1399/01/21

ابریشم

الیافی طبیعی، پروتئینی و حیوانی

ابریشم نوعی الیاف پروتئینی ساخته شده از کرم ابریشم است و تنها الیاف طبیعی است که الیاف رشته ای (فیلامنتی) دارد. الیاف ابریشم که توسط گونه های مختلفی از بندپایان بافته می شوند، به طور طبیعی از صدها میلیون سال پیش وجود داشته اند. الیاف ابریشم از انواع مختلفی از غدد اکتودرمی در مایت ها، عنکبوت ها و گروه های مختلفی از حشرات تولید می گردند. ابریشم تجاری از ریسیدن پیله های کاترپیلار (‏لارو شب پره های بید و پروانه) ‏قبل از تشکیل شفیره به دست می آید. تا قبل از کشف نایلون و دیگر پلیمرهای الیاف مصنوعی، ابریشم کرم ابریشم اهلی، یعنی بامبیکس موری (Bombyx mori)، از نظر اقتصادی و در زمان جنگ، یک کالای مهم استراتژیک بود.

ابریشم - مواد اولیه نساجی, تولید ابریشم, انواع الیاف, الیاف طبیعی, الیاف حیوانی, ابریشم
ابریشم نوعی نخ حیوانی محسوب می شود که توسط کاترپیلارهای متعلق به نوعی بامبیکس تولید می گردد. یک رشته ابریشمی تک لایه از طریق یک سری مراحل استخراج شده از درختان توت برای تغذیه و تکثیر کرم ابریشم اهلی، یعنی بامبیکس موری تولید می شود. در طول مرحله کاترپیلار، کرم خود را در یک پروتئین مایع پنهان می کند که توسط دو غده بزرگ در سرش ترشح می شود. این پروتئین ترشح شده در معرض هوا سفت می شود.
رشته (فیلامنت) حاصل توسط ترشح دوم، یعنی سریسین (sericin)، پیوند داده می شود که یک غلاف یا پیله جامد را تشکیل می دهد. تحت شرایط طبیعی، یک پروانه در نهایت پیله را می شکند. در نوغانداری پرورش کرم ابریشم، لارو در مرحله پیش از دگردیسی با بخار یا هوای داغ در پیله کشته می شود. فرآوری حرارتی مداوم، سریسین های سخت شده را نرم می کند تا رشته جدا شود.
فیلامنت ابریشمی، رشته ای پیوسته با مقاومت بالا است که طول آن ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ متر است. رشته های یک لا برای استفاده بسیار نازک هستند. برای اهداف تولیدی، رشته های متعددی با ریسیده شدن در یک رشته ترکیب می شوند. این فرآیند به عنوان “پارچه ابریشمی یا پارچه ابریشم” شناخته می شود. ابریشم یک کالای کشاورزی با قیمت مناسب است، اگرچه حجم خالص آن کمتر از یک درصد بازار الیاف طبیعی نساجی است. امروزه تقاضای بین المللی برای ابریشم مرغوب چند برابر شده  است. تکنیک های مناسب خشک کردن پیله و فرآیندهای نخ پیچی برای تأمین ابریشم باکیفیت خوب از اهمیت زیادی برخوردار است.

ابریشم - مواد اولیه نساجی, تولید ابریشم, انواع الیاف, الیاف طبیعی, الیاف حیوانی, ابریشم

ویژگی های فیزیکی پیله

غدد ابریشمی بامبیکس موری، مانند لوله هایی هستند که از یک بخش خلفی، میانه و قدامی تشکیل شده اند. بخش خلفی، بلند و باریک است، اما بخش میانه به صورت کوتاه وجود دارد و قطر آن ۳ تا ۴ میلیمتر است. قسمت قدامی بسیار نازک است و منجر به ریسیدن در سر لاروهایی می شود که ابریشم از آن ها دفع می گردد.

 

شرح مشخصات
رنگ ویژگی خاص گونه ها است. وجود رنگدانه ها در لایه های سریسین باعث ایجاد رنگ می شود. این رنگ دائمی نیست و در طول فرآیند صمغ گیری با سریسین شسته می شود. رنگ های مختلفی وجود دارند که شامل رنگ های سفید، زرد، سبز مایل به زرد و زرد طلایی هستند. رنگ
شکل پیله همانند رنگ، مخصوص هر گونه  است. معمولا گونه های ژاپنی، بادام زمینی شکل و بیضوی هستند، اما گونه های اروپایی، حالت بیضوی کشیده تر دارند و گونه های پلی ولتین در ظاهر دوکی شکل می باشند. فرض می گردد که پیله های ترکیبی یک شکل میانه بین والدین دارند. شکل
پیله ابریشم، چین و چروک های زیادی روی سطح خود دارد. چین و چروک ها در لایه خارجی بزرگتر از لایه داخلی هستند. پیله های درشت با چین و چروک کمتری مشاهده می شوند. چین خوردگی ها
مهم ترین ویژگی تجاری پیله، وزن است. پیله ها در بازار براساس وزن فروخته می شوند، چون این شاخص نشان دهنده میزان تقریبی ابریشم خام است که می توان آن را تغییر داد. نژادهای خالص از 5/1 تا 2/2 گرم وزن دارند، در حالی که وزن نژادهای پیوندی به 8/1 تا 5/2 گرم می رسد. وزن پیله ها
ضخامت پوسته پیله ثابت نیست و با توجه به سه بخش آن تغییر می کند. قسمت مرکزی منبسط شده پیله، کلفت ترین بخش است، در حالی که ابعاد بخش پوسته منبسط شده، 80 تا 90 درصد قسمت مرکزی منبسط شده است. وزن پوسته ابریشم مهمترین عامل است، زیرا این اندازه گیری عملکرد ابریشم خام را پیش بینی می کند. ضخامت/وزن پوسته پیله
سختی پیله با بافت پوسته مرتبط است و تحت تاثیر شرایط ریسندگی پیله قرار می گیرد. درجه سختی نیز بر هوا، آب و نفوذ پذیری پیله در زمان جوشیدن تاثیر می گذارد. یک لایه سخت به طور معمول قابلیت اطمینان را کاهش می دهد (‏در طول فرآیند نخ پیچی پیله)‏، در حالی که یک لایه نرم ممکن است نقص های ابریشم خام را چند برابر کند. به طور خلاصه، رطوبت متوسط برای پیله با کیفیت خوب ترجیح داده می شود. سختی یا فشردگی
تعیین کمی نسبت وزن پوسته ابریشمی در مقابل وزن پیله ضروری است. این مقدار نشان دهنده میزان ابریشم خام است که می توان آن را از مقدار معینی از پیله تازه تحت معامله استفاده کرد. در پیوندهای جدید تکامل یافته، درصد ثبت شده حدود ۱۹ تا ۲۵ درصد است که در آن پیله نر بیشتر از پیله ماده است. درصد پوسته
دامنه نرمال، ۶۵ تا ۸۴ درصد برای وزن پوسته پیله و ۱۲ تا ۲۰ درصد برای وزن کل پیله تازه است. درصد ابریشم خام
طول رشته باعث تعیین شدن حجم کار، نرخ تولید، یکنواختی نخ ابریشمی و خواص دینامیکی خروجی می شود. دامنه طول کل از ۶۰۰ تا ۱۵۰۰ متر است که ۸۰ درصد آن قابل اعتماد است، در حالی که بقیه به عنوان زباله حذف می شود. طول رشته
پایایی به عنوان تناسب پیله برای نخ پیچی مقرون به صرفه و اقتصادی تعریف می شود. قابلیت اطمینان تا حد زیادی تحت تأثیر عمل دقیق در طول ریسندگی پیله، خشک کردن، ذخیره سازی، پیش پردازش، کارآیی ماشین نخ پیچی و مهارت اپراتور است. دامنه اندازه گیری شده از ۴۰ تا ۸۰ درصد با انحرافات زیاد متغیر است که این مقدار به نوع پیله بستگی دارد. قابلیت اطمینان
میزان دنیر (واحد اندازه گیری) نشان دهنده اندازه نخ ابریشمی است. طول نخ ابریشمی ۴۵۰ متر است که به 05/0 گرم تقسیم می شود. دنیر در بزرگ ترین اندازه بخش رشته پیله از ۲۰۰ متر تا ۳۰۰ متر افزایش می یابد. وقتی این ابعاد افزایش پیدا می کند، لایه داخلی به نازک شدن تمایل پیدا خواهد کرد. قطر متوسط رشته پیله، ۱۵ تا ۲۰ میکرون برای گونه های تک لا و دو لا است. سایز رشته پیله
یک سری از نقص های کوچک ممکن است در رشته های پیله مانند حلقه ها، شکاف های انتهایی، نرم بودن، نوک و موهای زائد یافت شوند. اگرچه این نقایص در میان انواع کرم ابریشم مشاهده می شود، اما به نظر می رسد که شرایط به بروز و افزایش آن ها کمک می کند. این نقایص رشته ای به طور مستقیم بر کیفیت ابریشم خام تاثیر می گذارند. عیوب
طرح های مو مانند در الیاف ابریشمی، لوسینس نامیده می شوند. عامل دیگری که باعث افزایش لوسینس می شود، وجود بیش از حد لاروهای بالغ است. هنگامی که پارچه های بافته شده با این عیوب رنگرزی می شوند، به نظر می رسد که پارچه با گرد و غبار پوشیده شده  است و یا دارای سایه ای کمرنگ تر از بقیه است. در واقع رگه بیرون زده شفاف تر است و ظرفیت کمتری برای جذب رنگ ها دارد. لوسینس (Lousiness)
مطلب پیشنهادی
از چه طریقی می توان لباس های پایدار یا سازگار با محیط زیست را با قیمت مناسبی خریداری نمود؟

نخ پیچی ابریشم

نخ پیچی ابریشم، فرآیندی است که طی آن تعدادی از پیله ها با هم ترکیب می شوند تا یک تک رشته را تولید کنند. این کار با باز کردن فیلامنت های جمع شده از طریق گروهی از پیله های پخته شده بر روی تاری در حمام آب گرم حاصل می شود و رشته حاصل بر روی یک قرقره سریع – متحرک پیچیده می گردد. نخ پیچی ابریشم خام ممکن است به روش نخ پیچی مستقیم بر روی یک قرقره با اندازه استاندارد، روش نخ پیچی غیرمستقیم  بر روی قرقره های کوچک و انتقال ابریشم نخ پیچی شده از قرقره های کوچک بر روی قرقره هایی با اندازه استاندارد بر روی یک ماشین دوباره نخ پیچی شده تقسیم شود. آخرین تکنیک در مرحله نخست در فرآیندهای مدرن نخ پیچی ابریشم به کار می رود.

چرخ نخ ریسی دستی

این دستگاه نخ ریسی اولیه با دو دست کار می کند، یکی برای چرخاندن چرخ و دیگری برای تغذیه پیله. یک تار از رشته نخ پیچی بر روی چرخ پیچیده می شود، در حالی که پیله ها در یک ظرف جداگانه جوشیده می گردند.

ابریشم - مواد اولیه نساجی, تولید ابریشم, انواع الیاف, الیاف طبیعی, الیاف حیوانی, ابریشم

ماشین نخ پیچی اتوماتیک

در تولید ابریشم خام، افزایش مداوم در هزینه های نیروی کار باعث الزامی شدن اتوماسیون شده است. ماشین نخ پیچی خودکار که تعداد پیله های نخ پیچی را در هر رشته کنترل می کرد، در حدود سال 1950 اختراع شد. مدت کوتاهی پس از آن، دستگاه اتوماتیک دیگری جایگزین ماشین نخ پیچی خودکار شد که می توانست به طور خودکار اندازه رشته نخ پیچی را کنترل نماید.
ماشین نخ پیچی خودکار، فرآیندهای آزمودن تار و پودگذاری را مکانیزه می کند و در طول فرآیند نخ پیچی، پیله را به تار نخ پیچی تغذیه می نماید و پیله های تار افتاده را جدا می کند. کارایی ماشین نخ پیچی خودکار به طور مطلوب با ماشین نخ پیچی دستی حاوی چند تار مقایسه می شود.
اگرچه دستگاه نخ پیچی خودکار برای جایگزین کردن ماشین نخ پیچی دستی ساخته شده  است، اما هنوز هم به نیروی انسانی برای رفع مشکلات در تار نخ پیچی نیاز دارد که این فرآیند باید با دست اصلاح شود. مقدار متوسطی از پیله های پخته شده به تغذیه کننده پیله تازه پخته شده حمل می شوند و سپس به بخش آزمون تار منتقل می گردند.
پیله های آزموده شده تار به سمت بخش پودگذاری می روند و پیله های تاری که به درستی پودگذاری شده اند به سبد عرضه پیله که به طور مداوم در اطراف تشتک نخ پیچی بر روی یک کمربند زنجیره ای بی پایان می چرخند، توزیع می گردند. معمولا روش نخ پیچی به سیستم تغذیه ثابت پیله و سیستم تغذیه محرک پیله طبقه بندی می شود.

ابریشم - مواد اولیه نساجی, تولید ابریشم, انواع الیاف, الیاف طبیعی, الیاف حیوانی, ابریشم

تولید ابریشم

ترکیب پیله

ترکیب کل پیله به عنوان پوسته پیله، شفیره و پوسته جدا شده تعریف می شود. شفیره بزرگ ترین بخش وزن خود را تشکیل می دهد. توجه داشته باشید که بیشتر محتوای پیله، آب است. بنابراین حذف آب جهت بهبود رشته پیله برای نخ پیچی و جهت حفظ بهتر پیله در یک دوره طولانی ضروری است.

مطلب پیشنهادی
الیاف معدنی و فلزی
شرح ترکیب

رشته ابریشمی که پوسته پیله را تشکیل می دهد از دو برین رشته بسیار ظریف سازنده فیبروئین ابریشم [(پروتئین ها) ‏به نام فیبروئین تشکیل شده  است و با صمغ ابریشمی و یا سریسین پوشش داده می شود. مقدار سریسین براساس نوع پیله از ۱۹ تا ۲۸ درصد متغیر است.

  • فیبروئین ۷۲ – ۸۱ درصد
  • سریسین ۱۹ تا ۲۸ درصد
  • چربی و موم 8/0 – ۱ درصد
  • ماده رنگی و خاکستر 1- 4/1 درصد
ترکیب پوسته پیله
  • ابریشم بامبیکس موری از پروتئین های فیبروئین و سریسین تشکیل شده  است که شامل چربی، موم، شن و ماسه حاوی مواد معدنی هستند.
  • فیبروئین در بامبیکس موری شامل مقدار بالایی از اسیدهای آمینه گلیسین و آلانین به ترتیب 8/42 گرم و 4/32 گرم است.
  • اسیدهای آمینه اصلی در سریسین شامل سرین (‏1/30 گرم)‏، ترئونین (‏5/8 گرم)‏، اسید اسپارتیک (‏8/16 گرم)‏ و اسید گلوتامیک (‏1/10 گرم)‏ می شوند.
ویژگی های ساختاری ابریشم
  • گرانش: وزن مخصوص باو (پیله ابریشم) بر روی میانگینی از سریسین و فیبروئین از 32/1 تا 40/1 اندازه گیری می شود. عموما وزن مخصوص سریسین کمی بیشتر از فیبروئین است.
  • پایداری: نشان دهنده مقدار وزنی است که یک الیاف می تواند قبل از شکسته شدن تحمل کند. پایداری معمولی یک باو برای هر نمونه بین 6/3 تا 8/4 گرم در هر دنیر است.
  • افزایش طول: به عنوان طولی که یک الیاف ممکن است قبل از شکسته شدن به آن کشیده شود، تعریف می گردد. ابریشم خام دارای افزایش طول ۱۸ تا ۲۳ درصدی نسبت به طول اولیه خود است.
خواص فیزیکی و شیمیایی
ضریب رطوبت بازیافته پذیرفته شده برای ابریشم است، 11 درصد است. با استفاده از این عامل، وزن تجاری ابریشم به دست می آید. ماهیت رطوبت گیری
قرار گرفتن مداوم در معرض نور، ابریشم را سریع تر از پنبه یا پشم تضعیف می کند. ابریشم خام نسبت به ابریشم صمغ زدایی شده، مقاومت بیشتری به نور دارد. تأثیر نور
ابریشم رسانای ضعیف برق است و بار استاتیک را از اصطکاک جمع می کند. این ویژگی می تواند کار کردن را در فرآیند تولید دشوار کند. این بار استاتیکی را می توان با رطوبت بالا یا با حفظR.H.  65 درصدی در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد از بین برد. خواص الکتریکی
ابریشم یک الیاف بسیار جاذب است که به آسانی با آب اشباع می شود. با این حال آب به طور دائم بر الیاف ابریشم تأثیر نمی گذارد. وقتی ابریشم مرطوب می شود، استحکام آن در حدود ۲۰ درصد کاهش می یابد و پس از خشک شدن، استحکام کششی آن دوباره بازیابی می گردد. الیاف منبسط می شوند، اما وقتی در آب گرم غوطه ور می گردند، به حالت محلول در نمی آیند. توجه داشته باشید که الیاف نیز مواد حل شده موجود در آب را جذب خواهند کرد. فعالیت آبی
اگر ابریشم سفید در یک فر در دمای ۱۱۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۵ دقیقه حرارت داده شود، به رنگ زرد در می آید. در دمای ۱۷۰ درجه سانتیگراد، ابریشم تجزیه می شود و در نقاط سوزان آن، بوی قیر منتشر می شود. اثر گرما
اضافه کردن مواد اسیدی یا بازی به الیاف ابریشمی باعث هیدرولیز پیوندهای پپتیدی می شود. درجه هیدرولیز براساس فاکتور PH تغییر می کند که حداقل بین ۴ تا ۸ است. تخریب الیاف با از دست دادن استحکام کششی یا تغییر در چسبندگی محلول نمایان می شود. تخریب توسط اسیدها و بازها
ظاهرا آنزیم های پروتئولیتیک به شکل الیاف به فیبروئین حمله نمی کنند، زیرا زنجیره های پروتئینی در ابریشم بدون حجیم شدن زنجیره های جانبی متراکم هستند. تجزیه شدید ممکن است ناشی از آب یا بخار در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد باشد. آنزیم های پروتئولیتیک

عوامل اکسیداسیون ممکن است به پروتئین ها در سه نقطه ممکن حمله کنند. پراکسید هیدروژن توسط ابریشم جذب می شود و تصور می گردد که مجموعه هایی با گروه های اسید آمینه و پیوندهای پپتیدی تشکیل می دهد.

  • در کنار زنجیره ها
  • در باقیمانده های N – ترمینال
  • در پیوندهای پپتیدی گروه های مجاور آمینه
اکسیداسیون
حملات کلر با شدت بیشتری نسبت به هیپوکلریت سدیم صورت می گیرد. اکسیداسیون عمدتا در باقی مانده های تیروزین وجود دارد. عوامل دیگر

مجموعه ای از شرایط طبیعی، تغییراتی در کیفیت پیله ایجاد خواهد کرد. برخی از مهم ترین آن ها عبارتند از:

  • تفاوت ها در کیفیت پیله در یک دسته مشابه
  • تفاوت های موجود در پیله تولیدشده در یک مکان مشابه توسط کشاورزان مختلفی که یک گونه را پرورش داده اند
  • تاثیرات فصلی. برای مثال در ژاپن، پیله تولیدشده در بهار و اواخر پاییز، کیفیت بالاتری نسبت به اوایل پاییز و تابستان دارد.
  • شرایط محیطی بر قابلیت اطمینان پیله مانند دما و رطوبت تأثیر می گذارد.
  • تکنیک فرآوری در نخ پیچی باعث افزایش کارآیی نخ پیچی و کیفیت ابریشم خام می شود
  • پیله های بی ولتین (داشتن دو نسل در سال) در مقایسه با گونه های کرم ابریشم مولتی شکل که به صورت سنتی در مناطق گرمسیری پرورش می یابند، کیفیت بهتری دارند.
کیفیت پیله

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *