна, однако, не вызревают, и приходится посев вести привозными семенами. Для вызревания семян необходимо, чтобы сумма средних дневных температур за вегетационный период составляла 1450°. Для получения волокна высшего качества необходим ровный влажный климат. Северная Германия, Голландия, Бельгия, северная Франция, Англия и Ирландия, отвечая этим условиям, дают лучший лен. В СССР близки к этим условиям северо-западные губернии; хороший лен дают также губернии: Ярославская, Костромская, Вологодская и Северо-Двинская. Почва для культуры на волокно д. б. в известной степени плодородной, чистой от сорных трав и достаточно влажной. Тяжелые глинистые и легкие песчаные почвы считаются мало пригодными под лен; известковые тоже не подходят, т. к. на них получается хрупкое волокно. Лучшими почвами под лен считаются почвы средней связности, содержащие в достаточном количестве удобоусвояемые формы азота, извести, калия и фосфорной кислоты. Хороший урожай льна требует с 1 га в кг; К2О - 46; СаО - 30; Р2О5 - 27; N - 39. Усвояющая способность корней льна невелика, а потому он требователен к запасу в почве питательных веществ, которые к тому же должны в ней находиться в доступной форме. В соответствии с этим выбирают и удобрения под лен. Норма высева льна на волокно у нас колеблется от 75 до 120 кг на га; в Бельгии высевают в 1,5—2 раза больше. Уборку льна на волокно производят тереблением растений, не дожидаясь полного вызревания семян. Средний урожай льняных сырых вытеребленных стеблей, по Шиндлеру (б. Лифляндская губ.), равен 3400 кг на га, очень хороший - 4500 кг, а семян - 250 и 375 кг. По статистическим данным за десятилетие 1897—1907 гг. средний сбор волокна с 1 га равнялся 277—296 кг.

Получение прядильных волокон из льняных стеблей, или первичная обработка льна, представляет собой довольно сложный процесс, так как для этого требуется разложение пектиновых веществ, склеивающих волокно с древесиной стебля, отделение волокон и очистка их от древесины. Эта операция производится в льноводстве довольно примитивной комбинацией биологических и механических процессов (сушка, стланье, мочка, мятье, трепанье), но в последнее время возникло стремление механизировать первичную обработку льна и создать заводы для массовой переработки льняной соломы, закупаемой на корню. Из массы разнородного сырья, которое дает полевой урожай, завод должен выбирать определенные сорта, дающие высокий производственный эффект. Качество льняной соломы определяется по внешним признакам. Сюда относятся прежде всего: 1) длина стеблей, 2) их толщина и 3) цвет. Дальше для характеристики льняной соломы д. б. приняты во внимание разветвленность стеблей, равномерность, болезненные изменения стеблей (грибковые заболевания), механические повреждения (при обмолоте), засоренность вытеребленных стеблей сорными травами и корневых частей землей и влажность стеблей. Но эти внешние признаки дают лишь приблизительную оценку сырья. Различные районы могут дать солому, по внешним признакам почти одинаковую, в то время как по выходам волокна результаты получаются различные. Например, в Смоленской губернии легко встретить льняную солому, по длине, толщине и цвету одинаковую с льняной соломой из Вологодской губернии, и количественно выходы волокна получаются в том и другом случае почти одинаковые, но качество его весьма различно. Полная оценка соломы должна включать еще ряд признаков, таких как: содержание луба, крепость и структуру его.

Строение льняного волокна. На поперечном разрезе развитого стебля льна-долгунца выступают следующие основные элементы, схематически изображенные на фиг. 10:

Строение льняного волокна

1 - однослойный сплошной эпидермис (надкожица), покрытый плотной кутикулой и богатый воскообразными веществами; 2 - довольно рыхлая кора (первичная) из 2—5, реже до 8, слоев паренхимных клеток; 3 - слой собственно луба из отдельных волокнистых пучков (15—40), состоящих из элементарных толстостенных волокон (от 1—2 до 30—35 в пучке), тесно прижатых друг к другу и потому принявших многоугольную форму; 4 - слой паренхимных более мелких клеток; 5 - очень тонкий слой нежной ткани камбия, очага вторичного роста стебля; 6 - древесина, вторичная и первичная, самый мощный по толщине слой; 7 - сердцевина; 8 - внутренняя сердцевинная полость. Первые четыре элемента составляют, в общем, кору, которая по камбию довольно легко отделяется от древесины с сердцевиной (костры). Фиг. 11 изображает кору с волокнистыми пучками, по форме и составу характерными для хорошего волокнистого льна.

Кора с волокнистыми пучками, по форме и составу характерными для хорошего волокнистого льна

На продольном срезе стебля среди всех описанных элементов выделяются своей особенной длиной элементарные лубяные волокна. В продольном направлении пучки волокон идут отдельными тяжами по всей длине стебля; в каждом пучке элементарные волокна сопрягаются друг с другом боковыми стенками; тонкие, обычно заостренные, концы лежащих рядом элементарных волокон находятся на разной высоте по длине стебля и как бы заклиниваются между стенками соседних волокон; строение это показано на фиг. 12, на которой поперечные размеры клеток сильно увеличены для ясности.

Волокна льна

Соседние тяжи-пучки отчасти связываются между собою волокнами же, так что волокна одной частью своей длины входят в состав одного пучка, а другой частью - в состав соседнего (анастомоз). Т. о. волокнистую часть стебля надо представлять себе в виде цилиндрической сетки, состоящей из б. или м. плоских тяжей-пучков, соединенных тонкой паутиной анастомозирующих волокон.

Элементарное волокно представляет собой обычно весьма удлиненную веретенообразную клетку с многослойной стенкой и внутренним каналом (фиг. 13).

Элементарное волокно представляет собой обычно весьма удлиненную веретенообразную клетку с многослойной стенкой и внутренним каналом

Каждый такой слой состоит из множества прочно связанных между собой тончайших нитей, более или менее косо (спирально) расположенных по отношению к продольной оси волокна (фиг. 14), причем каждая нить состоит из отдельных члеников, а концы рядом расположенных члеников лежат в одной плоскости, перпендикулярной к оси волокна, образуя вместе отдельный сегмент волокна (фиг. 15).

Волокно льна

Крепость льняного волокна, несомненно, связана с этой структурой, обнаруживаемой лишь после известной разрушительной обработки.

Волокно льна

Эта структура характеризуется продольной слоистостью и косой полосатостью, видимой на волокне обычно лишь после соответствующей предварительной подготовки (фиг. 16).

Волокно льна

Тонкая структура льняного волокна легко подвергается необратимым деформациям отчасти уже при жизни растения (косые и поперечные трещины, отставание слоев стенок в комлевой части, и т. д.), но наиболее характерные и сильные деформации появляются в результате механических воздействий при обработке. Они имеют вид т. н. сдвигов (фиг. 17), которые встречаются столь часто (десятками на 1 мм) и столь характерны, что раньше их считали специфическим признаком льна; теперь, наоборот, по числу таких сдвигов судят о степени поврежденности волокна при обработке.

Волокно льна

Благодаря этой структуре льняные волокна имеют свойство очень заметно закручиваться при смачивании, образуя левую спираль, - признак, по которому проще всего отличить льняное волокно от волокна пеньки, которое при смачивании вращается очень слабо иногда вправо, иногда влево. Внутренние слои стенки волокна состоят из чистой или почти чистой целлюлозы; самый наружный слой (первичная оболочка и срединная пластинка) состоит из пектиновых веществ; слои, близкие к наружному, состоят, вероятно, из соединения целлюлозы с пектиновыми веществами (пектоцеллюлоза).

В незначительной части и лишь местами в составе стенок волокна м. б. и лигнин; иначе говоря, стенки могут одревесневать (главным образом, в нижней части стебля и у самой верхушки, в соседстве с плодом), что происходит в заметной степени лишь с началом созревания семян, главным образом, на первичной оболочке (по Герцогу, % лигнина в волокнах из средней части стебля перед самым цветением - 0,43, из зеленоспелого стебля - 0,59, из желто-спелого - 1,97, из вполне созревшего - 4,06). Пектиновые вещества, но несколько иного состава, химически более простые и менее прочные, входят в состав и остальных элементов коры. До настоящего времени размеры элементарных волокон по сортам еще очень мало изучены. По Таммесу, длина элементарных волокон, в среднем, у основания стебля 13 мм, в нижней части - 27 мм, в средней - 33 мм, в верхней - 39 мм; чаще других встречаются длины 20—30 мм, вообще же м. б. от 1 до 120 мм. Штапели для нижней и верхней части резко отличаются, как видно из табл. 2.

Штапели льниного волокна

Средние размеры поперечника элементарных волокон изменяются от 19 (вверху) до 36 мкм (внизу) для стебля средней толщины (1,3 мм) и от 17 (вверху) до 99 мкм (внизу) для толстого стебля (4,7 мм); вообще же поперечник колеблется от 4 до 120 в радиальном направлении и от 4 до 200 мкм в тангенциальном. Таблица 3 (по Герцогу) дает характеристику площади поперечного сечения собственно стенок элементарных волокон и внутреннего просвета (канала) в % от общей площади.

Поперечные сечения льняного волокна

Крепость отдельного элементарного волокна не изучена. А. Герцог приводит числа 13—26 грамм, что соответствует приблизительно 50—60 км разрывной длины.

Техническое волокно. Из стебля льна можно выделить: 1) длинный сырой луб - механическим отделением коры от костры; 2) значительно более чистое длинное волокно, состоящее в основном из пучков или их частей, - путем мочки (биологической или химической) с последующим мятьем и трепаньем (трепаное волокно); 3) короткое, но наиболее чистое волокно, состоящее из более или менее полно разделенных элементарных волокон, - путем химической, а затем и механической обработки (котонизированное волокно). При получении сырого луба и трепаного волокна неизбежно получается известное количество и короткого волокна. Продукты первой и второй систем выделения могут служить сырьем для последующих систем. В подавляющем большинстве случаев стебли льна обрабатываются по второй системе, притом биологически (мочка и стланье), а волокно поступает на рынок главным образом в виде трепаного. Попытки промышленного применения первой и третьей системы упорно повторяются, но серьезного успеха пока не имеют. В сухом стебле гибкая сама по себе волокнистая часть связана с засохшими пектиновыми веществами и прочими элементами коры в довольно жесткую систему; отделить эту систему по камбию от жесткой и хрупкой древесины, не повреждая существенно волокна, можно лишь весьма деликатными механическими приемами, которыми техника пока не располагает; поэтому получаемое волокно грубо, жестко, нечисто (масса остатков окружающих тканей) и может служить лишь сырьем для дальнейшей первичной обработки. В вымоченном стебле связь гибкой волокнистой части с окружающими элементами разрушена (мацерация); при довольно грубой современной механической обработке такого стебля волокно, благодаря своей гибкости, все же достаточно успешно избегает повреждений. Что касается котонизации, то, помимо трудностей операции, нужно считаться с малой прядильной способностью гладкого, очень неравномерного по длине и, в среднем, короткого элементарного волокна.

Обычными рыночными продуктами являются: 1) длинное волокно, от сильно засоренных кострой и паклей (только промятых) льнов-сырцов до чистых трепаных льнов; 2) короткое волокно, в виде пакли (отход при трепаньи) и в виде кудели (отход при крестьянской ческе, пакля заводского приготовления); реже поступает на рынок лен-чесанец (крестьянской чески) и др. В зависимости от способа мацерации волокно называется стланец или моченец. Разнообразие и смешанный состав сортов растения, пестрота климатических и почвенных условий и приемов культуры, различия в приемах, умении и тщательности первичной обработки - все это, в связи с распыленностью производства по мелким хозяйствам, создает непреодолимые препятствия для правильной стандартизации волокна. Действующая ныне в Союзе ССР стандартная таблица является более или менее удачным списком обычных средних местных сортов, характеризуемых средним номером по довольно условным результатам фабричной чесальной разработки; сама по себе она не является стандартом и для практического применения требует работы целого кадра опытных оценщиков-экспертов различной квалификации. Практически эта система таблицы в сочетании с экспертизой является пока непревзойденной; при всех ее несовершенствах ее роль в упорядочении льняного рынка была и остается весьма большой. При этой системе произвольность определения сорта номером существенно ограничивается таблицей и ежегодным установлением местных стандартных образцов. При оценке волокна практики обращают внимание на целый ряд признаков: крепость, тонину, маслянистость, тяжеловесность, чистоту, наличие присухи, длину, цвет и т. п. Эти признаки более или менее сопутствуют друг другу, так что волокно, хорошее или плохое по трем-четырем признакам, обычно бывает таким же и по остальным. Например, за определяющие признаки можно с успехом взять крепость, маслянистость, тяжеловесность и чистоту (П. А. Симонов). В разработанной В. С. Клубовым системе объективной оценки такими признаками избраны: скольжение, крепость, упругость и чистота («скуч»); по числовым значениям этих признаков, определяемых на особых приборах, вычисляется величина

Volokna prjadilnye 24

а затем выводится средний номер трепаного волокна по формуле

Средний номер трепаного волокна

где коэффициент А обычно равен 2.

Лен, лен обыкновенный, волокно льна, прядильные волокна

Лен, лен обыкновенный, волокно льна, прядильные волокна

Лен, лен обыкновенный, волокно льна, прядильные волокна

Лен, лен обыкновенный, волокно льна, прядильные волокна

Лен, лен обыкновенный, волокно льна, прядильные волокна

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 - 1928 г.

Еще по теме: