Rost - biológia

A rost hosszúságához képest vékony és rugalmas szerkezet. A rostok nem képesek elnyelni a nyomóerőket hosszirányban, csak a húzóerőket, mert nyomásnak kitéve megrekednek. A természetben és a technológiában a szálak általában egy nagyobb kompozitban találhatók, ezek egy bizonyos szerkezetet alkotnak.

műszaki textíliákban

A rostok természetben és technológiában gyakoriak, mert két jelenség figyelhető meg:

  • A szálakból készült szerkezet erősebb és gyakran merevebb, mint az azonos alakú, tömör anyagból készült "szilárd" szerkezet.
  • Két összekapcsolt szál erősebb, mint külön-külön.

A rostok megkülönböztetik magukat a rudaktól, mert nincs hajlítási ellenállásuk, és kisebb átmérőjük miatt különböznek a huzaltól.

Osztályozás

Nagyon nagy, gyakorlatilag korlátlan hosszúságú szálaknak nevezik őket Izzószálak, Korlátozott hosszúságú szálakat hívunk Vágott szálak. A vágott szálak viszont valóban fonhatóakra oszlanak Vágott szálak és nagyon rövid Nyájrostok, a határ kb. 15 mm.

A rostok tulajdonságait különböző kvalitatív (égési teszt) és kvantitatív módszerekkel lehet meghatározni vagy mérni. Az égési teszt során megfigyelhető a láng (koromfejlődés), az illat, a füst pH-értéke és a maradék konzisztenciája. Kvantitatív mérésekkel például meghatározzuk a szakítószilárdságot vagy a rugalmassági modulust.

Természetes szálak

→ Fő cikk: természetes rost

A természetes szálak mind olyan textilszálak és rostanyagok, amelyeket növényi és állati anyagokból nyernek kémiai változások nélkül. Meg kell különböztetni a szintetikus úton előállított műszálaktól ("szintetikus szálak"). A visszanyert szálak, például a bambusz viszkóz vagy a liocell nem természetes szálak. A viszonylag rövid farostokat külön is figyelembe vesszük - nem utolsósorban mennyiségi fontosságuk miatt.

A természetes szálak lehetnek szerves (növényi vagy állati) vagy szervetlen (ásványi) eredetűek.

Növényi rostok

A növényi rostok a növényekben vaszkuláris kötegként fordulnak elő a szárban vagy a törzsben, a kéregben (pl. Háncsként) és maghosszabbításként.

Az ingatlannal szálas - és még fás és lágyszárú - az erősen rostokba tarkított és lignifikált részek nem specifikálódnak lágyszárú növény a fiatal hajtás és a levéltömeg különbségében, különösen az élelmiszer esetében ezek az adagok nem alkalmasak fogyasztásra. A Rostnövények című cikk áttekintést ad a mezőgazdaságban termesztett növényi rostok szállítóiról.

Növényi rost az anyagként használt növényi eredetű szálak gyűjtőfogalma. Az alábbiakban felsoroljuk az érvényes rövid leírást a DIN 60001-1 szerint:

  • Magszálak
    • A gyapotnövény gyümölcsének magszőréből származó pamutrost (CO)
    • Kapok (KP) a valódi kapokfa kapszula gyümölcsének belsejéből
    • Nyár pihe (n.n.)
    • Akon selyem növényekből
  • Bast szálak
    • Bambuszrost (ritka, többnyire regenerált szál, hasonló a bambusz viszkózához)
    • Rostos csalán a nagyobb csalán
    • Kenderrost (HA)
    • Szibériai kender csalán rost
    • Juta (JU)
    • Kongói juta mályva családból
    • Lenrost, más néven vászon (LI), a közönséges lenből
    • Ramie rost (RA) a trópusi csalán ramiból
    • Kenaf rost Kenafból (kelet-indiai kender pillecukor)
    • Roselle szálak (szudáni mályvacukor)
  • Kemény szálak
    • A farostok - most panelekké préselődnek
    • Levélszálak
      • Sziszál (SI) agave levelekből
      • Abacá (manilai kender), egy bizonyos típusú banán leveleiből készült kemény rost
      • Broméliákból készült Curauá
      • Agave rost
      • Ixtle rost agave lechuguillából
      • Arenga szálak a cukorpálmából
      • Afrik vagy egy törpepálma tenyérszála
  • Gyümölcsszálak
    • Kókuszrost (CC) a kókuszpálma gyümölcs héjából

A növényi rostokhoz különféle rohamokat és más növényeket is használnak.

A hárs és a tölgy háncsmaradványai képviselik a neolitikus szálmaradványok legelterjedtebb leleteit, ezeknek a fafajoknak a hosszú szálait használták fel kosarak, szőnyegek és zsinórok készítéséhez. A legismertebb példák jelenleg valószínűleg a Hauslabjoch-i férfi köpenyei és cipői, közismert nevén "Ötzi".

Állati eredetű rostok

Az állatoknál a szőrtüszők rostokat képeznek. Kivételt képeznek a bábozott selyemhernyók és az izomrostok csomagolásából származó selyemrostok, az izom kvázi sejtes kontraktilis elemei. A textiliparban felhasználható szálak:

Geológiai eredetű ásványi rostok

Az ásványi rostok (szervesen kötött szén nélkül lévő rostok) természetesen csak ebben a formában fordulnak elő:

  • Az azbesztet (AS) az elmúlt évszázadban főleg az építőiparban használták magas hőállósága miatt. Nincs textil jelentése, használata ma nagyrészt tilos.
  • Szálvakolat

Műszálak (korábban: szintetikus szálak)

Nagyon sok olyan kereskedelmi név és korábbi kereskedelmi név létezik, amelyek kémiai összetételüknél következetesen jobban ismertek. A legtöbb műszál polimer:

Természetes polimer szálak

  • Cellulózrostok
    • A viszkózt (CV) viszkóz eljárással állítják elő tiszta cellulózból, főleg bükk- és fenyőfából vagy eukaliptuszból, és egyre inkább bambuszból is.
    • A modált (CMD) a módosított viszkóz eljárással állítják elő, ezért száraz és nedves állapotban nagyobb a szilárdsága, mint a viszkóznak.
    • A lyocellt (CLY) nedves fonási eljárással állítják elő. Oldószerként szolgál -Metil-morfolin--oxid-monohidrát. A szálat nagyon magas száraz és nedves szilárdság jellemzi.
    • A Cupro-t (CUP) réz-oxid-ammónia eljárással állítják elő.
    • Az acetátot (CA) a száraz fonási folyamatban acetonban oldott cellulóz-acetátból fonják (lásd acetát szálak)
    • A triacetátot (CTA) szintén cellulóz-acetátból állítják elő, de most diklór-metánban oldják.
    • A cellulont baktériumsejtekből állítják elő
  • Gumi szálak
    • radír
  • Növényi fehérjeszálak
    • Szójafehérje rost
  • Állati fehérjeszálak
    • Kazein gyapjú, kereskedelmi nevek Lanital, Tiolan, Aralac [1]

Szintetikus polimer szálak

  • Polikondenzációs szálak
    • Poliészter (PES), többnyire polietilén-tereftalát (PET), kereskedelmi nevek Diols, Trevira stb., sokoldalú tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért a szintetikus szálak között a legfelsõbb helyet foglalják el. A poliészter szál nagyon szakadás- és kopásálló, alig vesz fel nedvességet.
    • Poliamid (PA), kereskedelmi név nejlon, Perlon, Dederon, Grilon, nagyon rugalmas és alig gyűrődik. A poliamid hő hatására tartósan deformálódhat, ezt hőre kötéskor használják.
    • Poliimid (PI), kereskedelmi név P84, Magas hőmérsékletű szintetikus szálak, amelyeket műszaki textíliákban, például szűrőközegekben használnak.
    • Poliamidimid (PAI), kereskedelmi név Kermel
    • Polifenilén-szulfid (PPS), kereskedelmi nevek Procon, Torcon, Nexilének stb., jó hőállóságot és kiváló kémiai ellenállást mutat, felhasználása műszaki textíliákban, például szűrőközegekben.
    • Aramid, kereskedelmi név Kevlar, Nomex, Twaron, nagyon nagy szakítószilárdsággal rendelkezik, és műszaki textíliákhoz használják, például golyóálló mellényekben.
  • Polimerizációs szálak
    • Poliakrilnitril (PAN), kereskedelmi nevek Dralon, Orlon stb. gyapjúszerű tapintású, jó fény- és vegyszerállóságú. A szurok mellett fontos kiindulási anyag a szénszálak előállításához. A poliakrilnitrilt üreges szálak gyártására is használják membrántechnikához.
    • Politetrafluor-etilén (PTFE), kereskedelmi név Teflon, Toyoflon, Profilok, Rastex stb., hőálló, kémiailag nagyrészt inert, víztaszító és alig festhető. A szálat elsősorban a műszaki textíliákban használják. Mikro nyílásokkal rendelkező membránként is használják - például időjárásálló ruházatban, Gore-Tex márkanév vagy szűrőanyagra laminált, kereskedelmi név Tetratex, Pristyne stb. - feldolgozva.
    • Polietilén (PE), Dyneema, asota kereskedelmi név
    • Polipropilén (PP), kereskedelmi nevek pl. B. Polikolon, asota, a valaha volt legkönnyebb textilszál, jó kopásállósággal és gyakorlatilag vízfelvétellel, jó ellenálló képességgel a forralási ellenállás miatt, rugalmas, gyakran használják sportfunkciókban és fehérneműkben, geotextíliákban, szőnyegekben, autóipari textíliákban.
    • A polivinil-klorid (egyébként a CLF-rostok PVC-je) jól melegen tart, és reumás mosásra használják.
  • Polyaddition szálak
    • Poliuretán (EL) mint elasztomer (elasztán vagy spandex), Lycra és Dorlastan márkanevek. Az elasztán legalább 85% poliuretánból áll, és nagyon nagy a rugalmassága. Mivel jól színezhető a gumihoz képest, többnyire más szálakkal együtt használják stretch szövetekhez, fürdőruhákhoz és harisnyákhoz. Az elasztodiennak gyakorlatilag nincs jelentősége a textilhasználat szempontjából.

Iparilag előállított szervetlen szálak

  • Az üvegszálak (GF) kevésbé rugalmasak és törékenyek, mint a polimer szálak. Megteszi többek között. dekoratív szövetekben és lakberendezésben használják. Nagyrészt műanyagok megerősítésére és műszaki textíliákban használják őket. A száloptikás kábeleket optikai adatátvitelre is használják telefon- és EDP-hálózatokban.
  • A bazaltszálak hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az üvegszálak. Rost-műanyag kompozitokban vagy hővédő anyagként, valamint műszaki textíliákban használják őket.
  • A szénszálak (CF) nagyon könnyűek és nagy szilárdságúak. Műanyagok megerősítésére, kompozit kerámiákban és műszaki textíliákban is használják őket. Rostfilcként magas hőmérsékletű védőgáz vagy vákuumkemencék hőszigetelésére szolgálnak.
  • Fémszál (MTF), nagyon vékony huzal
  • A kerámia szálak a szervetlen szálak speciális osztálya. Rostos kerámiaszerkezetből állnak. Oxidáns (alumínium-oxidok, mullitok, itrium-oxidok) és nem oxidatív (SiC, SiCN, SiBCN) rostokként érkeznek. Fő alkalmazási területük a szigetelőanyagok (rövid szálak) magas hőmérsékletű alkalmazása, valamint erősen megterhelt kompozit anyagok, például szálerősítésű kerámiák erősítő szálai. A „kerámia szál” néven ismert alumínium-szilikát gyapotot magas hőmérsékletű gyapjúként használják hőszigetelésre 700 ° C feletti hőmérsékleten.
  • A nanocsöves rostok szinte teljes egészében szén nanocsövekből állnak. Nagyon erősek, és még mindig a fejlődés korai szakaszában vannak. A NASA ilyen szálrendszereket vizsgál az űrliftek építéséhez.

A textilszálak nemzetközi szimbólumai

Kivonat a brüsszeli nemzetközi szabványügyi hivatal (BISFA) által a DIN 7728 alapján kiadott, a természetes és a műszálak megnevezésére szolgáló rövidítések listájából:

Elnevezési jel elnevezési jel
pamut- CO Elasztoidák Evőkanál
Len, len LI Üveg GF
kender HF juta JU
Teve szőr WK kókuszdió CC
láma WL Modális CMD
moher WM Poliakril PÁN
poliamid PA poliészter PES
Polietilén PE Polipropilén PP
ramie RA Juhgyapjú WV
Selyem (eperfa selyem) SE Szizálkender SI
viszkóz önéletrajz Kecskeszőr HZ

A műszálak rövidítéseinek nemzetközi szabványa a DIN EN ISO 1043-1. Természetes szálak esetében a Németországra vonatkozó rövidítéseket a DIN 60001-1 írja elő.

Textil alkalmasság

A textilcímkézésről szóló törvény szerint a textilszál "olyan termék, amelyet rugalmassága, finomsága és átmérőjéhez képest nagy hossza jellemez".

Az egyes gyártási és alkalmazási típusok feltételeit részletesebben meghatározzák az egyedi tulajdonságokra (hossz, finomság, rugalmasság, nedvességtranszport, szigetelőhatás stb.) Vonatkozó minimumkövetelmények.

Például: bizonyos fonalak pamutjának legalább 12 mm hosszúnak és 10 cN/tex szilárdságúnak kell lennie, nedves nem szőtt textíliákhoz elegendő 4 mm, pelyhesítéshez 2 mm.

A polimerekből készült szintetikus szálak nagyon alkalmasak textíliákhoz, ruházathoz és műszaki alkalmazásokhoz. Mivel a szálakat speciálisan gyártják, alakjuk, vastagságuk és hosszuk szinte szabadon választható. Ez magyarázza többek között. a szintetikus szálak sikere az 1960-as évek eleje óta hagyományosan használt természetes szálakhoz képest. A természetes szálak különösen akkor tudnak helytállni, ha előnyeik lehetnek a szintetikus szálakkal szemben. A textilipar mellett egyre inkább a műszaki textíliákban is használják őket.

A természetes szálakat, üvegszálakat és szénszálakat szövött vagy nem szőtt szövetekké dolgozzák fel; többnyire azért, hogy később ne textilszálas kompozitokká dolgozzák fel őket, ritkán használják közvetlenül ebben a formában. Például üvegszálas szöveteket használnak a kábelek hőálló szigeteléseként.

A vékony fémdrótok jelentős szerepet játszanak a kábelek gyártásában, ahol főleg fonják őket.

Ha szálakat kell használni a textíliákban, azokat fonni kell. Kivétel: nem szőtt szövet, nemez és szál.

Rostkeverékek

Manapság gyakori, hogy textilipari alkalmazásokhoz keverik a szálakat. A cél mindig különböző tulajdonságú fonal megszerzése. Itt egyrészt jobb használati tulajdonságokat, jobb fiziológiai ruházati tulajdonságokat vagy jobb ápolási tulajdonságokat próbálnak elérni. Másrészt megpróbálja elérni a megjelenés megváltozását vagy a jövedelmezőség növekedését. A feldolgozás szempontjából a keverékeket néha nehezebb kezelni, mint a tiszta szálakat. Bizonyos esetekben a szálkeverékeket jobban lehet feldolgozni.

  • szálkeverék (melange), mint egy fonal többszínű színhatása
  • A Vigogne pamut és viszkóz keveréke
  • A Vigoureux egy részben csík alakú hengerrel nyomtatott szálkeverék a kiváló minőségű, nyugodt melange színhatások elérése érdekében

Generáció és fogyasztás

A legnagyobb szintetikus szálgyártók

A szintetikus szálak legfontosabb termelője messze Kína, amelyet Tajvan és az USA követ. Európában Németország és Olaszország a legfontosabb termelők.

Világszerte a legnagyobb szintetikus szálgyártók (2001) [2] Rangolja az ország termelését
(ezer t) Helyezés Ország Termelés
(ezer t)
1 Kína 7905 8. Thaiföld 838
2 Tajvan 3105 9. Németország 800
3 Egyesült Államok 2744 10. pulyka 672
4 Dél-Korea 2381 11. Mexikó 555
5. India 1681 12. Olaszország 550
6. Japán 1347 13. Orosz Föderáció. 423
7. Indonézia 1289 14-én Brazília 318

A fenti adatok alapján meg kell jegyezni, hogy különösen Kínában a termelés jelentősen megnőtt 2001 óta. 2006-ban alig több mint 19 millió tonna volt a termelés [3] [4] .

Különösen a PET szálakat nyerik nagy mennyiségben újrahasznosított műanyagból. Az Európában 2009-ben összegyűjtött PET-palackok körülbelül 40% -át textilszálakká dolgozták fel. [5]

A legnagyobb természetes szálgyártók

A természetes szálakat a világ szinte minden országában termesztik és dolgozzák fel - évente összesen közel 30 millió tonna. A pamut a domináns természetes rost 20 millió tonnával, ezt követi a gyapjú és a juta körülbelül 2-3 millió tonnával. Széles körű használata ellenére a természetes szálgyártás fő területei Dél-Ázsiában, Kelet-Ázsiában és Kínában, Közép- és Kelet-Európában, Kelet-Afrikában és Brazíliában azonosíthatók. [6]

Textilszál-fogyasztás

2009-ben összesen mintegy 76 millió tonna textilszálat állítottak elő (11 kg/világlakó). Attól:

A textilszál-felhasználás aránya 2009-ben Rangcsoport Legmagasabb arányok%
1 pamut- Kína, USA, India 0 33 [7]
2 Izzószálak PES, PA, PP 0 33 [7]
3 Vegyi vágott szálak PES, PAN, CV 0 24 [7]
4 Másképp. növényi Rostok JU, LI, CC, SI 0 7 [8]
5. Állati szálak HOL, WL, WK, WM 0 2 [7]

A statisztikák nem tartalmazzák az üvegszálakat, amelyekből 1,7 millió tonnát használtak fel csak a kompozitokra. [9]