Хлопчатник и хлопковое волокно¶
Хлопок — это волокно растительного происхождения, получаемое из коробочек растений рода Gossypium (хлопчатник) семейства Мальвовые. Хлопок является одним из важнейших и наиболее распространённых видов натурального текстильного сырья в мире, составляя около трети мирового производства всех текстильных волокон. Благодаря своим гигиеническим свойствам, воздухопроницаемости и низкой аллергенности хлопковое волокно используется для производства тканей, ниток, ваты и нетканых материалов.
¶Ботаническое описание и виды
Хлопчатник представляет собой многолетнее (в культуре часто однолетнее) кустарниковое растение высотой от 0,5 до 2 метров. Плод — коробочка, которая при созревании раскрывается, обнажая семена, покрытые длинными волосками — это и есть хлопковое волокно. Каждое волокно представляет собой одну растительную клетку длиной от 15 до 55 мм.
Различают несколько основных культивируемых видов хлопчатника:
- Gossypium hirsutum (хлопчатник обыкновенный, или упланд) — самый распространённый вид, дающий около 90 % мирового урожая. Отличается средней длиной волокна (25–30 мм) и высокой урожайностью.
- Gossypium barbadense (хлопчатник египетский, или длинноволокнистый) — даёт самое ценное длинное волокно (35–45 мм), из которого производят высококачественные тонкие ткани. К этому виду относятся известные сорта египетского хлопка и перуанского пима.
- Gossypium herbaceum и Gossypium arboreum — азиатские виды с коротким и грубым волокном, занимающие незначительную долю в мировом производстве.
¶Историческая справка
Хлопок возделывается человеком более 5000 лет. Древнейшие центры его культивации — долина Инда (территория современного Пакистана), а также территории современной Мексики и Перу, где хлопок выращивали независимо друг от друга. В Древнем Египте хлопковые ткани появились значительно позже льняных. В Европу хлопок попал через арабских купцов, а с XVI века начал активно ввозиться в Россию через Среднюю Азию и Иран.
В XIX веке хлопковая промышленность стала катализатором промышленной революции: изобретение в 1793 году американцем Эли Уитни коттон-джина (волокноотделительной машины) позволило механизировать очистку хлопка и резко удешевить его производство. К началу XX века хлопок стал ведущим текстильным сырьём в мире, а в СССР его выращивание было организовано в республиках Средней Азии, прежде всего в Узбекистане.
¶Состав и свойства
Хлопковое волокно на 94–96 % состоит из целлюлозы, остальное приходится на воду, воски, пектиновые вещества и минеральные примеси. Такое строение определяет его ключевые свойства:
- Гигроскопичность — хлопок способен впитывать до 20 % влаги от собственного веса, оставаясь сухим на ощупь, что делает его идеальным материалом для летней одежды и постельного белья.
- Воздухопроницаемость — ткань хорошо пропускает воздух, обеспечивая терморегуляцию тела.
- Прочность — при намокании прочность хлопкового волокна не снижается, а возрастает примерно на 15–20 %.
- Термостойкость — волокно выдерживает нагревание до 150 °C без разрушения, что позволяет гладить хлопковые ткани при высоких температурах.
- Низкая электризуемость — хлопок не накапливает статическое электричество.
- Гипоаллергенность — натуральное происхождение и отсутствие раздражающих веществ позволяют использовать хлопок для детской одежды и медицинских материалов.
К недостаткам хлопка относят высокую сминаемость, усадку при стирке и подверженность гниению при длительном хранении во влажной среде. Для устранения этих недостатков хлопковые ткани часто подвергают отделке (мерсеризации, аппретированию) или смешивают с синтетическими волокнами, например полиэстером.
¶Технология производства
Производственный цикл получения хлопкового волокна включает несколько этапов:
- Выращивание и сбор. Хлопчатник требует тёплого климата с длинным безморозным периодом (не менее 180 дней) и достаточным количеством влаги. Уборка урожая в промышленных масштабах осуществляется хлопкоуборочными комбайнами.
- Очистка (джинирование) — отделение волокна от семян на хлопкоочистительных заводах. С 100 кг сырца получают примерно 30–35 кг чистого волокна.
- Чесание и прядение — волокно разрыхляют, очищают от примесей, параллелизуют и скручивают в пряжу.
- Ткачество — из пряжи на ткацких станках вырабатывают суровую ткань.
- Отделка — ткань отбеливают, окрашивают, наносят рисунок или придают специальные свойства (водоотталкивающие, противогнилостные).
¶Классификация хлопковых тканей
Хлопковые ткани отличаются большим разнообразием переплетений и плотности. Основные группы:
- Бязь — плотная ткань полотняного переплетения, используется для постельного белья.
- Ситец — лёгкая набивная ткань, классический материал для лёгкой одежды.
- Сати́н — ткань атласного переплетения с блестящей лицевой поверхностью.
- Джинсовая ткань — плотная саржевая ткань, из которой шьют джинсы.
- Фланель — мягкая ткань с двусторонним начёсом, применяется для тёплой одежды.
- Батист — тонкая полупрозрачная ткань из высококачественного длинноволокнистого хлопка.
- Марля, тюль, кружево — лёгкие разреженные материалы медицинского и декоративного назначения.
¶Мировое производство и экономическое значение
Мировое производство хлопкового волокна составляет около 25 миллионов тонн в год. Крупнейшими производителями являются Китай, Индия, США, Бразилия и Пакистан. В России хлопчатник не выращивается из-за климатических условий, однако в советский период значительные объёмы сырья поступали из Узбекистана; в настоящее время российская текстильная промышленность работает преимущественно на импортном сырье.
Хлопок остаётся стратегическим товаром на мировом рынке: его стоимость формируется на международных биржах (ведущая — Intercontinental Exchange в Нью-Йорке). Побочный продукт переработки — хлопковое масло, получаемое из семян, используется в пищевой промышленности, а жмых идёт на корм скоту.
¶Применение
Сферы использования хлопка чрезвычайно широки:
- Производство одежды (бельё, рубашки, платья, джинсы) и домашнего текстиля (постельное бельё, полотенца, скатерти).
- Медицина: вата, марля, бинты, перевязочные материалы.
- Технические материалы: мешочные ткани, брезент, канаты, изоляционные материалы.
- Производство нетканых материалов (ватин, синтепоноподобные полотна) для мебели и утеплителей.
- Изготовление денежных банкнот (хлопковая бумага отличается высокой износостойкостью) — на ней печатаются доллары США, евро и другие валюты.
- Получение нитроцеллюлозы и вискозного волокна из хлопковой целлюлозы.
¶Современные тенденции
В XXI веке растёт спрос на органический хлопок, выращиваемый без применения пестицидов и генетически модифицированных сортов. Крупные мировые бренды одежды внедряют программы устойчивого развития и переработки хлопковых отходов. Одновременно доля хлопка в общем балансе текстильного сырья постепенно снижается под давлением синтетических волокон, однако его уникальные потребительские свойства гарантируют сохранение за хлопком статуса одного из главных материалов лёгкой промышленности.