Физико-механические свойства щетины
Из физико-механических свойств щетины, определяющих ее товарную ценность и производственное назначение, следует отметить следующие: крепость, упругость, длину, толщину, прямолинейность, гибкость, расщепленность верхушек, гигроскопичность, цвет, блеск и другие.
Крепость щетины зависит от пола, возраста, породы животного, участка шкуры, с которого снята, первичной обработки, условий хранения и других факторов. Крепость щетины обуславливается также толщиной стержня и мощным, плотным корковым слоем. Большое значение это свойство щетины приобретает в связи с механизацией и частичной автоматизацией процессов щетинно-щеточного производства. Кроме того, щетина подвергается механическому воздействию при набивке пучков в щетки и др. Чем прочнее щетина, тем легче и слаженнее происходят процессы пучкоотделения и набивки пучков.
Обычно наибольшую прочность имеет щетина заготовленная сразу после добывания или убоя животных. Прелая щетина теряет свою прочность. Химическая сгонка щетины также снижает ее прочность.
По крепости на разрыв щетина значительно превосходит шерсть и другие виды натуральных волокон. Например, для волокна мериносовой шерсти длиной 1 см разрывное усилие приблизительно составляет 7-9 г, для заводской коровьей или конской шерсти – 50 г. Для разрыва такого же отрезка щетины требуются значительно большие разрывные усилия: для сибирской щетины свыше 1200 г, для средневолжской около 1100 г.
Удлинение щетины в момент разрыва несколько меньше, чем у шерсти и волос других видов животных. Например, удлинение волокон в момент разрыва, в процентах к начальной длине, составляет у щетины: сибирской хребтовой – 46, средневолжской – 33. Удлинение шерсти коровьей составляет – 48, конской – 50, козьей – 67, овечьей – 55.
Упругость щетины–свойство согнутой щетины быстро и легко возвращаться в первоначальное положение. Щетина, как правило, обладает более высокой упругостью, чем шерсть. Изделия из малоупругой щетины получаются низкого качества, т. к. они быстро изнашиваются. Органолептически упругость щетины определяют следующим образом: сгибают ее руками, резко отпускают и наблюдают за быстротой возвращения в исходное положение. Отбелка и сушка щетины способствуют увеличению ее упругости, т. к. в процессе этих операций в щетине уменьшается количество влаги и корковый ее слой уплотняется. На естественную упругость щетины отрицательное влияние оказывает неумелое выдергивание ее из шкуры, подопревание сырья и соприкосновение с намазанной смесью, ошпаривание и высокая температура при сушке (выше 60оС).
Длина щетинызависит от времени убоя животного (зимняя щетина более длинная, чем осенняя и особенно летняя); от возраста животного к моменту убоя, отлова или отстрела (чем старше свинья, тем длиннее щетина); от породы животных (породистые свиньи дают короткую щетину, а простые и дикие – более длинную); от климатических условий (у зверей, обитающих в холодных и горных районах, щетина более длинная, чем у особей из равнин или из районов с более теплым климатом); от топографического участка шкуры, с которого она была снята (хребтовая более длинная, чем боковая).
Длина щетины достигает 20 см. Обычная длина хребтовой щетины не более 15 см. В производстве щеток и кистей используют щетину длиной от 3 см, щетина длиной более 15 см бывает очень сильно расщеплена на конце.
Толщина стержня имеет для щетины совсем иное значение, чем для остальных видов натуральных волокон (шерсти, хлопка, льна и др.). Чем толще щетина, тем она лучше и ценнее, т. к. с толщиной увеличивается ее крепость и упругость. Толщина хребтовой щетины составляетобычно 250-350 мкм, а боковой – от 175 до 225 мкм.
Прямолинейность стержня.Наиболее прямая щетина – это щетина хребтовая, особенно снятая с холки животного. В процессе выработки полуфабриката изогнутую щетину подвергают искусственному выпрямлению.
Гибкость и эластичность–это способность щетины изгибаться и принимать различную форму при механическом воздействии на нее, без образования надлома и разрыва. Такое свойство щетины очень ценно при использовании щеток и малярных кистей. Гибкость щетины снижается от сушки при высокой температуре и загрязнения при снятии намазным способом.
Расщепленность верхней частистержня (наличие «флажков») – характерная особенность щетины, отличающая ее от волос других животных. Если продолжить расщепление «флажка», то щетину можно разделить на части вдоль сердцевинного канала. Размер расщепленного участка колеблется в зависимости от длины щетины и времени убоя животного. Щетина с наиболее выраженными «флажками» встречается на Кавказе и достигает в среднем 36% длины всего стержня, а у щетины, поступающей из Сибири – 18%.Расщепленность «флажков» в щетине имеет весьма положительное значение при выработке малярных кистей, т. к. это дает возможность набирать и удерживать на кисти краску и эластично наносить ее на окрашиваемую поверхность. Но очень сильная расщепленность концов щетины нежелательна при изготовлении кистей, потому что кисти будут мало упругими, берут слишком много краски и кладут ее на окрашиваемую поверхность толстым слоем. Небольшая расщепленность «флажка» требуется также в щетине, идущей на изготовление бритвенных кистей. «Флажки» придают этим кистям мягкую бархатистую поверхность.
Гигроскопичность щетины также оказывает существенное влияние на определение ее качества. Щетина, как и другие виды натуральных волокон, имеет способность впитывать в себя влагу из воздуха, удерживать ее или отдавать часть влаги. Нормальная влажность воздушно-сухой щетины должна быть 10-12%. Щетина, обладающая излишней влагой, плохо поддается обработке, не выравнивается. Излишне сухая щетина также плохо поддается обработке ввиду ее чрезвычайной хрупкости.
Цвет щетинызависит от пигмента, находящегося в ее корковом и сердцевинном слоях. Наиболее ценной считается белая щетина, имеющая обычно кремовый оттенок. Кроме белой встречается желтая, серая и черная. Желтый цвет щетины обуславливается наличием в стержне небольшого количества желтого пигмента или жира. Серая щетина чаще всего получается от смешивания белой и желтой щетины с черной. Черная щетина состоит из стержней черного цвета.
Блеск щетинызависит от строения кутикулы. Щетина, имеющая гладкую поверхность кутикулы, обладает большим блеском. Нарушение целостности клеток кутикулы, изменение их формы и положения, приводят к потере его природного блеска.