Теория и практика получения текстильных материалов на основе котонизированного льна

Н. Н. Труевцев, Г. И. Л егезина, 

Л . М . Денис, А. Н. Гребенкин

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ПОЛУЧЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

НА ОСНОВЕ КОТОНИЗИРОВАННОГО ЛЬНА

-W .

ВИВта*й*43т1те,
■ «З Р Ф Я Р Ж ? :
” “
 • 
Jubit,В» - I
—,.в>* леи», J*

Ж«* *: 1-<
й №
М1

~ ,- Л

055у«%«(

<• •тшр^^^якящ» щмкц-»%, '/ккы*—

t ч v««г** * — 
—«WtjWMffc'V- 
вsv '•' —- .  •- -*»* „

5 & A ^ s* -rf* « # ib :v B  - » « * » « , 
v  v* й в ~ - г- « » в  «.-.и
■**“* 
sr.esr УЙДИ(ЙЯ^Д$.4*

«|лпп»в *-<’**'•«• ■'-.•«(ВSTB»»'» yWMTjMifc**
- - -BB^ «■« -* 
? *f *,*Д*'“ *JM *»"
iJ j s j . V  'и’ “S*® 

*1ШймЯ1

■V, «Г--< V-* 4 
R* '

й } ^ Э й й й ¥ ;'

. ^ ■ - - w l V ; : ' :
ffi*;% ‘Ssav
яВаКяШвстЙ» -’
• '■ V
^
-’З Р Й ? * - ЯЗЗЗдег ” ***'*

S«g«ss

•
,  •• Н”. . * -•>>••«■

ч'-fyJ

^Tf. 
-• >

> V  
' »С 
,г

*в*в

***
' г |»ур м- А  П-- 
- - —-г - ■        ....
ifi9S®VVrilSr5fWiSKVb^ щ

i 
0 .& % g © d

-  " if  '  V
" • "' r i - * '" ’' *Sfi

йТ Й % Щ Й £
- ?*й£ -.д^йцм» »■ 

k ’S y ^ ^ v V

"f-.т^щВ
• '*i*v»* *"*

Ч ? Ш

'.лХ*Ф Ф г:ж™лг-:
SSH *й|Шаявв?

..«■• 
“ *<*й*У*; • -:

Г  ,7'*:'-'-‘Ц '

........—Й*.? * ' ’■■J' : T*':, .,: t'

......

• ■

..
;,,
'|.?r''f й(^®{«ч* $№*юнг,.

к 
*й-5® г^? 
л

.% 
W <

' ’ Miii'vi,'^* ‘'-ТЙ" "/*"'’''Э8.*** •‘•V'-f
I- i ;• ir,-pgglcaig^r^^ife^ w w .

*»<»«* ■>«« 
г» - r !

=, 
;■ 

,■ 
~r„ л^ A**-W■ •"

,  i .  У» ! 5 b b

*л^^*Э ».5йй?«я »

< i « S S f c - l

^ в |  ■
я »
ч  irtUM-f.'";''. та..'

^ ?■ *£&№>£ .Л8&
■ ■• Кй» 
ie ir tn i' ’. -4*у «
р :1-(

.................

Н:;'У-,:...' ■
а щ ж

М
О
н 
О
ф

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
«Санкт-Петербургский государственный 
университет технологии и дизайна»

Н. Н. Труевцев, Г. И. Легезина, 
Л. М. Аснис, А. Н. Гребенкин

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ПОЛУЧЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

НА ОСНОВЕ КОТОНИЗИРОВАННОГО ЛЬНА

Монография

Санкт-Петербург

2006

УДК 677.11.027; 677.022.35 
ББК 42.16 
Т11

Р е ц е н з е н т ы :

кандидат технических наук, директор 
ООО «Институт технических сукон» А. В. Гусаков; 
кандидат технических наук, зам. проректора по научной работе 
Санкт-Петербургского государственного 
университета сервиса и экономики В. А. Браславский

Т11 
Теория и практика получения текстильных материалов на 
основе котонизированного льна: монография / Н. Н. Труевцев, 
Г. И. Легезина, Л. М. Аснис, А. Н. Гребенкин. — СПб.: СПГУТД, 
2006. — 175 с.

ISBN 5-7937-0241-5

В монографии кратко излагаются теоретические и практические аспекты многочисленных научных исследований, выполненных как российскими, так и зарубежными учеными, в области технологии совместной переработки модифицированного льноволокна (котонина) и других текстильных 
волокон, а также особенностей получения, строения и свойств льносодержащих текстильных материалов.

В работе рассматриваются вопросы по разработке, освоению и внедрению ресурсосберегающих технических, технологических и конструкторских решений, обеспечивающих создание нового ассортимента льносодержащих конкурентоспособных текстильных материалов, соответствующих 
требованиям мирового рынка текстиля.

УДК 677.11.027; 677.022.35 
ББК 42.16

ISBN 5-7937-0241-5

© ИПЦ СПГУТД, 2006 
© Труевцев Н. Н., 2006 
© Легезина Г. И., 2006 
© Аснис Л. М , 2006 
© Гребенкин А. Н., 2006

ВВЕДЕНИЕ

Лен принадлежит к древнейшим культурным растениям. Историкам известны фрагменты льняных семян, найденных в Месопотамии, 
которые датируются VIII тысячелетием до н. э., и остатки тканей из 
льна, обнаруженные в египетских захоронениях в пирамидах, датируемые V тысячелетием до н. э. В Европу и Рим лен попал, судя по 
всему, из Египта через Малую Азию и Грецию. Многочисленные походы римских легионов против племен варваров и ответные их набеги 
на Римскую империю способствовали быстрому распространению 
льна на землях франков, германцев и славян. Поэтому в Средние 
века льняные волокна уже широко использовались европейцами не 
только в изготовлении тканей для одежды и постельного белья, но и 
применялись в производстве фитилей для ламп, веревок и парусов.

Льняное производство в России является одним из старейших. 
При Петре I в России были созданы первые в Российской империи 
крупные льняные мануфактуры, причем первым стандартом, утвержденным в стране за № 1, был стандарт на лен. Начавшееся в XIX в. 
бурное развитие хлопчатобумажной промышленности в развитых европейских странах и США потеснило на мировых рынках льняные 
товары и привело к упадку льняного производства в большинстве 
льносеящих стран.

Россия, однако, оставалась крупнейшим в мире производителем льняного волокна, и перед Первой мировой войной почти 85 % 
его экспортировалось на Запад, принося свыше 10 % национального 
дохода империи. Тем не менее, продолжающееся в XX в. развитие сырьевой базы, техники и технологии хлопчатобумажного производства 
постепенно привело к снижению господствующего положения льна в 
России и других странах Восточной Европы и уже к середине XX века 
посевные площади, занятые льном, сократились примерно в 10 раз.

Надо отметить, что переход к механическому трепанию льна, происшедший в России примерно тогда же, повысил производительность 
труда, но привел к снижению количества длинного трепаного волокна 
до 25—30 % и увеличению доли короткого волокна до 70—75 %. Причем это соотношение практически не изменилось и до настоящего 
времени, вследствие чего почти три четверти льняного сырья использовалось у нас главным образом лишь для производства мешковины 
или в качестве утеплителя при строительстве бревенчатых домов.

3

Однако многовековой опыт использования человечеством исключительно ценных свойств льна и льносодержащих изделий, стремление сохранить традиционные сельскохозяйственные культуры, народные промыслы и производства, опасения, вызываемые химизацией производств и бурным ростом выпуска искусственных и синтетических текстильных материалов, привели в 1951 г. Европейский союз 
льнопроизводителей к созданию Международной федерации льна и 
конопли, целью деятельности которой было продвижение быстрорастущих натуральных лубяных волокон и изделий из них на мировые 
рынки потребителей текстиля. Благодаря усилиям этой организации 
производство льна начало постепенно возрождаться, расти, и уже 
вскоре размер посевных площадей под лен в целом в Европе достиг 
133 тыс. га [91, 98].

К сожалению, бурное развитие хлопководства в Среднеазиатских республиках СССР снизило интерес российских текстильщиков 
к традиционному отечественному волокнистому сырью, и к началу 
XXI в. объем производства льноволокна в Российской Федерации сократился более чем в 20 раз, а из экспортера Россия стада импортером 
этого волокна, так как спрос на него к этому времени удовлетворялся 
в стране лишь на 30—35 % [18] .

Такому резкому падению объемов производства льняной отрасти 
России в условиях распада СССР и стремительного перехода народного хозяйства на рельсы рыночной экономики способствовали многие причины: общий кризис сельскохозяйственного сектора; 
уменьшение посевных площадей, занимаемых под лен: снижение 
урожайности льна, связанное с нехваткой минеральных удобрений 
и нарушением травопольной системы выращивания льна: потерей 
высокоурожайных селекций семян льна, дающих тонковолокнистые 
сорта. Особую роль при этом сыграло почти полное прекращение государственной поддержки льнозаводов и текстильных предприятий, 
снижение уровня финансирования научных исследований в области текстильной технологии как со стороны государства, так и со 
стороны промышленных предприятий и организаций, падение платежеспособного спроса населения на текстильные товары и предметы 
потребления и т. д.

Однако вновь проявившийся интерес текстильщиков ко льну, 
несмотря на высокую трудоемкость его переработки, основан не 
только на том, что он оказался единственным натуральным отечественным волокнистым сырьем, но и на целом ряде его ценных и 
уникальных свойств, таких как:

4

— высокая гигиеничность;
— высокая прочность;
— малая растяжимость;
— стойкость к внешним воздействиям (особенно в присутствии 
влаги и температуры);

— отсутствие статического электричества;
— бактерицидность;
— высокая гигроскопичность и влагоотдача;
— меньшая способность к загрязнению и лучшая отстирывае- 
мость;

— повышенная износостойкость.
В последние годы грубое короткое льняное волокно и отходы 
трепания, благодаря научным исследованиям, проведенным в различных странах и в том числе в России, начали модифицировать 
разными способами, преобразуя их в котонин — льняное волокно, 
которое может перерабатываться в пряжу на имеющемся хлопко- или 
шерстопрядильном оборудовании в смеси с другими натуральными 
или химическими волокнами на основе созданных нетрадиционных 
технологий.

Лен, поступающий в прядильное производство, представляет собой техническое волокно — своеобразный природный композит, в 
котором элементарные волокна льна склеены между собой пектиновыми веществами. Длина технического волокна обычно находится в 
пределах 200-800 мм (средняя длина пучков 600 мм), его линейная 
плотность — 10—40 мкм и зависит от числа элементарных волокон. 
Основной проблемой переработки льна является то, что не более 30 % 
получаемого волокна составляет длинное волокно, которое по традиционным системам льнопрядения может перерабатываться в тонкую 
пряжу и высококачественные ткани для одежды и постельного белья, 
тогда как остальные волокна должны либо служить сырьем для получения грубых тарных тканей и разного рода технических волокнистых 
материалов (что представляется крайне не рациональным в условиях 
существующего дефицита натурального волокнистого сырья), либо 
после дополнительной обработки (модификации или котонизации) 
и смешивания с другими волокнами использоваться в производстве 
бытовых и одежных тканей и трикотажа.

Известно, что геометрические свойства элементарных волокон 
льна достаточно близки к подобным свойствам волокон хлопка. 
В свою очередь, свойства элементарных волокон зависят от зоны 
стебля, в которой они располагаются, и могут характеризоваться:

5

длиной от 7 до 42 мм, линейной плотностью от 1,0 до 7,0 мкм, поперечником от 11 до 33 мкм. Такой комплекс свойств льна представляет 
интерес с точки зрения возможности использования элементарных 
волокон льна в смесях с другими волокнами для переработки по 
известным системам прядения. Однако существенной проблемой в 
этом плане остается проблема расщепления технических волокон 
вплоть до элементарных, без снижения их прочности, очистка их 
от костры (одревесневших частиц стебля), содержание которой в 
льноволокне достигает 35 %. Очевидно, что такая предварительная 
подготовка льноволокна в целях придания ему прядильных, физикомеханических и эстетических свойств, близких к свойствам хлопка 
или шерсти, является необходимым условием для его переработки 
в соответствующих системах прядения. Такая процедура подготовки 
льна обычно называется котонизацией, а получаемое волокно — котонином [4], однако, в связи с разработкой в последнее время новых 
комбинированных методов подготовки льна к прядению, получаемый 
лен чаще называют модифицированным [20].

Идея котонизации вытекает из самого строения пучка волокон 
лубяного слоя в стебле растения. Получение элементарных волокон 
в виде волокнистой массы может быть достигнуто посредством разрушения — «мацерации» — клеевых и инкрустирующих веществ в 
техническом волокне Сырьем для котонизации могут служить любые 
лубяные волокна, но наиболее пригодным для этих целей является 
лен, особенно отходы льнопрядения и его первичной переработки.

Целью котонизации является штапелирование технических волокон короткого льна в соответствии с длиной базовых волокон, 
применяемой системы прядения, при одновременной максимальной 
очистке волокон от костры, покровных и соединительных тканей, 
тогда как модификация позволяет дополнительно обеспечить изменение некоторых характерных признаков льна — жесткости, прямолинейности и гладкости поверхности, снижающих его прядильные 
свойства.

Интерес производителей к модифицированному льну (котонину) 
обусловлен возможностью расширения сырьевой базы натуральных 
волокон для частичной замены химических волокон на более дешевое 
и экологичное сырье, а также расширения ассортимента и объема 
полульняных изделий бытового назначения. Процесс модификации 
позволяет увеличить объем используемых для этих целей льняных 
волокон до 65 % от общего объема выпуска льняного сырья [4,20,91],

6

причем область использования модифицированного льна (котонина) 
включает:

— производство пряжи — он замещает до 50 % натуральных 
волокон при производстве смесовых тканей и трикотажа бытового и 
технического назначения; вложение котонина не требует изменения 
традиционных технологий хлопко- и шерстопрядения, удешевляет 
стоимость сырья, придает изделиям привлекательный внешний вид и 
повышенные потребительские (гигиенические) свойства;

— производство нетканых материалов — котонин используется 
как наполнитель, фильтрующий элемент, шумоизолятор, утеплитель, 
в производстве полотен для спецодежды, напольных покрытий и др.;

— производство медицинской и технической ваты;
— производство текстильных композитов.
В связи с геополитическими и экономическими изменениями 
в конце XX в. перед текстильной промышленностью России встала задача не только максимально полно использовать имеющееся 
отечественное сырье, но и задействовать простаивающие мощности 
хлопко- и шерстопрядильных предприятий. Понимая, что данная 
проблема является не только узкопрофессиональной, а затрагивает 
и вопросы обороноспособности страны, Правительство Российской 
Федерации утвердило федеральную целевую программу «Развитие 
льняного комплекса России на 1996—2000 годы». В разработке и 
последующей реализации данной программы принимали активное 
участие как ведущие научно-исследовательские и учебные институты, в частности ЦНИИЛКА (г. Москва), СПГУТД (г. С.-Петербург), 
ЦНИИШВ (г. Тверь), КГТУ (г. Кострома), ИвГТА (г. Иваново), так и 
другие организации-производители волокна, пряжи и изделий из нее. 
В результате реализации программы были разработаны несколько 
вариантов технологии котонизации льноволокна, а также технологии получения смешанной льносодержащей пряжи и изделий из нее 
[19, 20].

Необходимо отметить, что вопросы, связанные с переработкой 
льна и технологией использования котонина, имеют общеевропейский, международный характер. Работы в этом направлении ведутся 
в Польше, Литве, Белоруссии, Германии. В 1995—1997 гг. коллектив ученых из Санкт-Петербургского государственного университета 
технологии и дизайна (Россия), работая в содружестве с учеными из 
университета Де Монфорт (г. Лестер, Великобритания), подготовил 
предложения по научно-исследовательскому проекту SFP № 973658 
«Совершенствование технологии выработки льносодержащей пряжи

7

на хлопкопрядильном и шерстопрядильном оборудовании», который был включен в международную научную программу «Наука ради 
Мира», финансируемую НАТО, и успешно выполнялся с 2000 по 
2004 гг. [57, 70, 72, 101].

В настоящей монографии авторы кратко излагают теоретические и практические аспекты этой большой научной работы, а также 
рассматривают и обсуждают результаты многочисленных научных 
исследований, выполненных как российскими, так и зарубежными 
учеными в области технологии совместной переработки модифицированного льноволокна (котонина) и других текстильных волокон, а 
также особенностей получения, строения и свойств льносодержащих 
текстильных материалов.

8

1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА 
И ПОТРЕБЛЕНИЯ ЛЬНА 
И ЛЬНОСОДЕРЖАЩЕЙ ПРОДУКЦИИ 
НА ВНУТРЕННЕМ И ВНЕШНЕМ РЫНКЕ

Современные маркетинговые исследования коньюктуры мирового рынка на продукцию текстильной промышленности, проводимые на основе обзоров международных выставок моды, тканей 
и трикотажа 1999—2000 гг. («Премьер-визион» Париж, «Мода—ин» 
Милан и др.), показывают, что льносодержащие тканые и трикотажные полотна занимают лидирующее положение, причем эта тенденция сохранится и на ближайшую перспективу [23, 37, 38, 39]. Такое 
положение объясняется тем, что в настоящее время появились новые возможности для расширения области применения натуральных 
волокон растительного происхождения, в особенности лубяных волокон, которые привлекают все большее внимание производителей и 
потребителей текстильных материалов благодаря своим уникальным 
физико-механическим свойствам, а также в связи с тем, что применение таких природных волокон целесообразно с экологической точки 
зрения и представляется экономически перспективным [18, 19, 91].

Этому способствует и тот факт, что дизайнеры и стилисты, отмечая многообразие и контрасты в современной моде, высказываются в 
пользу стиля «ретро» как одного из ключевых. В соответствии с ним 
модными являются рыхлые, объемные, длинноворсовые, «мохнатые», 
буклированные, меланжевые полотна, а также материалы типа «домо- 
ткани». Аналогичная тенденция прослеживается и в трикотаже, среди 
образцов которого актуальны рыхлые меланжевые полотна с эффектом «деревенской» ручной вязки. Как отмечают ведущие модельеры, 
для производства таких полотен требуется пряжа из натуральных волокон, имеющая эффектный внешний вид, и, в частности, фасонная 
пряжа.

Новая концепция необходимости улучшения «качества жизни» 
предполагает также, что современные текстильные изделия должны 
обладать комфортностью в носке, удобством в пользовании, пластичностью и устойчивостью к деформациям, легкостью и внесезонно- 
стью, а также экологичностью. В эту концепцию полностью вписываются льносодержащие полотна и изделия, выработанные по новым 
технологиям с использованием модифицированного льна (котонина),

9