Строение и состав шерстяных волокон

Морфологическое строение шерстяных волокон. Шерстинка со­стоит из стержня, корня и луковицы.

Стержень — ороговевшая часть шерстяного волокна, которая нахо­дится над поверхностью кожи. Шерсть как сырье обычно состоит из стержней, срезанных у самой кожи.

Корень — живая часть шерстинки, находящаяся в толще кожи, кото­рая с одной стороны (верхней) примыкает к стержню, а с другой — к луковице. Стержень волоса вместе с корнем извлекается из кожи ред­ко. Чаще всего это имеет место на кожевенных заводах при получении так называемой заводской шерсти (путем ее сгонки с овчин).

Луковица — нижняя часть корня волоса, расположенная на сосочке. В ней за счет размножения клеток происходит рост шерстяного волокна.

Волосяной сосочек выполняет функцию органа питания волоса. Он состоит из соединительнотканной основы, пронизанной густой сетью капилляров, которые через кровь обеспечивают питание, рост и разви­тие шерстяного волокна в волосяной луковице.

Корень волоса (шерстинки) в коже окружен оболочкой из несколь­ких слоев эпидермальных клеток. Эта трубка называется волосяным влагалищем, которое, в свою очередь, окружено слоем соединительной ткани, образующим оболочку волосяного влагалища, называемую во­лосяной сумкой.

Гистологическое строение шерстяных волокон.Шерстяные волок­на всех типов состоят из чешуйчатого и коркового слоев, а в переход­ных волокнах, ости, кемпе, песиге, кроющем волосе и др. имеется еще и сердцевинный слой (рис. 64).

Рис. 1. Гистологическое строение шерстяных волокон: 1 — мертвый волос; 2 — ость; 3 — переходное волокно; 4 — пух

Рис 2. Рис. 3. Различные типы изогнутости стержней волос: 1 — прямой; 2 — изогнутый; 3 — изломанный; 4 — волнистый; 5 — штопорообразный; 6 — завитой

Чешуйчатый слой (кутикула), образуя наружную поверхность волок­на, защищает его от механических, химических и биологических факто­ров окружающей среды, влияет на блеск и свойлачиваемость шерсти.

Чешуйчатый слой состоит из множества плоских, гофрированных, неправильной формы роговых чешуек, которые налегают одна на другую примерно на половину или 2/3 своей длины. Различают две основ­ные формы чешуек — черепицеобразные и коронообразные. По форме и расположению чешуек можно установить тип волоса и направление продуктивности овец. Наружные края чешуек имеют гладкую, зубча­тую или волнистую поверхность, чем обусловлена большая или мень­шая валкоспособность шерсти.

Расположение чешуек может быть:

- кольцевидное — каждая чешуйка образует полное кольцо вокруг волоса. При этом верхушка нижней чешуйки покрывает основание вер­хней, так что одно кольцо как бы вставлено в другое. Такая форма че­шуек типична для пуха;

- кольцевидно-сетевидное — чешуйки расположены в виде сетки и раз­мещаются вокруг волокна рядами, что характерно для полутонкой шерсти;

- сетевидное — чешуйки образуют на поверхности волокна непра­вильной формы сетку. Такое расположение чешуек имеют остевые во­локна. Чешуйчатый слой составляет 2-3 % массы волокна.

Каждая чешуйка состоит из трех слоев: эндокутикулы (нижняя часть), экзокутикулы (средняя часть) и эпикутикулы (верхняя часть), различающихся особенностями их кератинов.

Эпикутикула (толщина 50-100 А) — самый первый защитный слой чешуйки; она обладает повышенной химической стойкостью и предох­раняет шерстинку от вредных химических реагентов, например аммиа­ка и т. п.

От механических воздействий волокно в большей степени за­щищают экзо- и эндокутикула.

Корковый слой находится непосредственно под чешуйчатым, состо­ит из веретенообразных многогранных клеток (длина 80-150 мкм, тол­щина 4-10 мкм). Клетки коркового слоя двух типов: более крупные — ортокортекс (ортокора) и меньшие по величине, плотно расположен­ные — паракортекс (паракора).

    Клетки каждого типа образуют продоль­ные структуры волокна (рис. 65). В пуховых волокнах эти части спи­рально перевиты, причем на внешней стороне извитка всегда нахо­дится ортокортекс, на внутренней — паракортекс. В остевых и пере­ходных волокнах они могут располагаться и в других сочетаниях: ор­токортекс — в осевой, а паракортекс — в периферийной зонах, могут быть расположены неравномерно и даже отдельными клетками.

В клетках коркового слоя находятся гранулы пигмента меланина. Длина гранул — 0,5-1,3 мкм, ширина — 0,16-0,43 мкм; высота — вдвое меньше, чем ширина.

В клетках паракортекса меланина больше, чем в клетках ортокортекса.

В пуховых волокнах доля коркового слоя достигает 90 %, в ости — 60-70, а в мертвом волосе — только 5-6 %. В корковом слое содержится основное количество серы.

Рис.2. Шерстяное волокно мериносовой овцы (схема):

1 — чешуйчатый слой; 2 — веретенообразная клетка; 3 — ортокортикальные

клетки коркового слоя; 4 — паракортикальиые клетки коркового слоя.

  Этот слой обусловливает основные свойства шерсти: прочность, растяжимость, упругость и др.

Сердцевинный слой — это полость внутри волокна, заполненная вы­сохшими клетками и воздухом, она может быть непрерывной (ость) и прерывистой (переходные волокна). У пуха сердцевины не бывает.

На­личие сердцевины снижает прочность волокна, но повышает его тепло­защитные свойства. Волокна с сердцевиной часто имеют известково-белый цвет, что обусловлено хорошим отражением света поверхностью воздушных пузырьков.

     Химический состав и химические свойства шерсти.Шерстяные во­локна в основном состоят из белков группы кератинов.

Кератины волоснеодинаковы и различаются в зависимости от вида животных, их возраста

 От других бел­ков кератины отличаются повышенным содержанием серы — 3-5 %. С серой в определенной степени связаны технологические свойства шер­сти. С увеличением содержания серы в шерсти улучшаются ее прядиль­ные свойства, повышается прочность шерстяных волокон. В мериносо­вой шерсти серы больше, чем в грубой. Содержание серы в волосе изменяется в зависимости от его толщины, условий содержания, кормления, вида и породы животного.

Цистин является аминокислотой, в состав которой входит почти все количество серы шерстяных волокон. В организме овец цистин не син­тезируется, он должен поступать с кормом. Такими кормами являются зеленая трава, качественный сенаж и силос, жмыхи.

В состав кератина шерсти входит 18 аминокислот. Шерстяные волокна разных типов различаются по содержанию ами­нокислот (табл. 1).

Таблица 1.

Содержание аминокислот в шерсти (г в 100 г шерсти)

Кератин шерсти представлен двумя его разновидностями: кератин А и кератин С. Кератин А образует вещество чешуйчатого слоя, а кера­тин С — коркового и сердцевинного слоев. Кератин С в отличие от ке­ратина А содержит аминокислоту тирозин.

В состав волоса входят также пигменты,относящиеся к группе меланинов, которые образуются в живых клетках луковицы из аминокислоты тирозина в процессе ее ферментного окисления. В волосе в небольших количествах содержатся также жиры, холестерин и минеральные вещества (соли кальция, оксид железа и другие элементы).

В волосяном покрове имеется жиропот,количество которого колеблется в широких пределах в зависимости от вида, возраста и упитанности животного. На шкурках кроликов жиропот практически отсутствует, так как в их кожном покрове нет потовых желез. На шкурах овец содержание жиропота колеблется от 15 — 20 (грубошерстные породы) до 40 % (тонкорунные породы) от массы волосяного покрова. При обработке меховою сырья жиропот удаляют, собирают и из него получают ланолин — сырье для производства косметических товаров.

 Химический состав шерсти следующий, %: углерод — 49,8-52,0; водо­род - 6,36-7,37; азот - 15,7-20,8; кислород - 17,1-24,0; сера - 2,0-5,0.

От действия щелочи шерстяные волокна разрушаются, а раститель­ные (лен, хлопок, вискоза и др.) сохраняются. В слабых растворах кис­лот шерсть не изменяется, а растительные волокна разрушаются. Таким путем определяют природу волокон животного и растительного происхождения.

Методы химического воздействия на волокна разного происхожде­ния применяют в промышленности. Например, шерсть, загрязненная трудноотделимым сором (репей и др.), моется в 5-6 %-ном, растворе сер­ной кислоты (H₂S0₄), при этом шерсть не разрушается, а растительные примеси растворяются. Этот процесс называется карбонизацией шерсти.

Типы шерстяных волокон

По внешнему виду и техническим свойствам различают следующие типы шерстяных волокон: пух, ость, переходное волокно, мертвый, су­хой, кроющий, защитный, осязательный волос, песигу и кемп.

Пуховые волокна характеризуются тониной шерсти до 30 мкм, со­стоят из коркового и чешуйчатого слоев, поперечный срез имеет круг­лую или овальную форму. Руно тонкорунных овец целиком состоит из пуха. У грубошерстных овец, за исключением романовских, пуховые волокна образуют обычно нижний, более короткий ярус шерстяного покрова. По техническим свойствам пух — самое ценное волокно.

Переходное волокно характеризуется тониной шерсти от 30 до 52 мкм, состоит из чешуйчатого, коркового и сердцевинного слоев. Сердцевина развита слабо, прерывистая, но может и отсутствовать, тогда переход­ное волокно от пуха можно отличить лишь по строению чешуйчатого слоя, в котором расположение чешуек не кольцевидное (у пуха), а коль-цевидно-сетевидное.

Переходные волокна в смеси с остью и пухом входят в состав шер­сти грубошерстных и полугрубошерстных овец. Шерстяной покров по­лутонкорунных и некоторых полугрубошерстных овец целиком состо­ит из переходных волокон (или из смеси с грубым пухом).

Остевое волокно характеризуется тониной шерсти от 52 до 75 мкм, состоит из чешуйчатого, коркового и сердцевинного слоев, сердцевин­ный слой непрерывный. В руне грубошерстных овец обязательно име­ются остевые волокна, которые образуют верхний, видимый ярус шер­стяного покрова. Чем тоньше ость, тем ценнее по своим технологичес­ким качествам шерсть.

Разновидностью ости являются сухой, мертвый, кроющий, защит­ный, осязательный волос, песига и кемп.

Сухой волос — грубая ость, характеризующаяся сухостью, жесткос­тью и ломкостью наружных концов волокон. От обычной ости отлича­ется меньшим блеском. В технологическом отношении сухой волос за­нимает промежуточное положение между остью и мертвым волосом. Встречается в шерсти большинства овец грубошерстных пород.

Мертвый волос — очень грубое и ломкое остевое волокно, с предель­но развитым сердцевинным слоем и тониной шерсти более 75 мкм. В отличие от других шерстяных волокон при сгибании не образует дуги, а надламывается. При попытке растянуть — рвется. Блеска, свойствен­ного шерстяным волокнам, не имеет, не окрашивается. В шерстяных изделиях плохо удерживается, быстро разрушается и сильно понижает качество ткани. Присутствие мертвого волоса в шерсти, даже в малых количествах, резко ухудшает ее технологические свойства. Встречает­ся в шерсти овец некоторых грубошерстных пород, обычно курдючных, монгольских и некоторых кавказских (карабах и др.). В шерсти полу­тонкорунных овец мертвый волос бывает сравнительно редко, а в шер­сти тонкорунных овец его, как правило, нет.

Кроющий волос — прямой, короткий (3-4 см), очень жесткий, с силь­ным блеском. По тонине и строению близок к ости, обычно иначе окра­шен, чем руно. Например, у скороспелых короткошерстных овец (горь-ковская, суффольк и др.) рунная шерсть белая, а кроющий волос — бу­рый, черный. Вследствие наклонного расположения корней в коже кро­ющие волосы образуют на ее поверхности своеобразное покрытие: один волос прикрывает другой подобно плиткам черепицы на крыше. Отсю­да и название — «кроющий» волос. При таком расположении и малой длине кроющий волос не состригается. Кроющий волос растет на мор­де, конечностях, иногда на хвосте.

Песига — шерстяные волокна, встречающиеся в шерсти тонкорун­ных и полутонкорунных ягнят, которые выделяются среди других во­локон большей длиной, огрубленностью и меньшей извитостью. В те­чение первого года жизни песига заменяется обычными волокнами, ти­пичными для данной породы. Отмечается, что ягнята с большим коли­чеством песиги более крепкие.

Защитный волос — остевое волокно, растущее на веках овец.

Осязательный волос — остевое волокно, растущее на кончике морды овцы. Осязательный волос связан с окончаниями нервов, является сво­его рода биологическим «радаром», важен для животных при ориента­ции на пастбище, пользовании кормушками, водопойными корытами и т.д. Состригать осязательный волос нельзя.

Кемп — огрубленные волокна типа ости, белого цвета, не окрашива­ющиеся, ломкие, встречаются в шерсти тонкорунных и полутонкорун­ных овец, передаются по наследству, что необходимо учитывать в се­лекционном процессе.

Группы и виды шерсти

Шерсть по составу образующих ее волокон подразделяют на одно­родную и неоднородную (рис.3. ).

Однороднойназывают шерсть, состоящую из одинаковых по внеш­нему виду, длине, тонине и другим свойствам волокон.

К однородной относят тонкую шерсть, средняя тонина волокон ко­торой не превышает 25 мкм. Овец, от которых получают тонкую шерсть, называют тонкорунными. Тонкая шерсть в технологическом отноше­нии самое ценное сырье, которое в основном идет на изготовление кос­тюмных тканей.

Полутонкая — однородная шерсть тониной 25,1-31,0 мкм. Овец, от которых получают полутонкую шерсть, называют полутонкорунными.

Полугрубая однородная шерсть имеет тонину шерстяных волокон от 31,1 до 40,0 мкм. Такую шерсть получают от овец цигайской, рус­ской длинношерстной пород.

Грубая однородная шерсть состоит из тонкой ости, в которой серд­цевина отсутствует или может занимать небольшой удельный вес, ее тонина в пределах 40,1 — 67,0 мкм. Овцы английских длинношерстных пород (линкольн, лейстер, дортмур) и в их типе дают грубую однород­ную шерсть.

Т.И. Кузнецов (1950) в этой связи отмечал, что у культурных пород овец типа английских длинношерстных (линкольн и др.) наблюдается отсутствие сердцевинного канала у тонкой ости и появляется он только у очень грубых волокон.

Неоднородная(смешанная) шерсть представляет собой смесь ости, пуха и переходных волокон, достаточно отчетливо по внешнему виду различающихся по тонине, длине, извитости и другим признакам.

Неоднородную (смешанную) шерсть разделяют на полугрубую и грубую.

Грубую неоднородную шерсть получают с овец всех грубошерст­ных пород.

Полугрубая неоднородная шерсть состоит из тех же типов волокон, что и грубая, но отличается от нее более высоким содержанием жиро­пота, лучшей извитостью, более тонкой остью и большим количеством пуха. Полугрубую неоднородную шерсть получают от овец сараджинс-кой, алайской, таджикской и ряда других пород. Из нее вырабатывают: ковры, сукна, валяльные изделия.

Грубая неоднородная шерсть состоит из пуха, переходных и остевых волокон, часто с примесью сухих и мертвых волос. Количественное"со-отношение этих волокон в грубой шерсти не постоянно и зависит от породных, половых, возрастных, индивидуальных особенностей овец. Качество грубой неоднородной шерсти зависит от соотношения в ней волокон различных типов, их тонины и длины. Чем больше в грубой шерсти пуха и меньше ости, тем она ценнее. По комплексу технических свойств грубая шерсть значительно уступает тонкой, полутонкой и по­лугрубой.

Виды шерсти по времени стрижки. В течение года овец стригут один, два, а некоторых и три раза. Овец с тонкой, полутонкой и полугрубой однородной шерстью стригут один раз в год — весной. Грубошерстных, полугрубошерстных и помесных овец с неоднородной шерстью обычно стригут два раза в год — весной и осенью, а романовских — три раза.

Если тонкорунных и полутонкорунных овец стричь два раза вгод, то шерсть получается слишком короткой и ее использование будет не­рациональным.

В зависимости от времени стрижки шерсть делят на поярковую, весен­нюю и осеннюю. Шерсть весенняя, осенняя и поярковая различается меж­ду собой по свойствам, что имеет большое производственное значение.

Поярковая шерсть состригается с ягнят 5-7-месячного возраста, не образует руна.

Поярковая шерсть по сравнению с шерстью последующих стрижек более мягкая и шелковистая. Это объясняется тем, что волокна поярко­вой шерсти почти не имеют сердцевины, они тонкие и более однородные по тонине и длине по сравнению с шерстью взрослых животных. Косицы штопорообразные, извитые. Волокна в косице менее связаны и легко от­деляются друг от друга. Поярковая шерсть содержит меньше жиропота и загрязнений по сравнению с шерстью весенней и осенней стрижки. Дли­на поярковой шерсти меньше, чем шерсти весенней стрижки.

Молодняк тонкорунных и полутонкорунных овец, полученный при весеннем ягнении, обычно стригут весной следующего года, т. е. в 14-15-месячном возрасте. При зимнем ягнении (январь-февраль) молод­няк можно стричь в год его рождения (в июле-августе), но лишь в том случае, если шерсть у тонкорунных ягнят, будет длиной не менее 30 мм, а у ягнят полутонкорунных — не менее 35 мм. Молодняк грубошерст­ных и полугрубошерстных, а также помесных овец с неоднородной шер­стью для получения поярковой шерсти стригут в конце лета. Поярко­вую шерсть используют в валяльно-войлочном или суконном производ­стве в смеси с шерстью других видов.

Весенней называется шерсть, состриженная с овец в апреле-мае, а в ряде овцеводческих районов — в июне. Основным признаком весенней шерсти является более прочное соединение штапелей или косиц между собой, бла­годаря чему шерсть снимают с овцы в виде единого сплошного пласта — руна. Наряду с этим в весенней шерсти овец с неоднородным шерстяным покровом содержится больше пуховых волокон, чем в осенней.

Осенней называется шерсть, состриженная с взрослых овец грубо­шерстных и полугрубошерстных пород, а также помесных овец с нео­днородной шерстью осенью. Основные признаки этой шерсти — отсутствие свалянности (характерной для весенней шерсти), вследствие чего она не образует руна. Это объясняется содержанием в осенней шерсти по сравнению с весенней незначительного количества пуховых волокон, меньшего количества жиропота и тем, что эта шерсть в массе короче ве­сенней и не обладает извитостью, так как период роста осенней шерсти составляет всего 4-5 месяцев. По валкоспособности осенняя шерсть пре­восходит весеннюю. Этим обусловливается широкое использование осен­ней шерсти в валяльном и частично в суконном производстве.

Прядильная способность осенней шерсти ниже, чем весенней, по­этому в аппаратном производстве ее используют лишь в смеси с весен­ней шерстью.

Руно и его элементы

Руно— шерсть, состриженная с овцы, которая состоит из штапелей или косиц, связанных в одно целое (рис. 4).

Штапели — это пучки пуховых и переходных волокон, уравненных по длине и тонине. Руна тонкорунных и многих полутонкорунных овец имеют штапельное строение. Штапели являются естественной совокупностью группового расположения шерстинок в коже, наличия извитос­ти, жиропота и волокон — «перебежчиков», которые как бы склеивают их, не позволяя смешиваться и свойлачиваться.

Различают наружные и внутренние штапели.

Поверхность руна на овце разделяется кожными швами на непра­вильной формы участки, которые представляют собой наружные шта­пели.Когда верхушки штапелей слегка расходятся, это открытое (рас­крытое) руно, когда они плотно прилегают друг к другу — закрытое (рис. 5). В плотное, хорошо замкнутое руно не проникают растительный сор и пыль. Руна с открытым штапелем сильнее загрязняются, что ухудша­ет прочность шерсти.

Рис. 5. Руно плотное, закрытое

У тонкорунных овец наружный штапель имеет следующие основ­ные формы:

- мелкоквадратный — у овец с очень тонкой, густой, но короткой шерстью;

- закругленный квадратный — у овец с густой, средней длины шерстью;

- дощатый — характерен для овец, имеющих редкую шерсть, сред­ней тонины и камвольной длины;

- смолистый — в виде кофейных зерен различной величины. Шерсть с обильным количеством жиропота, от избытка которого наружная по­верхность штапеля загрязняется, от чего имеет темно-смолистый цвет.

В раскрытом руне можно увидеть следующие формы внутреннего штапеля:

- цилиндрическую — состоит из волокон одинаковой длины, хорошо уравненных по длине и тонине, равномерно извитых и плотно соединен­ных жиропотом. Руна с такой шерстью являются наиболее ценными;

- коническую — более плотное расположение шерстинок у кожи (у осно­вания) и менее плотное, рыхлое, к вершине, что характерно для редкошерст-ных рун. В рунах, состоящих из штапелей конической формы, волокна ме­нее уравнены по длине, содержат недостаточное количество жиропота, вслед­ствие чего загрязнения проникают на большую глубину штапеля;

- воронкообразную — суженная от вершины к основанию штапеля, является признаком редкошерстности руна, малой жиропотности и не­равномерной извитости волокон.

Руна полугрубошерстных и грубошерстных овец со смешанной шер­стью состоят из пучков, в которые входят пуховые, переходные и осте­вые волокна, имеющие разную длину и тонину (рис.6.). Пучки шер­сти, состоящие из волокон разных типов, не уравненных по длине и то­нине, называют косицами.Косицы делят на волнистые и прямые, мел­кие и крупные. Такие вариации косиц обусловлены соотношением в

шерсти ости и пуха: чем больше в руне ости и чем она грубее по отноше­нию к пуху, тем крупнее косица.

  Строение косиц имеет практическое значение при оценке руна по­лугрубошерстных и грубошерстных овец. Если руно содержит много пуха, то оно разделяется на косицы, сами же косицы распадаются толь­ко в верхней части. Если в руне примерно одинаковое соотношение меж­ду остью и пухом, косицы распадаются на 2/3 по высоте (длине)|При большом количестве ости косицы распадаются до самой кожи. Таким образом, по строению косиц можно дать определенную технологичес­кую характеристику руна грубошерстных и полугрубошерстных овец.

Исключение составляют руна романовских овец, в них верхнюю заост­ренную и слегка завитую часть косицы образует пух, перерастающий ость.

У многих полутонкорунных пород овец штапелъно-косичное строе­ние руна.

Плотность руна в основном определяется густотой шерсти, которая зависит от породы, индивидуальных особенностей животного, его воз­раста, уровня кормления и других факторов. По плотности руна под­разделяют на плотные, недостаточно плотные и рыхлые.

Исключение составляют руна романовских овец, в них верхнюю заост­ренную и слегка завитую часть косицы образует пух, перерастающий ость.

У многих полутонкорунных пород овец штапелъно-косичное строе­ние руна.

Плотность руна в основном определяется густотой шерсти, которая зависит от породы, индивидуальных особенностей животного, его воз­раста, уровня кормления и других факторов. По плотности руна под­разделяют на плотные, недостаточно плотные и рыхлые.

Плотные руна у овец тонкорунных пород, которые на 1 см² площади кожи имеют до 10 тыс. и более шерстинок, у полутонкорунных — 2-4 тыс., у грубошерстных — 1,5-2,5 тыс. (табл.2.).

Таблица 2.

Количество волокон на 1 см² кожи у некоторых пород овец (матки)

Густая шерсть (рис. 7) характеризуется квадратным наружным и цилиндрическим внутренним штапелем, узким зигзагообразным кож­ным швом, малым проникновением пыли (на 1/4 и 1/5 высоты штапе­ля). В редкой шерсти наружный штапель имеет так называемую доща­тую, а внутренний — воронкообразную форму; кожный шов широкий, пыль и сор проникают до 1/2 высоты штапеля, на ощупь чувствуется вялость, редкость шерсти. Наиболее густая шерсть на боку, лопатках; на спине шерсть менее густая, а на брюхе — наиболее редкая.

Рис.7 . Густая шерсть характеризуется узким кожным швом

Под оброслостью понимается степень покрытия рунной шерстью головы, брюха и конечностей. Практическое значение оброслость име­ет только для тонкорунных овец, у которых она весьма различна. У шер­стных пород (советский меринос, ставропольская и др.) вся голова по­крыта рунной шерстью, у австралийских мериносов, прекосов и близ­ких к ним пород лицевая часть головы покрыта кроющим волосом.

                  3.7. Физико-механические свойства шерсти

Физико-механические свойства шерсти: тонина, извитость, длина, прочность, растяжимость, упругость, эластичность, цвет и блеск. Кро­ме того, учитывают влажность и выход мытой шерсти.

Тонина — основной систематический признак в классификации шер­сти. Она определяет производственное назначение шерсти и разделе­ние ее на соответствующие сорта, а у овец — на породы (тонкорунные, полутонкорунные).

Тонину шерсти чаще всего характеризуют средней арифметической величиной поперечных размеров волокон (в микрометрах), тексом — от­ношением массы шерсти к ее длине, номером — отношением длины шер­сти к ее массе, классом тонины — качеством (для однородной шерсти).

Тонину оценивают в условных показателях — классах тонины. Ус­тановлено 13 основных классов тонины шерсти, называемых качества­ми, которые обозначают числами: 80, 70, 64, 60, 58, 56, 50,48, 46, 44,40, 36 и 32. Каждому качеству соответствует определенная тонина шерсти в микрометрах (табл.3.).

Таблица 3

Классификация однородной шерсти по тонине, принятая в России и странах СНГ

Действующую систему иногда неверно называют брадфордской. Сущ­ность брадфордской классификации шерсти в следующем. Из мытой и прочесанной шерсти (топе) готовят пряжу и разделяют на мотки по 512 м каждый. Число мотков пряжи, которое получается из 1 английского фунта (453,6 г) шерсти, назвали качеством. Если, например, из 453,6 г чистой шерсти получено 64 мотка пряжи по 512 м каждый, то такая шерсть соот­ветствует 64-му качеству. Чем тоньше шерсть, тем больше получится мот­ков пряжи и будет выше числовое обозначение класса тонины, и наоборот.

Следует отметить, что из шерсти одинаковой тонины, но разной дли­ны и прочности можно получить различную по длине нить. Поэтому брадфордскую систему стали заменять другими. В нашей стране тер­мин «качество» и нумерация классов заимствованы из брадфордской классификации, но разделение шерсти на классы производится в зависимости от тонины в мкм. Поэтому в принципе это совершенно разные системы классификации шерсти.

Чтобы определить, к какому качеству принадлежит исследуемая шерсть по отечественной классификации, требуется установить ее тонину в мик­рометрах. Методы определения тонины шерсти рассматриваются ниже.

Среди особенностей тонины шерсти по сравнению с тониной осталь­ных натуральных текстильных волокон следует отметить весьма боль­шую амплитуду колебаний ее размеров. Так, в овечьей шерсти тонина самых тонких волокон составляет 8-10 мкм, а грубых остевых и мертво­го волоса достигает 200 мкм и более. Толщина волокон хлопка колеблет­ся в пределах 16,5-26,5 мкм, льна — 16-31 мкм, шелка — 12-15,7 мкм.

Следует отметить, что даже в высококачественной мериносовой шерсти у одного и того же животного, на одном и том же участке волок­на имеют разную тонину. Более того, нет шерстинок, имеющих одина­ковую тонину по всей длине волокна.

Показатель, характеризующий степень неоднородности волокон по тонине, называется уравненностью шерсти по тонине. Уравненность — очень важный показатель качества шерсти: чем уравненнее шерсть, тем больше и лучшего качества из нее можно получить пряжи.

Изменчивость тонины на протяжении волокна зависит от полноцен­ности кормления, физиологических и сезонных факторов. У животных, получающих в течение всего года полноценный рацион, равномерность тонины волокон шерсти хорошая. Из такой шерсти вырабатывают высо­кокачественную пряжу для наиболее ценного ассортимента изделий. При недостаточном кормлении, особенно в напряженные для животных фи­зиологические периоды (суягность, лактация), совпадающие, как прави­ло, с зимним и ранневесенним сезонами года, отличающимися худшими условиями кормления, шерстяные волокна утоняются (табл.4.).

Таблица 4.

Изменение тонины шерстяных волокон у тонкорунных и полутонкорунных маток по сезонам года, мкм

При продолжительном недокорме, болезнях участки шерстяных во­локон с утонениями могут быть довольно значительными. Такие уто­нения называют переследом. При промышленной переработке шерстя­ные волокна в утоненной зоне или легко обрываются, или пряжа из них получается очень неровная и недостаточно прочная.

Тонина шерсти в значительной степени зависит от пола, возраста и индивидуальных особенностей овец. У баранов шерсть грубее, чем у маток; шерсть валухов по тонине занимает промежуточное поло­жение между шерстью баранов и маток. У ягнят шерсть с возрастом грубеет. При старении овец, начиная с 5-6-летнего возраста, шерсть становится тоньше. Индивидуальные вариации тонины шерсти у овец даже в хорошо отселекционированных стадах весьма значительные.У отдельно взятой овцы более грубая шерсть растет на холке и спине, наиболее тонкая — на брюхе. На боках растет наиболее уравненная шерсть по длине и тонине, поэтому ее длину и тонину определяют всегда в этом месте. Для установления уравненности шерсти в руне сравнивают тонину шерсти на боку и на ляжке. Если разницы нет или она в пределах одного качества (70-64-го), то шерсть считается хорошо уравненной; если разница составляет два качества — шерсть уравненная, если более двух качеств — неуравненная. Более урав­ненную шерсть дают валухи, ярки и переярки.

Тонина шерсти находится в обратной зависимости от ее длины, т.е. чем тоньше шерсть, тем она короче, и, наоборот, по мере огрубления шерсти ее длина увеличивается. Однако эта сопряженность проявляет­ся у животных одной породы или ряда пород одного направления про­дуктивности. Если же сравнивать шерсть овец разных пород и направ­лений продуктивности, то более тонкая шерсть овец одной породы мо­жет оказаться не короче, а такой же длины или даже более длинной, чем более грубая шерсть овец другой породы. Например, у овец цигайской породы при тонине шерсти 30-34 мкм длина 9-10 см, а у близких к ней по тонине шерсти овец пород ромни-марш и линкольн — 12-14 см.

Извитость шерсти. Все шерстяные волокна, за исключением кро­ющего волоса, не прямые, а извитые. Свойство шерсти образовывать извитки называется извитостью.

Различают форму и степень извитости. Форму извитости устанав­ливают по соотношению высоты дуги завитка и длины основания дуги. По этим показателям различают следующие формы извитости: глад­кую — а, растянутую — б, плоскую — в, нормальную — г, сжатую — д, высокую — е, петлистую — ж (рис. 8).

Рис. 8. Формы извитости шерстяных волокон

Гладкая извитость — высота извитков по сравнению с длиной ос­нования почти незаметна. Такую форму извитости имеют грубые ос­тевые волокна.

Растянутая извитость имеет более заметную высоту извитков, чем глад­кая. Такая форма извитости остевых волокон называется волнистостью.

Плоская извитость — высота извитков меньше длины основания.

Нормальная извитость — высота извитков равна половине длины основания. Такая извитость характерна для тонкой мериносовой шер­сти высокого качества.

Сжатая извитость — высота извитков несколько больше длины основания.

Высокая извитость — высота извитков значительно больше длины основания.

Петлистая форма извитости характеризуется чрезмерной высотой дуги за счет уменьшения длины основания; форма дуг напоминает пет­ли. Шерсть с петлистой извитостью обычно имеет пониженную проч­ность и меньшую длину. Повышенная извитость шерсти затрудняет процесс ее чесания и приводит к обрывности волокон, снижению выхо­да пряжи. Такая извитость шерсти является нежелательной для про­мышленности. Овцам, имеющим шерсть с петлистой, маркиртной из­витостью, свойственна изнеженность, повышенная требовательность к условиям кормления и содержания, пониженная резистентность, невы­сокая продуктивность.

Степень извитости волокон характеризуется числом извитков на 1 см их длины. К извитой относится шерсть, у которой на 1 см длины прихо­дится не менее 3-4 извитков (тонкая, полутонкая). Волокна тонкой мериносовой шерсти имеют от 7 до 12 извитков на 1 см длины, полу­тонкой шерсти — от 5 и ниже; остевые волокна, как правило, — 1 извиток на 1 см длины, мертвый волос извит еще слабее. Это показывает,

что между извитостью и тониной волокна существует определенная за­висимость: чем тоньше шерсть, тем сильнее ее извитость. Вместе с тем извитость не может являться основным показателем для оценки тони­ны шерсти, так как далеко не всегда более тонкие волокна имеют боль­шее число извитков на единицу длины и в пределах одного и того же качества шерсти она может значительно изменяться. Например, у ме­риносовой шерсти тониной 21-23 мкм (64-е качество) встречается от 5 до 9 извитков на 1 см. Это объясняется тем, что тонина и извитость во­локна формируются под действием различных биологических факто­ров. Каждое из этих свойств по-разному реагирует на влияние внешней среды: тонина шерстяных волокон быстро и сильно изменяется под вли­янием кормовых факторов или физиологического состояния организ­ма животного (беременность, лактация и т.д.), тогда как извитость зна­чительно меньше реагирует на эти факторы.

От извитости волокон зависит упругость ткани, ее валкоспособность и эластичность. Более правильное представление о степени извитости дает разница между длиной волокна в распрямленном и извитом состоянии.

Степень (сила) извитости определяется по формуле

СИ=Д_1-Д₂ х100%

                                                                 Д₁

где СИ — степень извитости; Д₁ — длина распрямленного от извитости волокна; Д₂ — длина извитого волокна.

Длина шерсти — протяженность отдельных волокон или штапеля шерсти, соответствующая наибольшему расстоянию между их конца­ми в распрямленном, но не растянутом состоянии.

Различают естественную и истинную длину шерсти. За естествен­ную длинупринимается длина пучка волокон (штапеля или косицы) с сохранением извитости или волнистости шерстинок. Ее измеряют линей­кой с точностью до 5 мм. В косице измеряют длину ости и длину пухово­го яруса отдельно*. Эти измерения записывают дробью: в числителе — общая длина косицы (ости), в знаменателе — длина пухового яруса. Дли­ну переходных волокон в неоднородной шерсти не определяют. Есте­ственную длину тонкой шерсти называют также высотой штапеля.

Истинная длина — длина шерстяных волокон в распрямленном от извитости, но нерастянутом состоянии. Ее измеряют с точностью до 1 мм. Для определения истинной длины используют полуавтомат марки FM-04 и другие приборы, ее можно измерять и с помощью обык­новенной линейки.

Благодаря извитости шерстяных волокон истинная длина шерсти практически всегда больше естественной.

Рост шерсти в длину зависит от породы, пола, возраста, физиологи­ческого состояния овец, уровня их кормления, условий содержания и других факторов.

Самую короткую шерсть имеют овцы тонкорунных пород (6-9 см), у большинства полутонкорунных овец шерсть длиннее (10-14 см). Ба­раны и валухи продуцируют более длинную шерсть, чем матки. У мо­лодняка до годичного возраста шерсть растет быстрее, чем у взрослых овец; в течение 4-5 лет прирост шерсти за год примерно одинаков, а после 5-6-летнего возраста скорость роста шерсти замедляется.

Разные участки тела животного различаются по длине шерсти: на лопатках, боках, ляжках она более длинная, чем на брюхе, спине.

Тонкую мериносовую шерсть длиной 55 мм и более перерабатыва­ют по тонкогребенному (камвольному) способу прядения. Из нее полу­чают тонкую, гладкую пряжу, пригодную для выработки костюмных и платьевых тканей (бостон, коверкот, трикотаж). Тонкую шерсть коро­че 55 мм используют для выработки пряжи по аппаратному способу прядения. Из нее вырабатывают пледы, одеяла, технические сукна и некоторые пальтовые ткани.

Полутонкая и полугрубая шерсть длиной 120-180 мм является сы­рьем для выработки пряжи по грубогребенному способу прядения, из которой изготовляют ковры, трикотаж и другие шерстяные изделия. Шерсть длиной до 40 мм используют в валяльно-войлочном производ­стве для выработки войлочных и фетровых изделий.

Прочность шерсти на разрыв является одним из важных физико-механических и технологических качеств, которым определяется ее производственное назначение. Различают прочность абсолютную и удельную (относительную). Абсолютная прочность характеризуется нагрузкой, под действием которой волокно разрывается. По системе МКГСС при определении прочности одиночного волокна ее выражают в грамм-силе (гс), пучка волокон — в килограмм-силе (кгс); по системе СИ - в ньютонах (Н): 1 кгс=9,80665 Н.

Удельную прочность характеризует величина разрывного усилия, приходящегося на единицу площади поперечного сечения шерстяного волокна. По системе МКГСС ее выражают в кгс/мм², по системе СИ — в Паскалях (Па) или мегапаскалях (МПа); 1 мегапаскаль= 106 Па.

В практике шерстоведения вместо удельной прочности нашло ши­рокое применение определение разрывной длины шерстяного волокна, которую выражают в километрах (км). Под разрывной длиной в мате­риаловедении подразумевается такая условная длина пряжи, волокна

и т. п., при которой они, будучи свободно подвешенными за один конец, разрываются от собственной массы. Разрывная длина позволяет срав­нивать между собой различные материалы.

В последнее время у нас в стране и за рубежом разрывную длину (км) выражают в сН/текс (сантиньютон на текс), но в этом случае этот показатель называют разрывной нагрузкой. Между разрывной длиной и разрывной нагрузкой существует зависимость: чем выше прочность волокна (разрывная нагрузка), тем больше его разрывная длина. Раз­рывная длина шерсти колеблется от 5 до 25 км. Переводной коэффици­ент км в сН/текс составляет 0,98.

Шерсть считается нормальной по прочности, если ее разрывная нагруз­ка (сН/текс) составляет не менее: для тонкой мериносовой шерсти — 7, для полутонкой — 8, для полугрубой и грубой — 9.

Шерсть, имеющая разрывную нагрузку меньше указанных норм, считается дефектной.

Прочность шерсти обусловлена тониной и гистологическим строе­нием волокон. На нее оказывают большое влияние как генотипические, так и паратипические факторы — кормление, содержание, физиологи­ческое состояние животных. У суягных и лактирующих маток даже при хорошем кормлении растущая в этот период шерсть утоняется, а при недостаточном — неизбежен переслед. Поэтому полноценность корм­ления маток на протяжении года следует уточнять с учетом возраста, физиологического состояния, кондиции животного. Чтобы сохранить прочность шерсти, надо своевременно стричь и правильно хранить ост­риженную шерсть, своевременно проводить профилактические купки и весь комплекс зооветеринарных оздоровительных мероприятий, по­скольку при маститах, чесотке и других заболеваниях, купке овец в ра­створах с повышенной концентрацией дезосредств происходит потеря прочности волокна, нередко сопровождаемая потерей шерсти.

Растяжимость. Под влиянием нагрузки всякое волокно, прежде чем разорваться, в той или иной мере растягивается. Разница между ис­тинной длиной шерстяного волокна и его длиной в момент разрыва, вы­раженная в процентах от истинной длины волокна, называется полным удлинением. Величина относительного полного удлинения, отнесенная к единице нагрузки, характеризует растяжимость. По системе МГКСС ее выражают в %/гс, а по системе СИ — в %/Н. 1 ньютон (Н) = 102 гс. Коэффициент растяжимости показывает увеличение длины волокна при нагрузке 1 кгс на 1 мм², выражается в процентах. Растяжимость тонкой шерсти составляет 33-35 %, полутонкой - 37-46%; хлопка - 6,9-7,2%; нейлона - 8,7-8,9%.

Упругость — свойство волокон восстанавливать свою первоначаль­ную форму и размер полностью или частично после прекращения действия силы, нарушившей их. Этот показатель является ценным для шерстяного волокна, поскольку им во многом определяется прядиль­ная способность шерсти, добротность и красота шерстяных изделий.

Эластичность — быстрота восстановления шерстью первоначаль­ной формы. При хорошей упругости и эластичности шерсть быстро вос­станавливает свое естественное состояние после снятия нагрузки. Уп­ругость и эластичность обусловливают многие ценные качества шер­стяных изделий: прочность, износоустойчивость, способность длитель­ное время сохранять свою первоначальную форму (вид) и др.

Мягкость шерсти определяется тониной и гистологическим строе­нием волокон, соотношением и длиной ости и пуха в неоднородной шер­сти. Наиболее мягкая — мериносовая, кроссбредная шерсть. Характер­ной особенностью шерсти цигайских овец является ее упругость и жест­кость. Наиболее жесткая — неоднородная грубая шерсть (особенно у кур­дючных овец), а грубая шерсть романовских овец относительно мягкая, что обусловлено большей длиной пуха по сравнению с остью.

Гигроскопичность — свойство шерсти поглощать влагу из окружа­ющей среды, при этом масса шерсти может увеличиться на 50 %. С по­глощением влаги связано набухание волокон, которое происходит ани­зотропно — волокно в поперечнике увеличивается больше (на 17,5 %), чем в длину (на 1,2-1,8 %). Повышение влажности шерсти сопровож­дается увеличением ее электропроводности и выделением тепла. Процесс выделения тепла при абсорбции шерсти можно иллюстрировать следую­щим примером. Если человек, имеющий шерстяную одежду массой 2,3 кг, из помещения с температурой воздуха 18,3 °С и относительной влажнос­тью 38% перейдет в помещение с температурой 7,7 "С и относительной влажностью воздуха 79 %, то тепло, выделенное шерстью при поглощении влаги, будет эквивалентно теплу, выделяемому человеческим телом за 1,5 ч. Этот пример убедительно показывает, что гигроскопичность — очень важ­ное свойство шерсти, способствующее поддержанию теплоты тела челове­ка при переходе его в более влажные и холодные условия.

Поскольку шерсть обладает способностью удерживать влагу, то де­сорбция — отдача влаги шерстью, происходит более медленно, чем аб­сорбция (поглощение).

Влажность шерсти — показатель количества содержащейся в ней воды; при этом имеется в виду вода, удерживаемая шерстью механи­чески, а не входящая в ее химический состав.

В связи с тем что шерсть быстро реагирует на влажность среды, для мытой шерсти установлены нормативы влажности, под которыми по­нимают такое количество воды, приходящееся на 100 весовых частей абсолютно сухого вещества шерсти, которое считается допустимым при учете массы этой шерсти. Для тонкой, полутонкой и неоднородной мы­той шерсти норма влажности составляет 17 %. Это означает, что мытая шерсть всех видов на каждые 100 кг абсолютно сухой массы содержит 17 кг воды. Для немытой (грязной) шерсти нормы влажности не установлены.

Нормы влажности на мытую шерсть введены как обязательные для расчетных операций. Поэтому массой мытой шерсти, подлежащей оп­лате, является не фактическая, а установленная по расчету количества абсолютно сухой шерсти в данной партии с прибавкой на воду (17 % этого количества для всех видов шерсти). Отсюда следует, что расчет­ная масса будет меньше фактической, если шерсть слишком влажная, или больше фактической, если шерсть чрезмерно сухая.

Установленная по нормам влажности масса шерсти называется кон­диционной, а сам процесс — кондиционированием.

Цвет шерсти зависит от наличия в клетках коркового слоя мель­чайших пигментных зерен меланина. Эти зерна настолько малы и так плотно лежат друг около друга, что при слабом увеличении заметны не отдельные зернышки, а их скопления в виде пятен.

Основные цвета шерсти: белая, черная, рыжая, серая, цветная. В бе­лой шерсти нет пигментированных волокон. В черной шерсти содер­жатся пигментированные волокна черного цвета различных оттенков. Серая шерсть — смесь белых и черных пигментированных волокон. К цветной относят белую шерсть с примесью волокон рыжего цвета, а так­же рыжую, светло-коричневую, коричневую.

У некоторых пород овец цвет шерсти изменяется с возрастом. Из черного у ягнят цвет шерсти постепенно переходит в серый у взрослых каракульских овец. Такое возрастное изменение цвета происходит за счет потери черными волосками части пигмента по причине его разру­шения и посветления верхней части волокон. Цвет немытой шерсти отличается от цвета ее после промывки и тем сильнее, чем больше в ней жиропота и загрязняющих примесей (земля, сор и др.). Особенно силь­но изменяется цвет тонкой шерсти после ее промывки: в зависимости от качества и количества жиропота до промывки она имеет различные оттенки желтоватого цвета, вымытая шерсть обычно белая.

При характеристике шерсти на овцах, а также остриженной шерсти цвет ее устанавливают по цвету самих волокон, а не по цвету жиропота и примесей. Если под влиянием тех или иных воздействий частично изменяется и окрашивается вещество кератина самих волокон (напри­мер, под действием экскрементов, неправильной купки и т.д.) и белые шерстяные волокна становятся интенсивно желтыми или приобретают коричневые оттенки, которые остаются и после промывки, то такую шерсть нельзя относить к белой.

С технологической точки зрения шерсть белого цвета представляет наибольшую ценность, так как изделия из нее можно окрасить в любой цвет. Сохранению белого цвета шерсти от повреждений необходимо уде­лять большое внимание не только в связи с трудностью и дефектами ее крашения, но и по причине частичной потери пожелтевшей шерстью проч­ности и упругоэластических свойств. Цвет немытой шерсти определяют органолептически при бонитировке овец и комплексной оценке шерсти.

Блеск — свойство шерсти отражать лучи света. Он зависит главным образом от размера, формы и взаиморасположения чешуек, образую­щих наружный слой волокна, от степени развития сердцевинного слоя. Блеск шерсти обусловливает ту или иную яркость, «живость» в тонах шерстяных изделий. Ткани, изготовленные из шерсти с очень слабым блеском, не имеют хорошего вида.

От блеска шерсти зависит в определенной степени качество караку­ля. При слабом блеске смушек даже с очень хорошими завитками силь­но обесценивается. Для шерстяных тканей требуется не резкий, но дос­таточно сильный блеск, свойственный хорошей мериносовой шерсти. Наиболее сильный блеск — люстровый — имеет шерсть овец пород лин­кольн, русская длинношерстная и др. Полулюстровый блеск — в шер­сти овец ромни-марш, куйбышевской пород. Серебристый блеск харак­терен для шерсти овец тонкорунных и полутонкорунных пород. Мато­вый блеск присущ в основном шерсти грубошерстных овец, и особенно шерсти, содержащей много мертвого волоса.

Различная степень блеска влияет на внешний вид шерстяных изде­лий, придавая им в одних случаях определенную «живость», т.е. прият­ный для глаза внешний вид, а в других случаях — «тусклость» — не­приглядный внешний вид.