Льняные ткани

Лен – самый первый текстильный материал растительного происхождения, который открыл человек. Лен-долгунец, является массовой и ценной культурой. Он дает волокно, отличающееся высокой прочностью и эластичностью, блеском и влагоемкостью.
Лен - культура умеренного климатического пояса с повышенной влажностью воздуха. Целостность льняных волокон, получаемых из стеблей растения с одноименным названием, обеспечивается наличием в них пектина. Помимо пектина, волокна льна состоят из линина, воды (30% вместе с пектином) и целлюлозы (70%).

История льняного дела

Лен как культуру начали возделывать еще в эпоху неолита (VIII–III вв. до н. э.). Подтверждением этому являются образцы льняных тканей, найденные при раскопках древнего поселка, построенного на сваях на одном из швейцарских озер. Во время пожара поселок сгорел и его остатки были погребены на дне озера. В этих необычных условиях образцы льняных тканей сохранились до наших дней. Другие, более поздние образцы, дошли до нас с останками египетских фараонов. На их сохранность оказали влияние особые условия внутри египетских пирамид и, может быть, бальзамирующие вещества, использовавшиеся при муминизации.

О древней технологии получения и переработки льняного волокна можно судить по египетским настенным рисункам, относящимся к эпохе Нового царства (IV в. до н. э.), по фрескам III в. до н. э., рисункам на греческих вазах 500-х годов до н. э. Из этих рисунков видно, как обрабатывали лен: его дергали, стлали, сушили, мяли, трепали, чесали и вручную пряли с помощью висящего на нити веретена. По этим рисункам можно получить также представление о тканеформировании.

Геродот, упоминая о дарах, принесенных одним из фараонов храму Афины Родосской, пишет, что наиболее ценным подарком была льняная ткань, каждая нить которой состояла из 360 волокон.

Упоминание о льне встречается в Библии и Новом Завете. Знали лен народы Малой Азии, Междуречья Тигра и Евфрата, они из него изготавливали грубые ткани. Культивировался лен в Колхиде, на плодородных землях по берегам реки Фазис. Колхида платила льном дань туркам. Льняные изделия из Колхиды через черноморские колонии Рима попадали в Европу.

Технология возделывания льна в Древнем Египте и Греции

И.Машников в 1987 году выдвинул версию о том, что поход аргонавтов и, в частности, знаменитого Ясона из Эллады в Колхиду за «золотым руном» был по сути походом за секретом получения тончайшей пряжи из льна, продававшейся на вес золота. Как говорят ряд авторов, ткани, изготовленные из произраставшего в Ахайе первоклассного льна, продавались буквально на вес золота, когда на одну чашу весов клались ткани, а на другую золотые слитки. Голубой венчик льна, говорили жрецы Исиды, соответствует голубому цвету неба, и они не носили другой одежды, кроме льняной.

В Греции лен почти не производили, его ввозили из Египта. В Элладе славились отделанные пурпуром белые льняные ткани.

Во время правления императора Августа (1 в. до н. э. I в. н. э.) льняные ткани служили предметом экспорта. Основное развитие льняного ремесла в Риме приходится на II -1 вв. до н. э. После захвата Юлием Цезарем Галлии там возникли мастерские, производившие льняные паруса. В Галлии лен начал культивироваться намного раньше, чем в Римской империи из него изготавливали мешки для сахара, вырабатывали ткани для простыней и одежды. Тонкие цветные и набивные льняные ткани поступали в Рим из Египта и Сирии. Из льна шили не только одежду, но простыни, скатерти, покрытия от солнца, занавеси.

Намного позднее льняное производство возникло в Италии и Испании. В 1500 году в Севилье (Испания) было 16000 ткацких станков.
Еще позднее льноводство получило развитие во Франции, Бельгии, Голландии, а затем во Фландрии.
В V и VI веках льноводство начало развиваться в Англии и Германии.
В VIII веке продукция льна была завезена в Русь на равнины верхней Волги. Новгородское княжество торговало и наживалось на льне.
В Х-XIII вв. лен повсеместно распространился на гуси, в XIII-XVI вв. Новгород и Псков стали основными центрами производства льна и торговли им.
«Руссы расстилали льняную соломку, и после того как августовский туман и солнце отделяли волокно от стеблей, его собирали, сушили, мяли, трепали, чесали, отделяя шелковистое волокно от жестких плевел. Ко дню Прасковьи-льницы, покровительницы льноводов (28 октября), расстилали для отбеливания первое полотно из льна нового урожая. Плоды трудов российских крестьян-лен-сырец, рубахи, сарафаны скупались купцами из Фландрии, Германии, Византии» («Повесть временных лет»). При Петре I в России начали действовать крупные полотняные мануфактуры, главным образом для выработки парусов.

В XVIII и XIX веках русский лен одевал крестьян и русскую знать и в больших количествах экспортировался в страны Восточной и Западной Европы.

До XIX века приготовление тресты в России, Франции и Бельгии велось расстилом льняной соломки на лугах, а в некоторых районах холодноводной мочкой в копанцах с последующей сушкой в конусах. В начале XIX века в Бельгии (на реке Лис) была впервые осуществлена двойная мочка льна в баллонах с промежуточной сушкой. Тогда же начали применять мочку с последующим расстилом. Первые опыты промышленной тепловой мочки были проведены в 1790 г. в Кюрандо (Франция), однако патент на мочку был выдан лишь в 1845 г., а первая льнодельня была создана в Ирландии в 1848 г. Началось строительство цехов мочки и в других странах. Однако качество волокна не всегда удовлетворяло. Началось изучение химического состава межволоконных веществ (Фреми в 1848 г., Хавенштейн в 1875 г.), процесса мочки – ее микробиологии (Берне, Греклю, Ван Тисма и др.), морфологии льна (Тина Тамес).

В 1902 году крупный бельгийский специалист по льну Ва-стенкисте получил патент на варку льносоломы в автоклавах. В 1912 году им же была организована тепловая мочка в бетонных баках с деревянными решетками и трубами для подогрева воды до 32 градуса с последующей естественной сушкой. Одновременно в России в Ярославской губернии предложили обработку льносоломки горячей водой и паром. Если тепловая мочка продолжалась 3–4 суток, то варка велась 2 часа. Появились установки для искусственной сушки льнотресты. На рубеже XIX и XX веков было предложено более 85 способов приготовления льняной тресты, используя горячую воду, растворы щелочей, кислот, солей, но все они не нашли широкого применения. Шло глубокое изучение анаэробного микробиологического процесса тепловой мочки. Была выделена основная культура бактерий «бацилиус фельзенэус», которая обеспечивала сбраживание пектиновых и других веществ клеящего комплекса. Промышленное приготовление тресты привлекало коротким и стабильным циклом, возможностью контролировать и управлять процессом, вести его круглый год, независимо от погоды, и возможностью механизации процесса.

Но процесс мочки имел и много недостатков. Он требовал огромных затрат воды, тепла и энергии, постройки очистных сооружений и давал недостаточно высокое качество волокна. Долгое время в России, Франции, Бельгии, Голландии и других странах сосуществовали процессы мочки и расстила, пока в 60-х годах нашего столетия не был создан комплекс машин, совмещающих уборку льносоломы с ее расстилом, машины для переворачивания слоя тресты и ее подъема и паковки. Многие страны (Чехословакия, Франция, часть Бельгии и др.) полностью ликвидировали мочку льна. В последние годы сократился объем тепловой мочки и в нашей стране, улучшилось качество волокна, но увеличился риск потерь, потребовалась высокая оперативность при проведении уборочных работ.

Обработка льнотресты до середины XIX века велась на щелевых мялках, а трепание с помощью ручного трепала. В 1840 году К.Вебером была изобретена мялка с рифлеными вальцами. В конце XIX века появилось «бельгийское» колесо, которое позволило несколько механизировать процесс трепания, однако в России ручное трепание сохранялось до 30-х годов XX века.

Способы обработки льнотресты в XIX веке: щелевая мялка, бельгийское трепальное колесо

Возникновение собственно прядения, т.е. формирования непрерывной нити из ограниченных по длине волокон, относится даже к эпохе родового общества, к этапу завершения матриархата (15000 лет до н. э.). Процесс плетения тканей из готовых нитей шелкопряда, длинных волос животных, стеблей растений и т.д., как и процесс формирования войлоков, был известен, видимо, еще раньше. Первым приспособлением для прядения была, очевидно, палка. На нее наматывали готовую нить, чтобы нить не спутывалась. Затем палку начали использовать для кручения пряжи. Сначала кручение осуществлялось за счет катания палки с нитью по ноге и бедру. Такой способ прядения сохранился до наших дней у некоторых австралийских племен. Затем кручение начали осуществлять за счет вращения подвешенной к нити палки, превратившейся в веретено.

Способы ручного прядения: сворачиванием пряжи в клубок, кручением и намоткой на палку, веретеном, висящим на нити

Позже веретено начали приводить во вращение от ручного или ножного колеса.

Приводное прядильное веретено

Процесс кручения или намотки осуществлялся при изменявшемся угле подхода нити к веретену. В XV в. Леонардо да Винчи предложил самопрялку с рогулькой и катушкой. Подвергаясь несколько раз усовершенствованию, самопрялка с ножным приводом просуществовала до XX века. Но при этом вытягивание тонкой нити и ровной мычки из пучка волокон осуществлялось вручную.

Кручение и намотка пряжи за счет изменения угла подхода нити к веретену

Прялка Леонардо да Винчи

Машины для прядения льна сначала копировали с машин для прядения шерсти. В 1737 году были созданы раскладочные машины , для формирования ленты из горстей чесаного льна. Это стало началом машинного производства. В этот же период были созданы ленточные машины для утонения ленты и рогуличная прядильная машина сухого прядения Кендрю. Подобные прядильные машины были изобретены во Франции Робинзоном (1798 г.) и Леруа (1807 г.).

Самопрялка

Во время конкурентной борьбы Франции с Англией Наполеон 1, стремясь освободиться от экономической зависимости, в 1810 году издал специальное распоряжение о выделении премии в один миллион франков изобретателю лучшей машины для прядения льна. Этот конкурс дал толчок к разработке новых машин, обеспечивающих получение тонкой пряжи из льна. Еще до конкурса, в 1802 году, Гей-Люссак проводил опыты по выщелачиванию льняных волокон, что придавало им вид хлопчатой бумаги (по сути это были опыты котонизации льна). На этой основе родился метод химической подготовки для мокрого прядения, который был доработан Леруа и братьями Жирар. Один из братьев химик и механик Филипп Жирар в 1810 году предложил процесс предварительной химической обработки льняной ленты в перфорированных баках, а затем после отжима ее переработку в мокром виде , и по сути был родоначальником мокрого прядения. Однако подлинная революция произошла в 1825 году, когда Джон Кей получил патент на машину мокрого прядения льна, в которой кроме химической подготовки ленты был предложен вытяжной аппарат с разводкой между валиками 21/2 дюйма (63 мм), благодаря чему дробились подготовленные технические волокна на элементарные и можно было получить тонкую пряжу.

Машина для мокрого прядения

В России в начале XIX века льняная пряжа и ткани изготавливались в мануфактурах или кустарями по деревням. Кустари работали в светелках, построенных отдельно от жилья на краю селения в низине реки.
Во второй четверти XIX века широко распространились самопрялки и станки с челноками-самолетами. Общее число льняных мануфактур составило 190, и они наряду с грубыми вырабатывали и тонкие ткани для белья и одежды. На них было занято 27000 человек, т. е. 16% всей численности рабочих в России. Кустарное льняное производство с самопрялками сохранилось в российских деревнях и тогда, когда было создано фабричное машинное производство. Продукция сбывалась на местных ярмарках в селе Великом, в Ростове, Кинешме, Юрьевце, Вичуге, Никологорах. Скупленный на этих ярмарках товар шел на областные ярмарки, главными из которых были Нижегородская и Ильинская под Полтавой. Общий оборот по торговле льном в середине XIX века составил 6300000 рублей.

Начиная с 50-х гадов создаются фабрики механического прядения льна: в 1848 г. в селе Красавино под Великим Устюгом, в 1853 г. иерехтским купцом и скупщиком льна Брюхановым и московским торговцем Зотовым была построена прядильная фабрика на 1500 веретен в Костроме. В 1859 г. на ней работало уже 3500, а в 1861 г. – 6000 веретен. В том же году скупщики льна Дьяконов и Сыромятников основали льнопрядильную фабрику в Нерехте на 3000 веретен. Осип Сеньков построил в 1861 г. в Пучеже льнопрядильню. Небольшую фабрику в Романово-Борисоглебске (ныне Тутаев) в 1864 г. построил архангельский купец, датчанин по происхождению, Классен. В 1865 г. вязниковский купец и фабрикант Демидов перестраивает хлопчатобумажную фабрику на льняную в селе Ярцево. Тогда же казанский купец Алафузов, поставщик военного ведомства, построил при кожзаводе Казанскую фабрику. В 1866 г. купцами Третьяковым, Кашиным и Коншиным создается прядильная на 4000 веретен Большой Костромской мануфактуры. В начале 60-х годов в г. Меленки (Владимирская губерния) появляется фабрика Волкова. В 1870 г. Локалов строит близ Ярославля (Гаврилов-Ям) большую фабрику на 8000 веретен. В 1871 г. появляется фабрика Щербакова в Кохме, а в 1872 г. один из братьев Сеньковых построил фабрику в Лосеве (Вязниковского уезда). В 1873 г. Бакакин и Брюханов строят фабрики в Юрьевце. В это же время купец Сосипатр Сидоров построил в селе Яковлевское трехэтажный корпус с ручными станками и отбельной фабрикой. Вскоре в полуверсте от него у деревни Василево крестьянин Дородное основал производство скатертей, и, наконец, оборотистый каптенармус Крымов в деревне Рогачево построил два корпуса для ткацких станков. Так к 80-м годам в Приволжске образовался куст, который сначала конкурировал, а затем объединился в Яковлевский комбинат.

Из этих старинных предприятий развились позднее большие льняные комбинат«гКоторые в советское время получили названия: Гаврилов-Ямский комбинат – «Заря социализма», Костромской и Казанский льнокомбинаты – имени Ленина, Костромские: прядильная фабрика – «Искра Октября», ткацкая – «Октябрьской революции». Фабрики Вязниковской группы получили имена Карла Маркса, Фридриха Энгельса, Карла Либкнехта, Розы Люксембург и Парижской Коммуны. Сейчас большинство этих предприятий стали акционерными обществами и поменяли названия.

Промышленность быстро росла. Ниже приведены данные роста числа рабочих, занятых на мануфактурах, и количества веретен и станков с 1850 по 1875 годы.

Уменьшение, а затем и полное прекращение экспорта льняного волокна обусловлено:

сокращением посевных площадей и низкой урожайностью;
строительством новых и коренной реконструкцией действующих предприятий.

Были построены: комбинат им. Зворыкина, Вологодский, Великолукский льнокомбинаты, восстановлен Смоленский комбинат. На Украине были построены Житомирский и Ровенский, в Белоруссии восстановлен и расширен Оршанский. Кроме этого российская деревня традиционно кустарно перерабатывала лен для собственного потребления, поэтому часть урожая оседала в деревне (в 1913 г. – 72 тыс. т, в 1925 г. – 63 тыс. т, а в 1927 г. – 123 тыс. т).

Н.И.Вавилов выделяет 4 основных центра распространения льна: средне-азиатский, передне-азиатский, средне-земноводский и абиссинский. По утверждению Е.Н.Синской, существуют 3 первичных очага распространения льна: индийский, индо-афганский, колхидский. Считается, что северные русские долгунцы (континентальные формы) имеют происхождение из индо-афганского очага. Западные долгунцы (приморские формы) распространены из колхидского очага.

Культурный лен подразделяется на пять групп: долгунец, межеумок, кудряш, крупносеменной и стелющийся полуозимый. На рис. 51 показано географическое распространение разновидностей льна (по Вавилову, 1935 г.) в нашей стране.

Лен в силу своих высоких видовых адаптивных свойств, способен произрастать в разных географических и почвенно-климатических условиях. Его выращивают более чем в 35 странах (рис. 52). Статистические данные о посевных площадях льна довольно противоречивы. По данным ФАО, в мире лен выращивают на более чем 7 млн. га, главным образом масличный. По оценке USDA (1988): в 1979 – 81 гг. посевные площади составляли 5448 тыс. га, в 1985 г. – 4811 тыс. га, в 1986 г. – 4855 тыс. га, в 1987 г. – 4372 тыс. га. Площади прядильного, волокнистого льна составляют около 1,5 млн. га. Масличный лен широко распространен в Северной и Южной Америке (Канада, США, Аргентина и др.), Азии (Индия, Китай и др.), а также незначительно в Европе, Африке, Австралии, Азии. Лен-долгунец возделывается преимущественно в странах Центральной и Северной Европы (Россия, Украина, Беларусь, Франция и др.), а также в Азии (Китай и др.).

После революции и гражданской войны посевные площади в России резко сократились (до 550 – 650 тыс. га), затем начали расти, достигнув максимума перед второй мировой войной (2 млн. га). После войны значительная часть площадей была восстановлена, но с 60-х годов начался медленный спад, который ускорился с 1985 года. Аналогичная картина наблюдается и в производстве волокна.

В 1960 году посевные площади и производство текстильных волокон в мире составляли:

хлопка - 33.700.000 га и 10.900.000 т (при урожае 3,25 ц/га);
льна – 2.020.000 га и 650.000 т (при урожае 3,2 ц/га);
джута - 2.020.000 га и 2.600.000 т (при урожае 12,8 ц/га).

Послереволюционная разруха была преодолена в 1925 – 27 гг. Если в 1913 г. в России было выработано около 50 тыс. т пряжи, в 1919 – 20 гг. всего 13 – 15 тыс. т, то в 1926 г. уже 66 тыс. т. Экспортные поставки волокна в 20 – 30-х годах давали России немалый валютный доход – до 100 млн. рублей золотом.

Наряду со строительством новых проводилась реконструкция старых предприятий льняной промышленности. В 1925 г. было закуплено 20 импортных автоматических льночесальных машин, по типу которых в дальнейшем были созданы отечественные машины. Был построен новый корпус и оснащен новыми прядильными машинами сухого прядения с подвесными рогульками и механизмом самосъема на Вязниковском комбинате. На другой Вязниковской фабрике был создан цех производства дратвенной нитки, снабжавшей предприятия обувной промышленности. Еще на одной – организована переработка льняных угаров по вигоньевому методу прядения. Талантливые инженеры и изобретатели И.Д.Зворыкин, Г.П.Вершинин, К.Г.Носов, М.А.Ратов и другие сделали много для производства и усовершенствования машин. Первым организатором объединения льняной отрасли был А.А.Нольде.

В 1932–34 годах началось массовое строительство льнозаводов. Но механизация привела к появлению значительных отходов трепания, которые первоначально использовались только в паклю. Перед наукой была поставлена задача найти применение этим отходам. Ученые разработали технологию переработки отходов трепания льна в хлопкообразное волокно – котонин. Котонин использовался в смесках при переработке хлопка и шерсти, а также в ватном производстве.

После организации хлопководства в Узбекистане и других среднеазиатских республиках котонинная промышленность была ликвидирована. Однако проблема использования отходов трепания оставалась. Работниками Научно-исследовательского института лубяных волокон был предложен новый метод очистки отходов и создана технология изготовления мешковины из льняной пряжи сухого прядения (ранее использовался импортный джут). После второй мировой войны продолжилось строительство новых и коренная реконструкция существующих предприятий. В России впервые в мире были созданы кольцевые льнопрядильные машины мокрого прядения с аппаратами высокой вытяжки. Машиностроителями были созданы машины для первичной обработки, прядения и ткачества, и многие из таких машин начали работать в других странах мира. Например, в Китае был построен Харбинский льнокомбинат. Вместо моткового метода отбелки и сушки пряжи был разработан процесс и создано оборудование для обработки пряжи в бобинах, а затем этот процесс был заменен химической обработкой ровницы до прядения. Российская льняная отрасль, ликвидировав вековую отсталость, стала самой передовой в мире. Раньше чем в других отраслях в льняной механические ткацкие станки были заменены на автоматические, а в последние десятилетия на бесчелночные. На базе научных изысканий российских технологов и конструкторов удалось даже в условиях сокращающихся посевов и снижающегося качества сырья увеличить объем производства льняных тканей и на всех переходах поднять производительность.

Высокие потребительские свойства и ограниченность районов произрастания льна привели к интенсивной внешней торговле льняными тканями и изделиями из них. Страны Северной и Южной Америки, некоторые страны Африки и Океании заинтересованы в приобретении, а страны Восточной и частично Западной Европы и Азии, производящие лен и не могущие его реализовать в своих странах, в продаже этих тканей и получении валютной выручки. Следует учитывать, что в Западной Европе льняная промышленность, в основном, заканчивается на прядении. Ткацкие и отделочные фабрики, покупая товарную пряжу, изготавливают и отделывают ткани, полученные из пряжи различного волокнистого состава.

Франция, Бельгия, Австрия и Англия производят пряжи больше, чем потребляют, Германия, Италия и Швейцария, наоборот, больше потребляют, чем производят. Ряд стран от 30 до 50% льна перерабатывают в пряжу смешанную. Россия и другие страны СНГ почти всю вырабатываемую пряжу перерабатывают на этих же предприятиях и не продают, кроме небольшого количества ковровой. На западно-европейских предприятиях, например, в 1985 году производилось на 12,5% пряжи больше, чем потреблялось в этих странах. Эту пряжу либо экспортировали в третьи страны, либо из нее изготавливали ткани, которые также экспортировали.

В эти годы экспорт льняных тканей составил: в Польше – 21, Венгрии – 5, Чехословакии – 29, Франции, Бельгии и Англии – 13 и в Румынии – 18 млн. кв.м. в год.

Россия продавала и продает льняные ткани, главным образом странам ближнего зарубежья, и, в основном технические. В последние годы развертывает экспорт бытовых льняных тканей.

Оценить объемы потребления льняных тканей можно исходя из статистических данных 1985 года. Франция потребляла 2 кв.м. на человека в год, Бельгия – 1,5; Швеция – 2–2,1; Польша – 2,4–2,5; Чехословакия – 3,5; Венгрия – 2–2,8; Румыния - 2,0; США - 0,4; Англия - 0,67 и СССР - 2,2 кв.м. (сейчас доля потребления в России резко снизилась).

Заключение

Чем интенсивнее развивается промышленность, чем хуже экология окружающей среды, тем сильнее тяга человека к природе, к рожденному природой, к чему он уже адаптировался в течение тысячелетий. Рост народонаселения Земли, особенно в последние два столетия, и одновременно рост потребностей заставили людей изыскивать все новые и новые источники сырья для создания различных тканей и текстильных изделий как бытового, так и технического назначения – от тончайших батистов до брезента и от хирургических нитей до корабельных канатов. Несмотря на то что в XIX веке начали быстро распространяться посевы дешевого хлопчатника и развиваться хлопчатобумажная промышленность, а в XX веке и химическая промышленность по производству искусственных (из натуральной целлюлозы) и синтетических волокон (из ископаемого сырья), производство льна и льняных тканей не снизилось. Совсем не сопоставимы оказались свойства новых волокон и затраты на их производство. Вместо конкуренции возникло содружество. Сначала хлопок использовали при выпуске полульняных тканей, основу нити которых составлял хлопок, а уток – лен. Затем в льняные ткани стали добавлять химические волокна.

Лен – это единственное в России натуральное легковоспроизводимое целлюлозное сырье, которое обладает уникальными свойствами и по почвенно-климатическим условиям нашей страны может культивироваться на огромных площадях. Под посевами льна в бывшем СССР было занято более двух миллионов гектаров. Агротехника в нашей стране еще низка и урожаи льна невелики – 3-4 центнера льноволокна с гектара, между тем генетически возможны урожаи более 30 центнеров с гектара и тогда его производство может на тех же площадях возрасти в десять раз. С увеличением урожайности возрастает и доходность от льноводства. И если лен в былые годы был кормильцем крестьян нечерноземной полосы России, то с подъемом урожая он может стать кладом (в 1994 г. многие хозяйства уже получили 7 – 10 ц/га). Льняное волокно и льняные ткани имеют спрос на мировом рынке, и потому лен был источником значительных валютных поступлений до революции, в тридцатых и послевоенных годах. Большое количество льняного волокна, получаемого в виде отходов трепания, пока плохо используется и из них вырабатывают мешковину и шпагат.

В настоящее время технически решена проблема превращения этих отходов в хлопкообразное волокно и переработки его в смеси с хлопком в модные ткани и летний верхний трикотаж. Это более чем в 2 раза повышает ресурсы льняного сырья для бытовых тканей. Отечественная наука создала новейшую технологию и технику переработки льна, в том числе безверетенное пневмовьюрковое прядение, позволяющее вырабатывать пряжу огромными скоростями и на бобины большой емкости, не требующие перемотки. Лен не выходит из мировой моды, он используется в производстве одежды, белья, обуви, галантереи, обоев, предметов интерьера и т.д. Лен, как уже отмечалось, дает не только волокно для текстильного производства. Из льняной костры изготавливают плиты для мебельной и строительной промышленности.
Использование льняной костры может сохранить для человечества лесные массивы. Волокнистые отходы льна используют для отделки салонов автомашин, из льняных нетканых материалов изготавливают утепленный линолеум, геотекстиль для защиты почвы от эрозии, защиты откосов, рекультивации карьеров, горшочки для выращивания растений. В медицине используют льняные нити как шовный материал, гигроскопическую вату и др. Льняное масло идет в пищу, в производство лекарств, является лучшей натуральной олифой. Льняные полотна и краски на льняной олифе сохраняются столетиями. Пример тому полотна итальянских художников эпохи Возрождения и фрески в старинных храмах.

Лен при выращивании не только не истощает недра, как при производстве химволокон, и не загрязняет земли трудно разлагающимися отходами, наоборот, посевы льна извлекают из зараженных радиацией земель радионуклиды и тяжелые металлы и создают предпосылки для производства чистой продовольственной продукции.

В 18 областях России ведется разработка региональных программ по возрождению льняного комплекса. Предусматривается широкомасштабное использование изделий из льна во многих отраслях народного хозяйства.

В Европе хлопок не растет и лен для нее, как и для России, является стратегическим сырьем, поэтому льноводные страны Европы всячески поддерживают развитие льноводства. Существенно увеличивают посевы льна и его переработку в КНР, Бразилии, создается государственная программа развития льняного комплекса в ЮАР.

Из всего сказанного можно утверждать, что лен хорошо служит человечеству около десяти тысяч лет. В обозримом будущем как эффективный в потреблении и экологически чистый продукт, он займет более достойное место в среде обитания человека.

Лен - от истоков до современности

Представить лен можно одной фразой – «наиболее древний текстиль, который остается вечно молодым».
Слово «лен» на всех языках означает стебли и волокно, пряжу и ткань. Это слово сразу ассоциируется с удивительными свойствами этого материала. Лен – это чистота, нежность, надежность, комфорт, престиж, мир.
Никто не знает первооткрывателя льна, ни его имени, ни где и когда он жил.

Археологи по анализу радиоактивного углерода установили, что наиболее древние образцы льна появились примерно за 8000 лет до н. э. Это эпоха неолита – возраст каменного века. Но в бронзовый век лен исчез (2500 – 1000 гг. до н. э). Почему это произошло? Из-за изменения климата? В результате набегов враждебных племен или войн? Вследствие развития скотоводства и широкого использования шерсти? Мы не знаем. Затем лен появился вновь. О том, что лен применяли в Древнем Египте, известно из настенных рисунков, а также по остаткам льняных тканей, сохранившихся на мумиях египетских фараонов. По мнению швейцарского антрополога Евгения Питарда, в период неолита на швейцарские земли по ущельям Альп пришли народы, которые принесли с собой на плато культуры злаковых, льна, привели домашних животных (собак, коров, коз, овец и свиней), по сути можно сказать, что они принесли на запад социальную революцию.

Лен – растение, главным образом, северного полушария – длинного светового дня. В настоящее время его культивируют в странах Западной (Франция, Бельгия, Голландия, Германия, Англия, Италия) и Восточной Европы (Россия, Польша, Чехия, Венгрия, Румыния, Югославия, Белоруссия и Украина) и частично Азии (Китай, Вьетнам, Корея). Лен не должен быть монокультурой, так как он сильно истощает почву и может быть только в 5 – 7-польном севообороте, т. е. его посевы следует чередовать с посевами зерновых, корнеплодов, трав. Поэтому количество ежегодно выращиваемого льна сравнительно невелико. С XIX века, когда началось интенсивное возделывание хлопчатника, особенно на юге США, в Индии, Пакистане, Китае, Египте и других странах Африки и Средней Азии, в легкой промышленности в значительно большей мере стали использовать хлопчатобумажные ткани. Мировое производство хлопка в XX веке возросло с 6 млн. т в 30-х годах, до 15 – 17 млн. т в 1985 году, т. е. почти в 3 раза. В середине XX века недостаток натуральных волокон стал компенсироваться за счет искусственных и синтетических волокон, производство которых за этот же период возросло с 1 млн. т до 16 млн. т, т. е. в 16 раз. Однако широкое применение хлопка и химических волокон не снизило потребления и производства льна. Кроме того, были созданы смесовые ткани и трикотаж, в которых лен в сочетании с хлопком, вискозой и полиэфирным волокном проявлял свои уникальные свойства. Чисто льняные ткани стали предметом элитного потребления, их покупали состоятельные люди или использовали в тех случаях, когда повышение комфортности условий было совершенно необходимо (космонавты, подводники, полярники и т. д.).

Наша страна имеет совершенно исключительные возможности возделывания этой культуры и обладает самой развитой льноперерабатывающей промышленностью в мире. Из льна можно изготавливать как ткани бытового назначения (белье, одежду, предметы интерьера), так и промышленные (брезенты для укрытий, чехлы для техники и транспорта, палатки, пожарные рукава, защитную одежду) и тарные ткани (мешки, паковку, основу для ковров и линолеума, мягкой мебели). Льноволокно после специальной обработки можно использовать не только на предприятиях льняной, но частично и хлопчатобумажной, шерстяной и ватной отраслей промышленности.

Карта посевов льна в СССР в 1940 году

Кроме замечательного по своим свойствам волокна, лен дает примерно столько же по массе семян, из которых получают очень ценное для пищевой, лакокрасочной и фармацевтической промышленности масло, а также кормовой жмых и костру, используемую для производства мебельных плит, брикетов топлива или удобрения. Масличный лен, дающий больший урожай семян, разводят на юге и во многих районах Сибири и Урала.

Средняя урожайность льноволокна в мире примерно равна урожайности хлопка, хотя сейчас она в РФ в 2 раза ниже, чем, например, в Белоруссии или на Украине. В то же время лен не требует большого количества тепла и сложной ирригации для поливного земледелия, т. е. капитальные вложения в землеустройство гораздо меньше, чем для хлопчатника.

Волокно льна имеет очень хорошие потребительские свойства. Степень полимеризации целлюлозы льняного волокна в 2 – 3 раза выше, чем у хлопка, поэтому он гораздо прочнее, в 2 раза более стоек к разрушению на свету, переносит большее количество стирок. Лен высоко гигроскопичен, хорошо впитывает влагу и одновременно быстро ее отдает, высыхает.

Эти и другие свойства делают лен полезным для здоровья, а изделия из него (льняное белье, одежда, полотенца, предметы интерьера)-удобными в употреблении. Из льна, как уже говорилось, делают не только бытовые, но и многие ткани технического назначения - брезенты для укрытии продуктов и техники не пропускающие дождь, но хорошо пропускающие воздух и испарения от укрытого материала; защитную одежду для рабочих тяжелых профессий; пожарные рукава, которые можно прокладывать через очаги горения, и др.

Особенности льняного волокна и его применения

Льняное волокно и изделия из льна имеют устойчивый спрос на мировом рынке и вне конкуренции с импортными тканями в нашей стране. Лен часто за его уникальные свойства называют золотом текстиля. Действительно, в процессе носки он не желтеет и не стареет, а только становится белее и приятнее. В античные времена льняные ткани фактически продавали на вес золота.

Из-за сложной и дорогой технологии получения и переработки льна, множества используемых при этом биологических и химических процессов льняные ткани дороже хлопчатобумажных.

По современной технологии из льняного стебля получают различное по качеству трепаное волокно и обработанные отходы трепания-короткое волокно. Длинное трепаное волокно в результате чесания разделяют на чесаное и очес. Все виды волокна перерабатываются по различным технологиям мокрым и сухим способами прядения и используются для изготовления различных тканей. Между тем все элементарные волокна содержащиеся в стебле, из которых получают различную пряжу и ткань, по своим морфологическим, физическим и химическим свойствам в основной массе примерно одинаковы, разделение волокна и различная переработка являются следствием принятой технологии, в основном имитирующей многовековой опыт ручной переработки. Тем не менее, например, при ручном трепании еще в первой трети нашего века получали до 92% трепаного и только 8% отрепка-пакли. При современной механической обработке у нас получают только 25% трепаного и до 75% отходов трепания-короткого волокна используемого у нас для выработки мешков, в то время как никто в мире из дорогого льняного волокна мешков не делает. Получаемые в небольшом количестве отходы трепания в передовых льноводных странах используют для производства нетканых материалов или хороших сортов бумаги.

Лен имеет более чем 9000-летнюю историю. Мы знаем, что льняные ткани были на мумиях египетских фараонов, в льняные одежды одевались римские патриции, солдаты и матросы Петровского флота, а в конце XIX и начале XX века российские льняные фабрики снабжали своим товаром царский двор последних Романовых, а также русскую армию. Крестьяне пользовались домотканой льняной одеждой, поэтому около половины выращиваемого льна оседало в деревне. В течение тысячелетий из льна делали тончайший батист, брюссельские и вологодские кружева и одновременно паруса, грубую одежду и половики. Механизация льняного производства давалась очень тяжело. Многие страны Европы, Азии и даже Африки развивали, а затем сворачивали производство льна. Наполеон I объявил конкурс с премией миллион франков тому, кто разработает процесс получения тонкой льняной пряжи механическим способом и тем избавит Францию от ввоза текстильного сырья. Крупный ученый химик Гей-Люссак и механик Филипп Жирар решили эту задачу, изобретя мокрое прядение химически обработанной льняной ленты.

Несколько раз появление новых, проще перерабатываемых волокон (хлопок, вискоза, синтетические волокна), казалось, ставило льняное производство на грань катастрофы. Многие экономисты предрекали льну гибель в конкурентной борьбе с новыми волокнами. Но практика показала, что производство льняных тканей сохранилось и даже возросло, причем сочетание льна с новыми волокнами иногда позволяло путем применения более дешевой технологии обеспечить одновременно высокие потребительские свойства тканей. В послереволюционный период русский лен не раз выручал страну. В 30-х годах, когда Россия была в блокаде, а народ после разрухи надо было срочно одеть, из отходов трепания льна делалось в год до 30 тыс. т хлопкообразного волокна – котонина, который использовался при производстве хлопчатобумажных, шерстяных тканей и ваты. Доходы от экспорта длинного льноволокна тогда составляли около 100 млн. золотых рублей в год, а половина урожая шла на внутренние нужды.

После Великой Отечественной войны усилиями российской науки была разработана и осуществлена коренная реконструкция отсталой льняной промышленности и на базе новой технологии было построено много новых крупных льнокомбинатов. Благодаря дотациям льнопроизводителям до 1985 года выпуск льняных тканей все время увеличивался. Быстро начало развиваться льноводство и переработка льна в Белоруссии и на Украине. Полностью была механизирована его первичная обработка и разработана новая техника для комплексной механизации уборочных и послеуборочных работ. Однако внедрение этой технологии шло медленно, и выпуск тканей увеличивался за счет производства полульняных тканей с хлопчатобумажными основами и льняным утком, имеющих свойства, близкие к чисто льняным.

Короткое льноволокно использовалось в основном для производства мешков и шпагата. Во всем мире мешки делают из джута, который в России не растет, и использование низкосортного льна позволило сократить импорт джута. В то время как большинство льноводных стран экспортировали льняные ткани в США, Канаду и другие страны, российская льняная промышленность полностью была ориентирована только на внутренний рынок и перед ней ставилась цель обеспечить население по рациональным нормам потребления в 2000 году.

Сейчас в хлопчатобумажной, да и в льняной промышленности создалась трудная ситуация. Из-за падения платежеспособного спроса и отсутствия сырья выпуск хлопчатобумажных тканей в России снизился с 6 млрд. м2 почти до 1,5 млрд. м2 в 1994 году, а льняных тканей – с 500 млн. м2 до 133 млн. м2. Правительство приняло решение и одобрило программу восстановления производства российского льна, по которой должно осуществляться поэтапное восстановление отрасли. На базе новых научных идей и разработок возможно внедрение новой технологии переработки льна, обеспечивающей как высокую конкурентоспособность льняных тканей на мировом рынке, так и существенное снижение их себестоимости.

Многие инженеры и коммерсанты плохо знакомы с ситуацией в отраслях текстильной промышленности в нашей стране и мире, недостаточно ориентируются в намечаемой концепции развития этих отраслей. Предлагаемая книга поможет устранить этот пробел, в ней приводятся основные сведения о льне, его истории, коротко рассказано о технологии его выращивания, первичной и текстильной переработке, об уникальных свойствах льняных тканей.

Мы хотим познакомить читателей с результатами научных исследований, основами будущего технического перевооружения отрасли. Сравнительные экономические исследования продемонстрируют эффективность развития этой отрасли в России, где развал ее сейчас, к сожалению, особенно велик. Следует отметить, что значение производства льна раньше, чем в России, поняли в Белоруссии и на Украине, где заготовка льноволокна в 1993 году была уже соответственно в 1,7 и 2,2 раза больше, чем в России, располагающей почти 70% мощностей льняной промышленности СНГ.

Россия обладала как самой развитой в мире льняной промышленностью, так и самым высоким научным потенциалом. Восстановление льноводства, промышленности и науки с каждым днем становится все более сложным и дорогим. Все данные, приведенные в книге, необходимы для тех, кто решает вопрос о восстановлении отрасли, кто непосредственно принимает участие в этом восстановлении начиная с производства льна и кончая его экспортом. О свойствах льна должны знать и его потребители. Льняные изделия никогда не выходят из моды, долговечны, их, в отличие от многих других, можно стирать, кипятить, сушить на солнце, гладить горячим утюгом. Восстановление производства российского льна – это восстановление национальных традиций российского достояния.

Типы льна. Строение льняного стебля

Различают три типа льна:

долгунец, имеющий слабо ветвящийся только у вершины стебель и используемый в основном для получения текстильного волокна;
кудряш, культивируемый на семена (масличный лен), имеет пучок ветвящихся стеблей, низкорослый, произрастает в южных районах;
межеумок, занимающий по своему строению промежуточное положение, имеет ветвящийся стебель, его волокно может использоваться для производства грубых тканей и шпагата.

Растение льна:
а – виды льна;
б – цветок;
в – семенная головка

Мы будем рассматривать лен-долгунец. Длина его стебля 80 – 120 см, диаметр 1 – 3 мм. Цвет стебля во время вегетации меняется: сначала он зеленый, затем молочно-восковой и, наконец, желтый. Вдоль стебля на расстоянии 15 см растут узкие (3 – 5 мм) длинные (25 – 35 мм) листья. После цветения по мере созревания листья опадают. На вершине стебля образуются несколько веточек, которые тоже могут ветвиться. На концах веточек вырастает цветок без запаха голубого, иногда белого или розового цвета, у которого пять лепестков и пять тычинок. После самоопыления цветок превращается в семенную головку.

На поперечном срезе стебля можно наблюдать наружный слой-кожицу (эпидермис) 1 с поверхностью, покрытой пленкой, пропитанной воскообразными веществами (кутикула) 2. Кожица состоит из плотных сосудистых клеток с утолщенными стенками. Кора 3 расположена непосредственно под кожицей. Ее клетки частично заполнены хлорофиллом. Лубо-волокнистые пучки 4 залегают в тканях коры. Они состоят из групп элементарных волокон с толстыми целлюлозными стенками, склеенных между собой срединными пластинками из пектинов и других клеящих веществ. По форме элементарные волокна граненые и склеивание идет по плоскостям – граням волокон. Проводящая ткань 5 состоит из тонкостенных удлиненных клеток. Образовательная ткань (камбий) 6 в виде одно- или двухслойного кольца лежит на границе с древесиной 7. Сердцевина 8 выстилает внутреннюю часть стебля. Полость 9 не заполнена тканями. Примерно треть поперечного сечения стебля (исключая полость и сердцевину) занимают волокнистые и окружающие их ткани. Две трети заполнены древесиной. По массе это 25 – 45% луб и на 75 – 55% древесина. Элементарные волокна длиной от 2,5 до 120 мм ориентированы вдоль стебля, имеют заостренную с обоих концов форму и внутри замкнутый со всех сторон канал. Склеенные по граням элементарные волокна образуют пучки технических волокон. Элементарные волокна сдвинуты вдоль пучка и их утоненные концы как бы вклиниваются между соседними. Местами волокнистые пучки (технические волокна) склеиваются между собой, образуя сетчатую структуру (анастомоз).

Строение стебля льна (срез)
1 – кожица (эпидермис)
2 – кутикула
5 – кора
4 – лубоволокнистые пучки
5 – проводящая ткань
6 – образовательная ткань
7 – древесина
5 – сердцевина
9 – полость

В процессе мятья и трепания волокна приобретают вид длинных прядей, длина которых приблизительно равна длине стебля. Часть волокон при этом обрывается или откалывается, спутывается и попадает в отходы трепания. В отходы трепания попадает также разрушенная древесина стебля (костра). «Техническое волокно» – термин, определяющий состояние волокна, поступающего в переработку, и не отражает строго ни ботанические, ни структурные признаки. Технические волокна могут быть длинными и короткими, спутанными и распрямленными. Высокая степень полимеризации целлюлозы волокна обеспечивает ему высокие прочностные характеристики и высокую стойкость к свету, стиркам, носке. Ряд спутников целлюлозы льна придают ему биостойкость, высокую гигроскопичность и влагоемкость, обеспечивают полное отсутствие статических электрических зарядов. Волокно льна распрямлено, а целлюлоза высокоориентирована, поэтому льняное волокно очень мало удлиняется при нагружении.

Химический состав льняного и хлопкового волокна, %

	Лен	Хлопок
Целлюлоза	71,2	91,8
Гемицеллюлоза	18,6	***
Пектин	2.8	6,4
Лигнин	2,2	0,7
Воскообразные	1,7	0,7

Физико-механические свойства льняного и хлопкового волокна

	Лен	Хлопок
Удельная прочность, сН/текс	24-70	20-35
Удлинение, %	2-3	6-8
Модуль, кг/г	0,9	1,0
Степень полимеризации	36000	10000
Молекулярная масса	0,0000059	0,00000175

Сопротивление растяжению можно характеризовать различными параметрами:

разрушающее напряжение – нагрузка, приводящая к разрыву, отнесенная к площади поперечного сечения, Н/мм2;
разрывная длина – длина волокна (условно длинного), которая приводит к его разрыву под действием собственного веса, км;
разрушающая нагрузка, отнесенная к тонине волокна в текс, сН/текс.

Например, разрывная длина элементарного волокна при расстоянии 3 мм между зажимами динамометра равна 60 км, в то время как его прочность только 15 г. При увлажнении льняных волокон их прочность возрастает до 40%. Это феноменальное качество льна отличает его от всех известных текстильных волокон.

Эластичность – свойство льняного волокна или нити, которое определяет его работоспособность при механических воздействиях. Практически она характеризуется удлинением при разрыве. Относительное удлинение элементарного волокна льна очень невелико и равно 2,8%. По виду кривой нагрузка – удлинение можно определить модуль эластичности. Этот модуль соответствует тангенсу угла наклона кривой в ее начале. Для льна этот модуль составляет 14,3 г/(см * текс).

Химический состав льняного волокна и сопровождающих его элементов (спутников). Элементарные волокна на 98% состоят из целлюлозы, которая в свою очередь состоит из 44,4% углерода, 42,4% кислорода, 6,2% водорода.

Макромолекула целлюлозы состоит из 2500 – 3500 молекул глюкозы. В каждой паре молекул глюкозы содержится молекула воды (Н20).
Целлюлозные цепочки могут располагаться различно, в зависимости от этого целлюлоза аморфна или, как в случае льна, ориентирована вдоль оси волокна.
Рентгеноструктурный анализ показывает, что целлюлоза льна высококристаллична и поэтому очень устойчива к химическим и физическим воздействиям. При процессах прядения элементарные волокна соединяются с некоторым количеством находящихся в технических волокнах спутников целлюлозы.

Зеленый луб льна содержит: целлюлозы 52-58%, растворимых в воде веществ 8–10%, гемицеллюлозы 12–16%, лигнина 2-4%, пектина 3-5%, воска 1–2%, воды 14%.

Льняная костра – древесина стебля состоит из целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина, а также небольшого количества коротких волокон.
Семена льна. Масса 1000 семян льна-долгунца составляет примерно 5 г, а масличного льна до 14 г. Из семян льна-долгунца выделяют 30–35% масла, а из семян масличного – более 40%. Использование льняных семян имеет такую же длинную историю, как и применение льноволокна. По качеству льняное масло не может сравниться с другими природными и синтетическими маслами. Химикам до сих пор не удалось получить полноценного его заменителя. Льняное масло превосходит другие масла по сиккативным свойствам – свойству быстрого высыхания с образованием прочной пленки, предохраняющей от влаги и коррозии. Этим объясняется то, что полотна великих художников Возрождения, написанные, кстати, на льняном полотне и красками, приготовленными на льняном масле, сохраняются уже более 5 столетий не потускневшими.
Сиккативность льняного масла объясняется наличием ненасыщенных жирных кислот с одной или многими связями между атомами углерода. Кислород воздуха фиксируется на этих этиленовых связях, образуя оксиэтиленовую группировку, известную в химии как стабилизатор прочности, который превращается в тонкий слой лака.
Льняное масло широко применяется в пищевой промышленности и в фармацевтике для снижения содержания холестерина в крови и для приготовления антионкологических препаратов.

Агротехника льна

Потребность льна во влаге. Транспирационный коэффициент или количество влаги (в г) в 1 г сухого вещества растения для льна-долгунца составляет 300–400, а для кудряша–600. Наибольшая потребность во влаге в первый период вегетации до цветения. В период созревания льна состояние влажности почвы на его качестве заметно не отражается. По данным, опубликованным во французской печати, за 100 дней вегетации льну необходимо около 700 мм осадков.

Требования к почве. Для льна необходима мелкокомковатая почва, воздухопроницаемая, хорошо удерживающая влагу. Это – суглинки, суглинки-супеси. Лен поглощает из почвы главные элементы питания (азот, фосфор, калий). Так как его корневая система слабо развита, питательные вещества должны быть растворимы. Почва должна быть слабо кислой, рН около 6.

Потребность в тепле. Суммарная (от посева до уборки) потребность в тепле определяется суммарной суточной температурой 1300–1400 градусов Цельсия. Всходы льна могут переносить кратковременные заморозки до – 3–4 градусов Цельсия. Сухая жаркая погода в период роста неблагоприятна.

Агрономические зоны возделывания льна в России

Классификация семян льна в зависимости от их качества

Класс	Содержание семян основной культуры,%	Число семян других культур на 1 кг	Из них число семян сорняков	Всхожесть,%
I	99	410	400	95
II	98	1050	1000	90
III	97	2100	2000	85

Большое влияние на урожайность волокна и семян, заболеваемость, неполегаемость стеблей и качество волокна имеет выбор селекционного сорта. До 30-х годов в России использовали семена местных пород того или иного кряжа. В итоге большой селекционной работы проф. Матвеева и других были выведены и широко использовались очень хорошие по качеству волокна сорта Светоч, 8063, 128812, которые получили высокую оценку и распространение. Однако они не были устойчивыми к полеганию. При увеличении площади посевов и вследствие этого механизации уборки, возникла необходимость в неполегаемых сортах. Выявилось две тенденции решения этой задачи: Смоленской станцией был создан сорт Л-1120, содержащий сравнительно мало волокна, но хорошего качества и мощную древесину. Томской станцией был создан сорт Т-10 с большим содержанием очень грубого волокна. Последний сорт нашел большое распространение на Украине, позволил поднять урожайность и выход волокна, но вызвал нарекания у прядильщиков. В результате селекционной работы появилось много новых сортов, сочетающих неполегаемость с повышенным содержанием хорошего волокна. В качестве примера можно назвать белорусский сорт Оршанский-2. Чтобы стимулировать производство льна с высоким качеством волокна, были установлены дифференцированные цены на лен разных селекции:

Классификация семян льна в зависимости от их качества

1-я группа	2-я группа	3-я группа	4-я группа
Оршанский-2 Светоч 128812 Призыв-81 Белина Заря	ВНИИЛ-11 Томский-9 Л-11206 Псковский-359 Псковский-85 Прогресс Спартак	Тверца Оршанский-72 Союз К-6 Смоленский Торжокский	Томский-10 Славный-82

Глубина заделки семян при посеве должна быть 1,5–2 см, при более глубокой заделке (на 3 см) всхожесть сокращается на 1/3.
Потребность в удобрениях. Фосфорные и калийные удобрения вносятся, как правило, под зяблевую вспашку. Зола льняной костры, злаковой соломы, дерева – хорошие калийные удобрения. Азотистые удобрения вносят ранней весной. В зависимости от развития всходов делают подкормку. По французским данным, следующее соотношение удобрений оптимально: 40 кг азота, 80 кг фосфорной кислоты и 120 кг поташа.
В СНГ рекомендованы следующие дозы минеральных удобрений (кг/га):

	Азот	Фосфор	Калий
Россия
Северо-Запад	20-60	10-80	20-80
Центральный район	20-45	40-90	60-120
Волго-Вятский район	20-45	45-90	45-90
Уральский район	30-60	60-90	0-60
Украина	30-50	40-120	60-120
Белоруссия	16-60	10-100	0-90

Уход за посевами заключается в устранении корки после дождей на первой стадии вегетации, борьбе с сорняками, борьбе с болезнями и вредителями льна с помощью различных ядохимикатов. При необходимости производится подкормка посевов. От посева до полных всходов проходит обычно 5–10 дней. Начало цветения через 45–60 дней, ранняя желтая спелость наступает через 75–85 дней после посева. Растение льна умирает на корню через 30 дней после цветения. Тогда же наступает полная семенная спелость. Лен на волокно следует убирать до полного созревания семян, так как, перестаивая на корню, волокно одревесневает, становится жестким и ломким. Лен на семена сеят обычно более разреженно и собирают при полной готовности семян. Густота посева существенно влияет на толщину стеблей. С увеличением диаметра стебля до 1,7 мм почти пропорционально растет в нем и число элементарных волокон. При дальнейшем увеличении диаметра прироста числа волокон не происходит, но они становятся толще и грубее. Правда, выделить волокно из стеблей большего диаметра легче, чем из тонкого. При посеве с густотой 1800–2000 стеблей на 1 квадратных метра минимален риск полегания при хорошем качестве волокна. При сильных ветрах или ливнях и при недостаточной устойчивости стеблей происходит полегание льна, которое часто необратимо и которое затрудняет механизированную уборку. Для предупреждения полегания очень важен выбор селекционного сорта. Надо также избегать излишнего применения азота, выгоняющего длинный стебель. Период, предшествующий цветению, или начало цветения являются критическими, потому что лен уже достаточно длинный, но не окрепший.

Суточный прирост стеблей льна
Всходы – фаза елочки: 0,5-2 см.
Фаза елочки – образование бутонов: 2,3-2,5 см.
Быстрый рост – бутонизация: 4-5 см.
Начало – конец цветения: 1-1,5 см.
Конец цветения – желтая спелость: 0 см.

За 20 – 25 дней (от фазы елочки до цветения) формируется 65% волокна. В период созревания семян идет интенсивное накопление лигнина.

Уборка и первичная переработка льна

Лен убирают тереблением (выдергиванием из земли с корнем).

Технологическая схема обработки льна

Машинная уборка ведется теребильными аппаратами, имеющими несколько пар наклонных ремней, захватывающих стебли и вытаскивающих их из почвы. Убирать лен следует тогда, когда в стеблях будет наибольшее количество волокна наивысшего качества. Это обычно бывает через 25–35 дней после начала цветения, когда стебли начинают желтеть и опадают листья, когда начинают желтеть и семенные коробочки, т. е. на стадии ранней желтой спелости. При тереблении льна вручную или теребилками соломку с головками просушивают в конусах или шатрах, при этом происходит подсушка коробочек и дозревание семян.

Теребление льна, сушка стеблей в конусах, сушка стеблей в шатрах

После подсушки семенные головки очесывают и молотят.
При уборке льна русскими комбайнами головки отделяют одновременно с тереблением, а затем производится механизированный расстил соломки на льнище. В этом случае отделенные головки-ворох до обмолота должны специально подсушиваться. Во Франции комбайны не отделяют коробочки, и расстил ведется с головками, более рыхло. Очесывание идет при переработке тресты на льнозаводе.

Очесывание головок льна, льнокомбайн

Выделение льноволокна из соломки льна
Для того чтобы облегчить отделение волокнистой части стебля от древесины, следует разрушить слой, соединяющий эти ткани. Для этого используют имеющиеся на стеблях льна микроорганизмы – грибки или бактерии. Если разостлать льняную соломку тонким слоем на травяном покрове, то под действием росы, дождей и тепла на льне начинают развиваться грибки, которые разрушают пектиновые и другие клеящие вещества, соединяющие волокно с древесиной стебля. В результате расстила получается «треста», у которой отделение волокна от древесины облегчено. Для того чтобы процесс происходил равномерно по всей толщине слоя разостланной соломы, ее несколько раз (2–3) вручную или механически переворачивают.

Расстил льна в ленту, переворачивание ленты

Продолжительность расстила в зависимости от погодных условий составляет обычно 3–4, редко 6 недель. Под действием света волокно на тресте делается более светлым и блестящим. Когда-то теребление, подсушка и расстил велись вручную раздельно, причем расстил происходил на лугах. Эти операции требовали огромных затрат труда, а сейчас полностью механизированы. Очень важно время расстила. Например, сентябрьский расстил на неделю дольше августовского и дает на 2,5–3% меньше длинного волокна. Поздний расстил грозит попаданием тресты под дождь или снег. В настоящее время при механизированной уборке расстил, который осуществляется не на лугах, а на льнище, совмещен с тереблением и не затягивается. Однако уборка комбайном требует подсушки вороха. Часто для того чтобы соломка не лежала на земле, на льнищах делают подсев низкорослых трав, а во Франции расстилают соломку с головками, это приводит к потере части семян. Соломку семенных посевов убирают отдельно и после очеса семян подвергают не расстилу, а мочке (обычно направляют для этого в Бельгию).

Готовую тресту со стлищ поднимают специальными подборщиками, одновременно закатывающими слой готовой тресты в рулоны больших размеров. Существует также способ промышленного приготовления тресты путем не аэробного грибкового, а анаэробного бактериального процесса мочки в теплой (32 градуса Цельсия) воде или пропарки под давлением предварительно намоченной соломы. Процессы мочки и пропарки являются непродолжительными и регулируемыми. Тепловая мочка с регенерацией мочильной жидкости продолжается около 2–3 суток, а пропарка всего 3 часа.

Подъем слоя и закатка его в рулон. Промышленное приготовление тресты: мочка, пропарка

После мочки или пропарки готовую тресту нужно промыть и отжать, а затем высушить. Поэтому процессы промышленного приготовления тресты очень энерго- и теплоемкие, дорогие, а качество получаемого волокна, особенно пропарочного, существенно ниже стланцевого. В большинстве льноводных стран промышленные способы приготовления тресты уже 30 лет не применяются (кроме соломки семенных сортовых посевов). Промышленные методы приготовления тресты имеют одно очень важное преимущество: процесс не зависит от погоды и может вестись круглый год, но если механизированный расстил производить вовремя, можно резко уменьшить риск потерь, а получать более дешевое и более высокое по качеству волокно. Очень важно определить время окончания расстила или мочки. Недолежалая треста плохо перерабатывается, а перележалая или перемоченная обладает ослабленными связями между волокнами, поэтому в процессе трепания много волокна будет идти в отходы, снизится выход длинного волокна.

Отжим и промывка тресты. Искусственная сушка тресты

Из приготовленной тресты волокно выделяют механическим путем, разрушая хрупкую древесину, но сохраняя эластичное волокно. Обычно этого достигают путем многократного промина-пропуска между несколькими парами рифленых вальцов разостланного и примерно в 5 раз утоненного слоя тресты, а затем путем трепания бильными барабанами, ударяющими своими лопастями по свисающему слою сырца, одним концом зажатого в транспортирующих ремнях. Протрепанный с одного конца слой волокна зажимается уже протрепанной частью другим транспортером, и другим барабаном протрепывается вторая часть слоя волокна. В итоге получается трепаное длинное волокно и отходы трепания - короткое спутанное волокно и костра. Длинное волокно на выходе трепаной машины вручную рассортировывают.

Мятье тресты. Трепание слоя сырца рифлеными вальцами

Отходы трепания для удаления насыпной костры протрясываются, подсушиваются и обрабатываются на куделеприготовительных агрегатах, на которых проходят многократный промин и скобление подтрепывающими барабанчиками, затем слой волокна идет на трясилку, которая удаляет отделившуюся костру. Обработанные таким образом отходы трепания называют «коротким льняным волокном». Короткое волокно, представляющее собой спутанную массу волокон самой разной длины, засоренную остатками присушистой и свободной костры, используется у нас для выработки мешочной и шпагатной пряжи. Чем лучше по качеству треста и лучше налажен процесс выделения волокна, тем больше получается длинного трепаного волокна и меньше короткого. В табл. 5 приведены нормативы, установленные в России.

Куделеприготовление - приготовление кудели

В нашей стране более низкое качество тресты и недостатки в обработке приводят к тому, что доля длинного волокна составляет в настоящее время 22–25%, а 75–78% получается малоценного короткого волокна. Любопытно, что при ручной обработке тресты в России получали до 92% длинного волокна. В Западной Европе короткое волокно часто используется не в текстильной промышленности, а для производства бумаги, в России же из него делают мешки, основу линолеума, шпагат, грубые изделия и др.

Нормативы выхода длинного и короткого волокна из тресты различного качества:

Номер тресты	Выход длинного волокна,%	Номер длинного волокна	Выход короткого волокна,%	Номер короткого волокна	Доля длинного волокна
0,5	7,6	8,85	15,8	2,9	0,32
0,75	9,1	9,75	15	3,1	0,38
1,0	10,5	10,65	14,4	3,3	0,42
1,25	11,9	11,55	14,1	3,5	0,45
1,5	13,4	12,45	12,9	3,7	0,51
2,0	16,2	14,25	10,6	3,9	0,6
2,5	19,1	16,05	7,9	4,1	0,7

Получение льняного масла

Первой операцией при получении масла является очистка льняных семян. Затем семена дробят на мельничного типа кругах или рифлеными вальцами. Масло получают прессованием, а в целях более полного извлечения – экстракцией. Дробленые семена нагревают при атмосферной влажности до температуры 140 градусов Цельсия (поджаривают). Иногда нагревают недробленые семена, но тогда остаток масла после прессования составляет 6%. После этой операции семена подсушивают до 2% влажности. Прессование ведется на винтовом прессе. В жмыхе остается при этом 4,5–5% масла.

При выделении масла путем экстрагирования используют семена, у которых часть масла уже удалена легким прессованием и в которых его осталось около 10%. Этот материал экстрагируют теплым трихлорэтиленом или уайт-спиритом. После такой экстракции остается невыделенным 1–1,5% масла. Остатки после выделения масла называют «жмыхом». После перегонки и рекуперации масла экстрагирующий материал возвращается в аппарат. Выделенное тем или другим способом масло затем фильтруют на непрерывных фильтр-прессах. Полученное сырое масло либо употребляют непосредственно, например для получения замазки, либо подвергают рафинированию. При рафинировании удаляются кислоты и различные красящие вещества. Для этого масло обрабатывают водяным паром с необходимым количеством соды для нейтрализации. Масло отделяют от воды на непрерывной центрифуге. Иногда после центрифугирования масло очищают бормотанием с водой. После центрифугирования и промывки масло сушат в вакууме. Обесцвечивают масло при помощи активной земли и фильтрации после этого на фильтре-прессе.

Чтобы избавиться от запаха, масло после этих операций подвергают воздействию пульсирующего разряжения в 3–4 мм ртутного столба в течение 6 часов.
Кормовой жмых – побочный продукт, получаемый при производстве масла и используемый на корм скоту. Его потребительская ценность зависит от содержания остаточного масла. Различают два типа жмыхов – отходы прессования семян, которые можно использовать непосредственно, и отходы экстрагирования, которые можно применять только в качестве добавки при производстве концентрированных кормов.

Кормовой жмых содержит: 10–20% жира; 26–38% протеинового вещества; менее 10% целлюлозы. Его влажность 9–10%. Льняные жмыхи содержат фосфор, витамины A-D и всегда витамин В.
Таким образом, семена льна почти полностью (на 97%) перерабатывают в высококачественную продукцию.

Костра. Производство костроплит

Кроме волокна и масла, ценным материалом во льне является костра, состоящая из целлюлозы (40–45%), гемицеллюлозы (15–20%) и лигнина (20–25%). Теплотворная способность костры не очень велика и примерно равна теплотворной способности торфа и подмосковного угля. Считается, что 1 кг хорошего угля эквивалентен 2,5 кг костры. Тем не менее костру часто используют в качестве топлива в специально приспособленных топках котлов льнозаводов либо при изготовлении брикетов, в которые добавляют торфяную крошку.

Костра является также очень хорошим сырьем для производства мебельных и строительных плит, получаемых в результате горячего прессования костры, перемешанной с термореактивной смолой. Так как даже для небольших линий требуется большое количество костры, то приходится решать вопрос о ее транспортировке к цеху. Для производства плит костру необходимо специально подготовить. Костру следует отделить от остатков коротких волокон, что осуществляется на волокновыделительной машине, просушить и отсортировать. Затем костру смешивают с 6–8% термореактивной смолы (связующим), к которой добавляют хлористый аммоний для ускорения твердения. Из смеси формируют плиты и, подпрессовывая, образуют стопу с металлическими поддонами. Горячее прессование производится при давлении 35 кг/кв.см. и температуре 130–170 градусов Цельсия. Толщина плит от 8 до 24 мм, а плотность 0,55–0,35 г/куб.см. Выход плит составляет 65–70% от массы поступаемой в цех стланцевой костры.

Плиты, используемые для производства мебели, в процессе прессования часто ламинируют при помощи специальной бумаги или пластин, получая поверхность нужного вида. Плиты используют для тепло- и звукоизоляции и столярных работ.

Лен, льняные ткани. Изделия из льна

До сих пор ученые не смогли определить даже приблизительно то время, когда люди перестали носить шкуры животных и переоделись в одежду из тканей растительного производства. Находки археологов в Египте и Южной Америке, где благодаря климатическим условиям предметы глубокой античности сохранились лучше всего, позволяют утверждать, что одежду из льна носили уже в мезолитическую эру, в 4600 – 3200 гг. до нашей эры.

Лен – самый первый текстильный материал растительного происхождения, который открыл человек.

Самая точная характеристика льняных тканей – ощущение свежести в сочетании с плотностью и насыщенностью. Такой эффект обусловлен строением волокон, отличающимся отсутствием строгой упорядоченности, толщиной и тонкостью одновременно, что и придает материалу столь специфичные качества.
Льняные ткани часто имитируют, используя синтетические и смешанные волокна. Многие производители текстильных материалов подвергают лен специальной обработке смолами, чтобы укрепить волокна, обнаруживающие явную тенденцию к сморщиванию.

В последнее время входит в моду и так называемый «мятый лен»: может быть, не столь эстетичный, но зато не требующий тщательного глажения. Себестоимость производства льна достаточно высока, поэтому сегодня этот материал достаточно широко используется в остромодных текстильных изделиях. Это, в частности, мужские костюмы класса «люкс», спортивная одежда, а также всевозможные изделия для женщин - как правило, весенне-летнего сезона.

Прядение льна. Технология процесса льнопрядения

Технологическая схема приготовительного процесса прядения льна

Схема переработки льняного волокна

Льночесанию подвергают трепаный лен, полученный с заводов первичной обработки. Для этой операции используют льночесальные машины, где горсти трепаного льна массой 80–120 г, зажатые в колодки, постепенно опускаясь, соприкасаются с гребнями, прикрепленными к двум двигающимся полотнам. Горсти после прочеса поднимаются, затем передвигаются по каретке и опускаются опять в поле чесания, но уже более тонких и частых гребней. После прочеса одного конца горсти на нескольких (12–16, 24 и до 30) переходах горсть зажимается за прочесанную часть и таким же способом на второй машине прочесывается второй конец. В результате чесания из колодок вынимают чесаный лен, а с гребенных полотен щетками, а затем колковыми съемными валиками снимают очес – спутанное волокно.
Производительность такой машины около 60 кг/ч. В последнее время созданы более производительные льночесальные машины непрерывного действия, где не горсти, а непрерывный слой волокна, зажатого в непрерывно двигающийся транспортер, прочесывается последовательно все более частыми и тонкими гребнями. Производительность таких машин до 120 кг/ч.

Льночесальная машина

Приготовление ленты из чесаного льна. Горсти чесаного льна вручную или автоматически вынимают из колодок льночесальной машины и раскладывают внахлест на полотно раскладочной машины. Таким образом образованный слой поступает в зажим питающей пары валиков и попадает на поле падающих гребней, двигающихся со скоростью питания. Гребни, дойдя до вытяжной пары, опускаются, возвращаются назад и вновь поднимаются, прокалывая слой волокна. Из гребней лента поступает в зажим вытяжной пары, состоящей из металлического цилиндра и сильно прижатого к нему упругого (обычно деревянного) нажимного валика. Скорость вытяжной пары в несколько раз (10–25) больше скорости гребней, и выходящие из нее волокна приобретают вид непрерывной ленты. Отношение скорости вытяжной пары к скорости питания называют «вытяжкой». Соотношение толщин ленты и слоя чесаного льна численно равно вытяжке. Раскладочные машины бывают ручные и автоматические. На первый слой формирует из горстей опытная работница, а на второй, сагрегированной с льночесальной машиной, горсти автоматически захватываются и раскладываются с заданным сдвигом (нахлесткой) на полотне машины. Масса сформированной ленты составляет 20 – 40 г/м в зависимости от номера пряжи, для которой она предназначается.

Формирование ленты из горстей чесаного льна

Формирование ленты из короткого волокна и очеса. Подготовка коротких волокон к формированию ленты на кардочесальной машине осуществляется на специальных агрегатах – поточных линиях. На этих линиях происходит разбивка кип спрессованного волокна, смешивание волокна, поступающего одновременно из нескольких (от 2 до 8) кип, разрыхление волокна, формирование из потока непрерывного равномерного слоя при помощи бункера, высота слоя в котором поддерживается автоматически.

Агрегат для подготовки коротких волокон к прядению

Сформированный слой поступает в лентоформирующую машину, где производится его очистка, разработка и формирование ленты. На ленту наносят эмульсию из форсунки, после чего ленту наматывают в рулоны. Приготовленные таким образом рулоны в течение нескольких часов отлеживаются, а затем они поступают на питание кардочесальных машин. Питание машин производится одновременно 9 – 10 рулонами, за счет чего происходит дополнительное перемешивание и выравнивание слоя. Кардмашина для льна состоит из большого главного барабана, по окружности которого установлено 5–7 пунктов чесания. Каждый пункт содержит медленно вращающийся рабочий валик и быстро вращающийся чиститель. Слой волокна, который несет барабан, частично захватывается иглами рабочего валика. При таком разделении слоя волокна индивидуализируются. Чистительный валик снимает слой с рабочего валика и передает его обратно на барабан. При этом слой очень разрежается и очищается от костры и других примесей.

Кардочесальный агрегат

Очищенный перемешанный слой расчесанного (индивидуализированного) волокна снимается съемными барабанами, а с них сбивающими гребнями и формируется в непрерывную ленту. Утонение ленты из чесаного льна происходит на 3–4 перегонах ленточных машин. Вытягивание всех поступающих лент аналогично этому процессу на раскладочной машине. После вытягивания ленты поступают на дублирную доску и складываются. На ленточных машинах лента постепенно утоняется вследствие вытягивания, сужается и выравнивается. Выравнивание лент происходит от сложения. Последней в приготовительном прядильном цехе является ровничная машина.

Ленточная машина. Сложение лент

Выходящая из нее тонкая ленточка не складывается, а при помощи вращающихся рогулек слегка закручивается и наматывается на катушки. Этот продукт называется «ровницей». Утонение ленты из очеса и короткого волокна осуществляется на ленточных машинах за 2–3 перехода. Машины для вытягивания и сложения ленты из очеса отличаются от применяемых для утонения ленты из чесаного льна тем, что гребенные поля на них делают двойными не только снизу, но и сверху, для того чтобы более рыхлая лента из очеса не смогла подняться и выйти из гребней.

Ровничная машина

По технологии, применяемой в странах Западной Европы, после первой ленточной машины ленту из очеса пропускают через гребнечесальную машину. На этой машине поступающий передними концами, сформированный из лент, холстик прочесывается круглым гребнем. Затем отделительные цилиндры захватывают прочесанную бородку и вытягивают ее из гребней, в которых находится холстик. Холстик продвигается на величину питания, и цикл повторяется. Отделившиеся, прочесанные с обоих концов волокна накладываются со сдвигом на ранее вытянутые, образуя непрерывный холстик уже из прочесанных волокон. Холстик воронкой сужается в ленту. Гребенные очесы отделяют от сора и используют для выработки нетканых материалов или папиросной бумаги. Гребнечесальные машины применяются для выработки более тонкой пряжи.

Гребнечесальная машина

Различают сухое и мокрое прядение льна. При сухом прядении получают пряжу из технических волокон, используемую для изготовления мешков, брезентов и других изделий, главным образом технического назначения. В Западной Европе пряжу сухого прядения до 82 текс широко используют и для бытовых тканей. Этим способом пряжу получают непосредственно из ленты, а не из ровницы. Ленточка из тазов поступает в вытяжной прибор, где утоняется, а затем при помощи веретен, колец и бегунков закручивается и наматывается на патрон. Сухим способом вырабатывают пряжу как из очесов, короткого волокна, так и из чесаного волокна. Пряжа сухого прядения обычно не бывает тоньше 85 текс, чаще всего 180 – 400 текс.

Кольцепрядильные машины для сухого и мокрого прядения льна

Мокрое прядение. Формирование пряжи при мокром прядении происходит не из грубых технических волокон, а из элементарных и их небольших комплексов. Для того чтобы сдвинуть элементарные волокна друг относительно друга, необходимо ослабить связи между ними. Для этого ровницу перед мокрым прядением подвергают химической обработке непосредственно на перфорированных катушках в автоклавах. После химобработки катушки в мокром виде устанавливают на прядильной машине. Ровница проходит через корыто с холодной водой и попадает в вытяжной прибор, который, вытягивая, одновременно дробит технические волокна на элементарные, формируя пряжу уже из тонких волокон. На машинах мокрого прядения можно получать пряжу обычно свыше 25 текс. Пряжа так же, как и при сухом прядении, закручивается и наматывается с помощью веретена, кольца и бегунка на патроны. После прядения патроны с пряжей сушат и пряжу перематывают в бобины для использования в ткацком производстве.

1 2