Da Brennnessel der Hanf- und Flachsfaser sehr ähnlich ist, kann die Brennnesselfaser in der Textilindustrie für die gleichen Zwecke verwendet werden. Aus diesem Grund wird die Brennnesselpflanze in Skandinavien seit Jahrhunderten als Faserquelle für den Segelbootbau angebaut. 12. Jahrhundert Es wird auch berichtet, dass Segel und Fischernetze aus Nesselfasern bestehen. Nesselfäden wurden in Polen vom 12. bis 17. Jahrhundert verwendet, aber im 17. Jahrhundert ersetzte Seide die Nesselfäden.
Die Produktion von Brennnessel für die Stoffherstellung begann in Europa im 19. Jahrhundert. Im Ersten Weltkrieg nutzten die Deutschen die aus Brennnesselgras gewonnenen Fasern zur Herstellung von Zelten, Rucksäcken, Unterwäsche und Socken. Damals stellten die Deutschen 1 % ihrer Kleidung aus Nesselfasern her. Nesselfasern werden vom Militär als Tarnausrüstung geschätzt. In späteren Zeiten verlor die Brennnesselfaser jedoch aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ihre Bedeutung in der Textilindustrie. Da die Brennnesselfaserproduktion nicht vollständig mechanisiert werden kann, hat die Brennnesselzucht mit dem Anstieg der Arbeitskosten ihre Rentabilität verloren und daher wurde der Brennnesselanbau eingestellt. Dies wurde durch die starke Baumwollindustrie verstärkt, die kleinere Textilindustrien wie Flachs, Hanf und Brennnessel ersetzt hat.
In den letzten Jahren wurde jedoch mit den Entwicklungen in der Spinntechnologie und den Fortschritten bei der Hybridisierung mit der Produktion von Pflanzen mit superdichten Fasern begonnen, und die Brennnessel hat ihren Anteil an diesen positiven Studien erhalten. Die in den Zwischenräumen der Hohlfaserstruktur verbleibende Luft, die das einzigartige Merkmal der Brennnesselfaser ist, sorgt für eine natürliche Isolierung. Um eine Faser zu schaffen, die sie im Sommer kühl hält, werden die Garne gedreht, um die Lücken in der Mitte der Faser zu schließen, und die Isolierung wird reduziert.
Bei Winterstoffen wird den Garnen eine geringere Drehung verliehen, die Hohlfaserstruktur bleibt erhalten und die Temperatur bleibt konstant. Brennnesselfasern sind natürlichen, biologisch abbaubaren, nachwachsenden Ursprungs und benötigen bei ihrer Herstellung weniger Energie. Daher sind Brennnesselfasern umweltfreundlich und haben ökologische Vorteile. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die für die Textilfaserproduktion verwendete Wassermenge durch die Verwendung von Brennnesselfasern eingespart werden kann.
Es wird angegeben, dass etwa 1-7000 Liter Wasser für die Herstellung von 29000 kg Baumwollfaser verbraucht werden. Hinsichtlich der Umweltauswirkungen wurde festgestellt, dass der Verbrauch solch großer Wassermengen langfristig zu Umweltproblemen führen kann. Barlow und Neal gaben an, dass durch den Ersatz von Baumwollfasern durch Nesselfasern große Mengen an Wasser eingespart werden können.
Mit diesen positiven Eigenschaften fanden Brennnesselfasern wieder Eingang in die Textilindustrie und wurden Gegenstand der Forschung.
ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER NESSEL
Die Familie der Brennnesselgewächse (Urticaceae) ist eine große Gruppe innerhalb der Urticales-Ordnung, die in tropischen und subtropischen Gebieten beider Hemisphären weit verbreitet ist. Es ist eine Pflanzenart, die in gemäßigten Regionen Europas, Asiens und Amerikas länger als 2 Jahre angebaut werden kann. 48 Gattungen und 1050 Arten sind in der Familie der Brennesseln aufgeführt. Die Familie der Brennnesselgewächse zeichnet sich im Allgemeinen durch ihre brennend behaarten, einzeln stehenden Samen aus, meist ohne Milchsaft, mit einfachen Blättern und Fremdbestäubung.
Die Pflanze kann bis zu 30-150 cm lang werden und besteht aus scharf gezähnten Blättern. Die Haare, die seinen Stamm und seine Blätter bedecken, sind mit Flüssigkeit gefüllt und verursachen Blasen auf der Haut, dank der Nadeln, die es der Flüssigkeit ermöglichen, bei Berührung in die Haut einzudringen. Brennende Haare sind in der gesamten Pflanze weit verbreitet, zeigen kugelförmige, stäbchenförmige, sternförmige, wurmartige Formen und werden bei einigen Arten als diagnostisches Merkmal verwendet.
Dieser brennende und juckende Effekt kann durch Erhitzen oder Trocknen der Brennnessel neutralisiert werden. Deshalb sind gekochte Brennnesselblätter, die seit Jahrhunderten in Tees, Gerichten, Suppen und Gebäck verwendet werden, sicher und nahrhaft. Für essbare Zwecke sollten jedoch nur junge (frische) Brennnesselblätter bevorzugt werden. Denn in alten (Karden-)Brennnesselblättern können sich grobe Partikel, auch Zystolitis genannt, bilden, die nach der Verdauung die Nieren reizen können.
Blüten, die in Blattachseln derselben Pflanze vorkommen, sind entweder männlich oder weiblich. Männliche Blüten haben 5 Staubblätter. Die weiblichen Blüten haben einen Fruchtknoten, an dem sich 4 oder 5 Blütenblätter treffen. Diese schwachen Blüten sind nicht auffällig, aber die Anordnung der Blüten ist diagnostisch für die Art. Unten sind männliche und weibliche Blütenpflanzen der Art Urtica dioica.
Die meisten Pflanzen der Familie der Stachelpflanzen sind mehrjährig, während die anderen ein jährliches Wachstum zeigen. Obwohl es im Allgemeinen einen krautigen Habitus hat, gibt es auch Buschformen. Es gibt einige wichtige Arten der Gattung Urtica, die in vielen Teilen der Welt verbreitet sind.
In Anatolien gibt es Urtica urens-, Urtica pilulifera- und Urtica dioica-Arten. Diese drei Arten von Textilien können als Faserquellen verwendet werden. Von diesen sind Urtica urens und Urtica pilulifera einjährig und Urtica dioica ist mehrjährig. Die dicksten Fasern können aus Urtica dioica produziert werden, außerdem liefert Urtica dioica den höchsten Ertrag dieser drei Arten. Die aus Urtica urens und Urtica pilulifera produzierten Fasern sind dickwandiger und schmaler. Die Wirkungsweise und chemischen Eigenschaften dieser Spezies liegen nahe beieinander. Urtica dioica und Urtica urens kann man in allen Regionen unseres Landes antreffen. Im Aussehen ist Urtica dioica größer, lang und grob. Obwohl Urtica urens einhäusig ist, ist Urtica dioica dichotom. Der Name Dioica wurde gegeben, weil er auf Latein zweihäusig bedeutet. Die Blätter stehen sich an den Knoten gegenüber.
Die Brennnesselpflanze ist ein weit verbreitetes Kraut, das in den gemäßigten Regionen Europas, Asiens und Nordamerikas wächst. Der Anbau ist einfach, da sie alle anderen Pflanzen dominiert und sich in feuchten Gebieten schnell entwickelt. Urtica dioica, eine mehrjährige Brennnesselart, die für die Faserproduktion angebaut werden kann, ist eine Pflanze, die viele Jahre auf demselben Land geerntet werden kann. Obwohl behauptet wird, dass Brennnessel 10-15 Jahre angebaut werden kann, ist ein Zeitraum von 4 Jahren für den besten Ertrag und die wirtschaftlichste Produktion angemessen. Wenn die Kultivierung lange dauert, neigen Unkrautkrankheiten dazu, sich zu vermehren und der Ertrag sinkt.
Die Brennnesselzucht erfolgt durch Aussaat oder durch das Züchten von Setzlingen. Es gibt jedoch einen Unterschied von 4 Wochen zwischen den Erntezeiten für diese beiden Anbautypen. Hinzu kommt eine Abnahme des Fasergehalts in der Pflanzenzucht mit Saatgutaussaat. Der Ballaststoffgehalt der gepflanzten Brennnessel ist 2 % niedriger als der Ballaststoffgehalt der aus Setzlingen gezogenen Brennnessel.
Die Brennnesselpflanze entwickelt sich entsprechend den Artenmerkmalen. Während Urtica dioica 1.5 m und einigen Forschern zufolge 2-4 m hoch werden kann, kann Urtica urens 0.8 m hoch werden.
Notwendige Bedingungen für den Anbau von Brennnesselpflanzen
Die Brennnesselpflanze entwickelt sich besser in nährstoffreichen, schweren, humosen, feuchten und unkrautfreien Böden. Der Anbau von Brennnessel in nährstoffreichen Böden verbessert auch die Faserqualität der Pflanze. Schlecht bewässerte und saure Böden sollten vermieden werden. Der pH-Wert des Bodens sollte leicht alkalisch sein. Sie stellt keine besonderen Ansprüche an die Klimaanpassung und ist daher in gemäßigten Regionen der nördlichen und südlichen Hemisphäre weit verbreitet. Es ist frostbeständig.
In extrem trockenen Regionen sinken die Herba-Erträge jedoch. Es gibt keine Bodenselektivität. In den Untersuchungen wurde Urtica dioica als schattentolerante Konkurrenzart in Waldgebieten definiert und es zeigte sich, dass sie bei sehr unterschiedlichen Phosphorkonzentrationen im Boden ein effektives Wachstum zeigte. Die Brennnesselpflanze kann auf Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften angebaut werden und kann auch eine Lösung für die Probleme sein, die in der Landwirtschaft auf überdüngten Böden auftreten. Aus diesem Grund kann sie sowohl in landwirtschaftlich nutzbaren Randgebieten als auch in überdüngten Gebieten problemlos angebaut werden.
Brennnessel braucht ein gemäßigtes Klima und richtige Bewässerung. Die ideale Bedingung ist die richtige Bewässerung während der Hauptwachstumszeit. Für Urtica urens, die einjährig sind, sind die besten Vorfrüchte Pflanzen, die überschüssigen Stickstoff freisetzen, wie Hülsenfrüchte und Hackfrüchte. Obwohl Urtica urens nur einjährig kultiviert werden kann, empfiehlt es sich, auf demselben Feld zu pflanzen. Denn durch die im Vorjahr fallenden Samen kann die Pflanzdichte erhöht und somit höhere Erträge erzielt werden.
Bei mehrjähriger Urtica dioica hingegen kann es vorkommen, dass die Pflanzung bei nachlassendem Ertrag unterbrochen wird und für einige Jahre andere Pflanzen gepflanzt werden müssen. Die Düngung ist einer der Faktoren, die die Produktivität steigern. Die Pflanze reagiert sehr empfindlich auf Stickstoff- und Phosphatdünger. Es wurde beobachtet, dass die Menge an Produkten, die auf stickstoffangereicherten Böden angebaut werden, zunimmt. Für Urtica urens werden 7 kg Stickstoff, 1.5 kg Phosphor, 7.9 kg Kalium, 0.9 kg Magnesium und 12.7 kg Kalk pro Dekar empfohlen, für Urtica dioica 5.9 kg Stickstoff, 1.6 kg Phosphor, 6.9 kg Kalium , 1 kg Magnesium und 6.9 kg Kalk empfohlen.
Verwendung von Brennnessel
Brennesseln wurden im Laufe der Geschichte als Faserquelle verwendet und in den letzten Jahren, mit der kommerziellen Entwicklung des Produkts, hat ihre Produktion wieder zugenommen. Bevor Baumwolle zum wichtigsten Fasermaterial für Textilprodukte wurde, nutzten die Menschen Faserpflanzen, die in gemäßigten Klimabedingungen angebaut werden können. Während Flachs und Hanf die bekanntesten unter ihnen waren, nahm auch die Brennnessel einen wichtigen Platz ein. Es ist bekannt, dass Brennnessel in der antiken griechischen Zivilisation und in Rom zur Faserproduktion verwendet wurde. In alten ägyptischen Ruinen wurden Textilprodukte aus Brennnessel gefunden. Es wird auch gemunkelt, dass die Wikinger Nesselgewebe zur Herstellung von Segeltuch verwendeten und dass dieses Gewebe selbst bei starken Stürmen reißfest und stoßfest ist.
In Europa wurde die Staudennessel (Urtica dioica) vom 19. Jahrhundert bis zum zweiten Weltkrieg kultiviert und als Faserpflanze genutzt. Tatsächlich wurde in der Zeit zwischen dem 1. und 2. Weltkrieg die Brennnesselfaser als Ersatz für Baumwolle gefördert. Österreichische Unternehmen konzentrierten sich vor dem Ersten Weltkrieg auf den Brennnesselanbau. Außerdem wurden in Dänemark Nesselfasern in Mischung mit Wolle verwendet. Mit der Zerstörung der Brennnesselfelder und der Einführung billigerer Fasern während des Zweiten Weltkriegs ging die Verwendung von Brennnesseln zurück und endete.
Brennnessel enthält hochwertige Ballaststoffe, ähnlich wie Flachs und Hanf, die 17 % der Pflanze enthalten. Der hohe Fasergehalt, die geringe Dichte und die guten Festigkeitswerte ermöglichen den textiltechnischen Einsatz dieser Pflanze. Mit den in Deutschland durchgeführten Studien ist die Verwendung von Brennnesselfasern in der Textilindustrie wieder in den Vordergrund gerückt.
Nachdem die Faser aus den Stängeln der Brennnesselpflanze gewonnen wurde, können die restlichen Teile als Lebens- und Futtermittel sowie in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie verwendet werden. Es kann auch in der biologisch-dynamischen Landwirtschaft eingesetzt werden.
Gelbe und grüne Farbstoffe werden aus Brennnesselwurzeln gewonnen. Diese erhaltenen Farbstoffe werden als natürliche Farbstoffe in Bereichen verwendet, in denen sie geeignet sind, verwendet zu werden. Der im Handel als grüner Farbstoff (E140) bezeichnete Farbstoff kann aus der Chlorophyllextraktion der Brennnessel gewonnen werden.
VERWENDUNG UND ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER NESSELFASER IN TEXTILIEN
Seit Mitte der 1990er Jahre sind Brennnesselanbau, Verarbeitungsmethoden und deren verbesserter Textilprozess Gegenstand der Forschung in Deutschland, Österreich und Finnland. An Forschungsinstitute angeschlossene Fabriken arbeiten an der Förderung von Nesselfasertextilien. Das Versprechen der Brennnesselfaser als Naturfaser hat zu einem Anstieg der Pflanzenproduktion im Zentrum Europas, insbesondere in Deutschland, geführt.
Die aus der Brennnessel gewonnene Faser erfüllt alle notwendigen Eigenschaften einer Textilfaser. Das Dehnungsverhalten, die Faserfeinheit und die Länge dieser Faser sind für textile Prozesse ausreichend. Die super feuchtigkeitsabsorbierende Fähigkeit der Faser bietet Komfort für das Endprodukt. Brennnesselfasern fühlen sich weich und angenehm an, wenn sie mit der Hand berührt werden.
Aufgrund der reibungsarmen Oberfläche und der glatten und glatten Struktur der Brennnesselfaser ist es schwierig, Garn aus reiner Brennnesselfaser zu spinnen. Nachdem die sehr kurzen Fasern durch Reinigungs- und Kämmprozesse entfernt wurden, können sie mit anderen Fasern gemischt werden, um das gewünschte Garn zu erhalten. Es wurde beobachtet, dass nach dem Mischen mit anderen Fasern bessere Ergebnisse erzielt wurden. Studien haben gezeigt, dass Brennnesselfasern für Textilien geeignet sind und Baumwolle ersetzen können.
Brennnesselfasern finden Verwendung in Oberteilen, Jacken, Jeansstoffen, Tischdecken, Bettwäsche und Teppichen. Nachfolgend finden Sie Beispiele für Textilprodukte, die aus Brennnesselfasern hergestellt wurden.
Camira Fabrics hat entdeckt, dass Mischgewebe aus Wolle und Nessel eine sehr gute Flammhemmung aufweisen.
FASER AUS NESSEL
Es gibt verschiedene Methoden, Fasern für die Verwendung von Brennnessel in Textilien zu gewinnen. Die folgende Studie ist ein in China angewandtes Verfahren zur Gewinnung von Fasern, und es werden Daten darüber angezeigt. Um Fasern aus der Brennnessel zu erhalten, werden die folgenden Schritte nacheinander angewendet.
HARVEST
Die Brennnesselfaserproduktion beginnt mit dem zweiten Jahr der Anlage und steigt kontinuierlich an. Brennnesselstängel können im ersten Jahr nicht die für Fasern erforderliche Qualität liefern. Die Stängel sind sehr schwach und leblos und sehr belaubt. Der Faserertrag im dritten Wirtschaftsjahr ist mehr als doppelt so hoch wie im zweiten Jahr. Die extreme Ertragssteigerung des dritten Jahres ist auf die Zunahme der Pflanzenhöhe und die Zunahme der Pflanzenstiele zurückzuführen. Im Allgemeinen werden Brennesseln Mitte Juli oder Anfang August oder in der Zeit von Anfang bis Ende August im 2. Jahr geerntet. Wenn die Samen in den schwachen Bereichen der Blüten der weiblichen Klone reifen, ist die Pflanze erntereif.
Ein Versuch mit unterschiedlichen Ernteterminen hat aber gezeigt, dass die Brennnessel auch dann noch austreibt, wenn der höchste Faserzuwachs erreicht ist. Als Ergebnis der Studien wird vorhergesagt, dass der Erntezeitpunkt geeignet ist, wenn die Pflanzenstengel 80 % des Pflanzengewichts ausmachen. Die Ernte beginnt also, bevor sich die zweiten Seitentriebe aus Brennnesselblättern entwickeln. Seitentriebe verursachen keinen Verlust an Faserqualität, sondern verzögern den Prozess. Denn die Stängel trocknen auf dem Feld sehr langsam.
Es gibt keine technologische Maschine, die für die Brennnesselernte entwickelt wurde. Denn der morphologische Aufbau und die Längenmerkmale der Brennnessel sind dafür nicht geeignet. Zum Ernten werden Schiebewerkzeuge verwendet. Da die morphologische Struktur und die Längenmerkmale von Cannabis der Brennnessel ähneln, kann für beide dieselbe Erntemaschine verwendet werden. Es können jedoch Probleme wie Verheddern und Brechen der Fasern um die rotierenden Teile der Ausrüstung herum auftreten.
ERWEICHERUNG ( ERKENNUNG )
Die gereifte Pflanze wird geschnitten und getrocknet, und die geerntete Pflanze wird einem Erweichungsprozess unterzogen, der als Verrottung bezeichnet wird. Nach dem Benetzen und Erweichen der von den Blättern und Samen getrennten Stiele wird faseriges Gewebe erhalten, indem die Holzzellen und die klebrigen Pektinsubstanzen, die die Zellen zusammenhalten, entfernt werden. Es gibt verschiedene Verfahren im Enthärtungsprozess, wie z. B. die Herstellung von Flachsfasern:
a) Verdauung mit Wasser: Die Stängel sind in Bündeln gebunden. Es wird in ein Becken oder ans Flussufer gestellt, mit Wasser bedeckt und aufbewahrt. Infolge der durch Bakterien verursachten Fermentation werden die holzigen Gewebe mit geringem Widerstand abgebaut und die klebrigen Substanzen zwischen den Zellen gelöst, die Stängel werden allmählich weicher und die Fasern lassen sich leicht voneinander trennen. Wenn die Fermentation weitergeht, ist es notwendig, sie während des Benetzens von Zeit zu Zeit zu überprüfen, da die Faser selbst verrottet. Der Prozess dauert etwa drei Wochen.
b) Widerlegung mit Roh: Es ist wie Verrottung mit Wasser. Aber es ist langsamer und dauert sechs Wochen. Die Stängel werden auf das Gras gelegt und zur Gärung aufbewahrt. Es wird mit Tau und Regen oder, falls erforderlich, durch Besprengen mit Wasser befeuchtet. Manchmal wird die Fermentation in Wasser gestartet; Es wird dann herausgenommen und auf dem Gras ausgebreitet, um fortzufahren. Die durch diese Methode erhaltene Farbe ist schöner.
c) Widerlegen mit Chemikalien: Dieses Verfahren besteht darin, die Stiele mit kochender Oxalsäure oder Alkali bei normalem oder hohem Druck zu erweichen. Es dauert viel weniger Zeit als andere Methoden, ist aber kostspielig.
Heutzutage wird Rohfäule häufiger zum Weichmachen verwendet. Die Rottemethode mit Chemikalien neigt dazu, die Fasern zu schädigen.
Kleber entfernen, Tattoos brechen, reinigen und scannen
Wasserlösliche Substanzen, Pektin, Lignin und Hemicellulose müssen während des Entschleimungsprozesses entfernt werden. Zur Gewinnung von Brennnesselfasern wird auch die Degummierung, also das Entgummierungsverfahren, das auch bei Ramiefasern angewendet wird, eingesetzt. Für diesen Prozess; Das in China verwendete Verfahren zum Entfernen von Kaugummi wird erwähnt. Der Prozess der Gewinnung von Fasern aus der Brennnesselpflanze in China beginnt mit der Ernte und wird mit der eingewickelten Brennnesselpflanze fortgesetzt, die nach der Ernte 2 Wochen lang im Pool aufbewahrt wird.
Anschließend werden die Fasern per Hand von den Stielen getrennt. Dann wird der Zahnfleischentfernungsprozess angewendet, der aus chemischen und biologischen Prozessen wie Bastfasern besteht. Bei diesem Verfahren werden die klebrigen Substanzen, die die Fasern zusammenhalten, entfernt und die Faserbündel getrennt. Dazu wird die Faser in heißer Seife oder Lauge behandelt. Wie bei anderen Bastfasern ist der Entschleimungsprozess bei Brennnesselfasern komplex. Die Fähigkeit der Brennnesselfaser zu einer spinnfertigen Textilfaser zu werden, ist das Ergebnis eines Produktionsprozesses, der sowohl biologische, physikalische als auch chemische Prozesse umfasst. Diese Schritte sind im Folgenden kurz zusammengefasst:
1-Kochen in Wasser (FO 1:16, 95 Minuten Behandlung bei 98-50°)
2-Säurebehandlung (FO 1:15, 58 Minuten Behandlung mit 63 g/L Schwefelsäure bei 1,4-50°)
3- Entfernung von Restsäure durch Waschen mit Wasser
4-Entschleimung mit Pektinenzym (7 Stunden Behandlung in einem FO 4,7:1-Bad mit pH = 15 mit 6% Enzymlösung)
5-Entfernung des restlichen Enzyms durch Waschen
6-Chemische Entschleimung (FO 12:2 mit 1 g/L Natriumhydroxid und 15 % Natriumsilikat, 98 Stunden Behandlung in einem 100-4° Bad)
7-Entfernung von Substanzresten durch Waschen
Brechen-Schmieden-Reinigen, Mischen und anschließendes Kämmen der Fasern
Crushing-Reinigung
Nach dem Entschleimungsprozess ist es Zeit für den Brechprozess. Der Zweck des Zerkleinerungsprozesses besteht darin, das Holzgewebe in kleine Stücke zu brechen, indem die getrockneten Stämme zwischen den horizontalen, geriffelten Walzenpaaren hindurchgeführt werden, um es in nachfolgenden Prozessen leicht zu trennen. Die flexiblere Bastfaser wird durch diesen Prozess nicht beschädigt. Wenn das dem Zerkleinerungsprozess unterzogene Material durch Putzereifedern oder Maschinen geschleudert wird, werden die holzigen Teile vollständig von den Fasern getrennt. Gleichzeitig werden Faserbündel aufgelöst.
Tarama
Das Material enthält noch eine große Menge an Holzanteilen. Sie müssen gescannt werden, um sie zu reinigen. Beim Kämmen werden sehr kurze Brennnesselfasern von den holzigen Teilen getrennt, indem sie unter dem Kamm hindurchgeführt werden. Gleichzeitig werden noch nicht geöffnete Faserbündel ebenfalls geöffnet. Nachdem alle Fasern parallel zueinander angeordnet sind, werden sie zu Garn in der gewünschten Dicke gesponnen.
Die Brennnesselfaser mit den folgenden Verarbeitungsschritten ist nun bereit zum Spinnen.
Zentrifugation, um überschüssiges Wasser zu entfernen
Bleichen (Behandeln des Gewebes für 2,6 Stunde bei 1,5°C in FO 2:1 Bleichlösung, die 16 g/L Natriumsilikat, 90 g/L Natriumhydroxid und 1 g/L Wasserstoffperoxid enthält)
Entfernung von Restchemikalien durch Waschen
Zentrifuge (5 Minuten werden benötigt, um das restliche Wasser zu entfernen.) Schmierung der Faser (Behandeln des Gewebes für 2,5 Stunde bei 1° in einer FO 1:12-Öllösung, die 86 % Öl und 1 % Emulsion enthält)
Entfernung von überschüssigem Wasser durch Zentrifugation
Trocknen (Trocknen des Produkts bei 82-84° für 3 Stunden.
Spinnen
Nach den oben genannten Prozessen ist es Zeit zum Schleudern. In den verwandten Untersuchungen wurden 100 % Nesselfaser, Polyester/Brennnessel- und Baumwolle/Brennnessel-Mischungen zum Spinnen untersucht. Spinnversuche haben gezeigt, dass es aufgrund der glatten und glatten Struktur der Brennnesselfaser schwierig ist, ein Garn mit 100% Nessel zu erhalten. Es hat sich gezeigt, dass das Mischen mit anderen Fasern für ein erfolgreiches Spinnen geeigneter wäre. Es wird empfohlen, Fasern mit gekräuselten und rauen Oberflächen zu bevorzugen.
Da es sich bei der Brennnesselpflanze um eine mehrjährige Pflanze handelt, sollte der Erntezeitpunkt sehr sorgfältig gewählt werden. Ist die Pflanze zu klein, also roh, kann sich die Faser nicht vollständig entwickeln und die Zellwand bleibt schwach und schwach. Wenn die Pflanze sehr reif ist, wird die Faser aufgrund des erhöhten Ligningehalts weniger verdreht. Keine dieser Bedingungen ist zum Spinnen von Fasern geeignet.
Fäden aus Brennnesselfasern werden in Dörfern in Nepal hergestellt. Dorfbewohner können in 10 Tagen etwa 1 Kilo Garn spinnen. Verarbeitete und unverarbeitete Rohbrennnesselfasern sind unten dargestellt.
In Nepal werden Mischgarne hergestellt, indem Brennnesselfasern mit Sojabohnen, Bambus, Baumwolle, Leinen und anderen Naturfasern gemischt werden, und diese Garne werden im Allgemeinen zur Herstellung von handgewebten Teppichen, gestrickten und gewebten Kleidungsstücken verwendet.
ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER NESSELFASER
Obwohl die erste Verwendung bis in die Antike zurückreicht, können Informationen über die Eigenschaften der Brennnesselfaser, die nicht sehr bekannt sind, aus Studien gewonnen werden, die mit der in letzter Zeit beliebten Faser durchgeführt wurden.
Brennnesselfaser ist eine Bastfaser wie Ramie, Kenaf und Jute. Bastfasern werden aus Pflanzenstängeln gewonnen. Unten sind die Bilder von Flachs- und Brennnesselschnitten unter dem Mikroskop. Die Fasern befinden sich in Bündeln direkt in der äußeren Pflanzenrinde. Faserbündel sind im Querschnitt der Brennnesselpflanze als dunkle Flecken zu erkennen.
Nachfolgend sind die basalen Querschnitte von drei in der Literatur veröffentlichten Pflanzen schematisch nach ihrer Größe dargestellt. Der Bastquerschnitt von Flachspflanze (Durchmesser 2 mm; nach Hoffmann 1961), Brennnesselpflanze (Durchmesser 4 mm; nach Bredemann 1959) und Hanfpflanze (Durchmesser 8 mm; nach Hoffmann 1961) 2 mm, 4 mm, bzw. 8 mm. Bei allen drei Arten befinden sich die Fasern unter der Epidermis im Rindenteil, um den holzigen Teil herum, der einen großen Hohlraum umgibt.
Nach dem Entschleimungsprozess können die Fasern vor dem Spinnen zerkleinert und gereinigt werden. Der Entschleimungsprozess kann chemisch, enzymatisch oder eine Kombination aus beidem erfolgen. Studien haben gezeigt, dass es durch den Entschleimungsprozess schwierig ist, alle notwendigen und unnötigen Stoffe auf der Faser zu entfernen. Aus diesem Grund sollte es angewendet werden, indem das empfindliche Gleichgewicht zwischen dem Entfernen unnötiger Substanzen und Zellstoffschäden während des Entschleimungsprozesses berücksichtigt wird.
Die obige Abbildung zeigt den Längs- und Querschnitt der entschleimten Faser von Urtica cannabina L. Unter dem Mikroskop ist die Faser in einer einzelligen Struktur zu sehen. Die Mittelteile sind über ihre gesamte Länge dicker. Die Dicke nimmt allmählich ab, wenn Sie zu den Enden in jeder Faser gehen. Bei Betrachtung des Längsschnitts fallen markante Linien auf der Faseroberfläche auf. Die Knötchen mit dem Aussehen von Knoten befinden sich im Allgemeinen an den Enden der Fasern. Wenn der Querschnitt der Faser untersucht wird, sieht man, dass der Querschnitt der Nesselfaser Baumwolle ähnelt und nierenförmig ist. Wie Baumwolle hat auch diese Faser ein Lumen in der Mitte. Die Brennnesselfaser ist nicht verdreht oder gewickelt und relativ gerade. Wenn eine genauere Betrachtung durchgeführt wird, sieht man, dass Mikrohohlräume auf der Faseroberfläche vorhanden sind. Einige Hohlräume auf der Oberfläche der Faser sind durch Mikrolöcher mit dem Zentrum der Faser (dem hohlen Lumen) verbunden.
Der Zellulosegehalt in der Brennnessel beträgt ca. 48 % und ist geringer als bei Ramie und Flachs. Während der Zelluloseanteil von Ramin 73 % beträgt, liegt der Zelluloseanteil von Flachs bei 75 %. Studien haben gezeigt, dass die Zellulosemenge während der Aussaat und Kultivierung erhöht werden kann.
Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung und die Feuchtigkeitsgehaltswerte einiger Fasern zusammen. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass der Zellulosegehalt der Brennnesselfaser einen sehr hohen Wert von 86 % hat.
Nachfolgend finden Sie einen Vergleich von Bastfasern in Bezug auf Lignin- und Zellulosemengen. Die Bastfaser, deren Celluloseanteil der Baumwollfaser am nächsten kommt, ist die Brennnesselfaser.
Faserlänge
Es wurde berichtet, dass einzelne aus Brennnessel gewonnene Faserzellen (U.dioica) normalerweise etwa 5 cm (2 Zoll) groß sein können. G. Huang untersuchte in einer späteren Studie die Faserlängen der Brennnessel (Urtica cannabina L). Brennnesselfasern wurden aus verschiedenen Ballen ausgewählt und Fasern gleicher Länge (cm) wurden gezählt.Kurze Fasern (weniger als 2 cm Länge) machen 30 % der gesamten Fasern aus. Diese kurzen Fasern müssen während Kämm- und Reinigungsvorgängen von den langen Fasern entfernt werden. Die großen Änderungen, die in der Faserlängenverteilung in den nach dem Entfernen der kurzen Fasern verbleibenden langen Fasern angetroffen werden können, begrenzen und erzwingen die Bewegung der Faser während des Spinnvorgangs und können die Bildung einer ungleichmäßigen Garnoberfläche verursachen.
FASER DÜNNE
Bergfjord und Holst haben alle Studien zur Feinheit von Bastfasern (Faserquerschnittsdurchmesser (μm)) zwischen 1905 und 2009 zusammengetragen und die Ergebnisse grafisch dargestellt. Es wurde beobachtet, dass die Feinheit von Bastfasern über einen weiten Bereich verteilt ist, Unterschiede aufweist und die Feinheiten keine scharfen Grenzen haben.
Berechnungen zufolge beträgt die mittlere Feinheit der Fasern 28.01 µm. Brennnesselfasern sind feiner als Ramie, aber dicker als Flachs und Jute. Da es im Querschnitt mehr Fasern enthält, sind aus feinen Fasern gewonnene Garne haltbarer. Im Jahr 2008 berichteten Bodros und Baley, dass der mittlere Faserdurchmesser der Brennnessel (Urtica dioica) 19,9 μm (±4.4) betrug.
FASERSTÄRKE-VERLÄNGERUNGSVERHALTEN
Es wurden die Bruchfestigkeit, die Bruchdehnung und der Anfangsmodul der Brennnesselfaser von G. Huang Urtica cannabina L. gemessen. Die Zugfestigkeit von Brennnesselfasern ist größer als die von Hanf, aber geringer als bei Ramie und Flachs. Dieser Wert stellt für die Verwendung der Brennnessel als Textilfaser kein Problem dar.
Eine der wichtigsten Eigenschaften in Bezug auf den Komfort von Textilfasern ist der Modul der Faser. Eine Hochmodulfaser kann beim Tragen eine sehr unangenehme und prickelnde Wirkung auf der menschlichen Haut haben.
Wie in der obigen Tabelle zu sehen ist, ist der Anfangsmodul der Brennnesselfaser (Urtica cannabina L) niedriger als der von Ramie und Hanf, sodass sie als etwas weicher und angenehmer beschrieben werden kann. Die weichste und bequemste der vier in der Tabelle bewerteten Fasern ist jedoch Flachsfaser. Daher sollte der Anfangsmodul der Nesselfaser gesenkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Sticheffekt auf der menschlichen Haut zu reduzieren und gleichzeitig die Handhabungs- und Komforteigenschaften der Brennnesselfaser zu verbessern.
Das Festigkeits-Dehnungs-Verhalten von Pflanzenfasern hängt hauptsächlich von der Zellulosezusammensetzung und der Orientierung der Mikrofibrillen ab. Die Mikrofibrillen im Flachs sind in einem Winkel von 10° zur Faserachse gewickelt. Der Fibrillenwinkel von Ramiefasern wurde auf 3° geschätzt. Brennnessel und Ramie gehören zur selben Familie. Aus diesem Grund weist Brennnesselfaser einen guten und ausreichenden Reißfestigkeitswert auf. Die lineare Struktur der Nesselfasern in der Dehnungs-Dehnungs-Kurve kann durch die Orientierung der Mikrofibrillen in der Faser erklärt werden, die einen kleinen Neigungswinkel zur Faserachse bildet.
Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass mit zunehmendem Faserdurchmesser die Bruchfestigkeit und der E-Modul abnehmen. Die gewonnenen Werte verteilen sich über einen weiten Bereich. Diese Verteilung der mechanischen Eigenschaften ist bei Pflanzenfasern unvermeidlich.
FEUCHTIGKEITSSPEICHERKAPAZITÄT DER FASER
Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit und Wasserverdunstungsfähigkeit einer Faser sind die Hauptfaktoren, die den Komfort des Endprodukts beeinflussen. Huang untersuchte die Fähigkeit der Faser Urtica cannabina L, Feuchtigkeit und Wasserverdunstung zurückzuhalten. Eine Gruppe von Fasern wird parallel zueinander angeordnet und in Bündeln gebunden. Ein Ende des Bündels wird mit einer Schere oder einem Messer geschnitten, um es ordentlich zu machen. Das geschnittene Ende des Bündels bleibt in Kontakt mit der Wasseroberfläche. Das Wasser begann sich durch die Kapillarwirkung an den Fasern nach oben zu bewegen und die Fasern zu benetzen. Die Entfernung, die das Wasser zu bestimmten Zeiten zurücklegte, wurde in mm gemessen. Derselbe Test wurde auch für 5 ähnliche Fasern angewendet, um einen Vergleich zu ermöglichen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Aus der obigen Tabelle können wir ersehen, dass Brennnesselfasern eine bessere Feuchtigkeitsleitfähigkeit haben als andere Fasern. Nach 25 Minuten hat das Wasser in Brennnesselfasern 49 mm zurückgelegt, während es beispielsweise in Baumwolle nur 34 mm zurückgelegt hat. Dies kann mit der Faserstruktur zusammenhängen. Die molekularen Strukturen von Baumwolle, Urtica cannabina L-Faser und den anderen drei Bastfasern sind einander teilweise ähnlich, aber ihr Wasseraufnahmevermögen ist unterschiedlich. Dieser Unterschied ist auf den Unterschied in der Struktur der Faser zurückzuführen. Aufgrund der Tatsache, dass die Faserstruktur der Brennnessel in einer gepackten Struktur vorliegt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wasser sehr hoch. Bei der Untersuchung der Urtica cannabina L-Faser unter dem Mikroskop wurden tiefe Rillen (Hohlräume) auf der Faseroberfläche festgestellt. Einige dieser Rillen sind mit dem Lumen verbunden und vergrößern daher die Oberfläche. Je größer die Oberfläche ist, mit der Wasser mit der Faser in Kontakt kommen kann, desto größer ist die Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit der Faser.
Die Messung der Verdunstungsfähigkeit des Wassers im Textilprodukt erfolgt nach folgender Methode:
Die Fasern werden 24 Stunden in Wasser eingeweicht. Überschüssiges Wasser wird durch den Schleudereffekt in der Waschmaschine für 1 Minute entfernt. Die Proben werden dann bei Raumtemperatur getrocknet und alle 30 Minuten gewogen. Die Wasserverdunstungsrate wird mit der folgenden Formel berechnet.
Wasserverdampfungsrate = [(W1-W2) / W1] x 100
Der Wert von W1 ist das Gewicht des Textilprodukts nach dem Zentrifugieren in der Waschmaschine nach dem Einweichen. W2 ist das Gewicht nach der Verdampfungszeit. Um vergleichen zu können, wurden die anderen 5 Lifte ausgewertet.
ANERKENNUNG VON NESSELFASERN UND DISKRIMINIERUNG VON SAK-FASERN
Die Erkennung und Unterscheidung natürlicher Textilfasern ist sowohl archäologisch als auch kriminologisch (für eventuell auftretende Betrugsfälle im Textilhandel) eine wichtige Aufgabe. Woll-, Seiden- und Baumwollfasern lassen sich leicht von Bastfasern (Leinen, Nessel, Ramie, Hanf und Jute) unterscheiden. Es ist jedoch nicht einfach, Bastfasern untereinander zu unterscheiden. Methoden, die auf Faseroberflächeneigenschaften, chemischer Strukturanalyse und Querschnittsgröße und Querschnittsform basieren, reichen nicht aus, um Zweifel auszuräumen. Mit Ausnahme von Jute sind die chemischen Strukturen anderer Bastfasern einander ähnlich. Jutefasern enthalten mehr Lignin als andere. Lignin kann auch durch chemische Tests und Raman-Spektroskopie identifiziert werden.
Auch die Oberflächenbeschaffenheit von Flachs, Brennnessel, Ramie, Jute und Hanf ist ähnlich. Die Oberflächeneigenschaften von Flachs-, Brennnessel- und Hanffasern sind unten dargestellt.
Knoten im Aussehen von knotigen Knoten in allen drei Fasern sind mit Pfeilen gezeigt. Da die Oberflächeneigenschaften der Fasern einander sehr ähnlich sind, wird es schwierig, sie zu unterscheiden. Da die Querschnittsgrößen der Bastfasern ähnlich sind, kann es nicht als Verfahren zur Unterscheidung der Bastfasern verwendet werden. Obwohl es heute die gebräuchlichste Methode ist, Bastfasern nach Querschnittsform zu unterscheiden, ist es keine Methode, die Zweifel vollständig ausräumen kann, da es große Unterschiede und Variationen zwischen einzelnen Arten gibt. Flachs-, Hanf- und Jutefasern haben typischerweise alle eine abgerundete polygonale Form und ein enges, rundes oder ovales Lumen. Nessel- und Ramiefasern haben oft ein breiteres Lumen mit länglichen Streifenformen.
Muller und seine Kollegen verwendeten Röntgen-Mikrobeugung, um archäologische Proben von Flachs, Ramie, Baumwolle und Wolle eindeutig zu identifizieren und zu unterscheiden. Da diese Methode jedoch den Einsatz eines Synchrotrons erfordert, kann sie nur auf wenige ausgewählte Proben angewendet werden. Mit anderen Worten, dieses Verfahren ist kein leicht verfügbares und zugängliches Verfahren.
Bergfjord und Holst gaben an, dass sie mit der von ihnen verwendeten Methode Flachs-, Brennnessel-, Ramie-, Hanf- und Juteproben erfolgreich unterscheiden konnten. Ihre Methode basiert auf der Messung der Faserorientierung mit einem Polarisationslichtmikroskop und dem Nachweis des Vorhandenseins von Calciumoxalatkristallen (CaC2O4), die mit den Fasern assoziiert sind. Als größter Vorteil dieses Verfahrens wird angegeben, dass es ausreicht, nur geringe Mengen an Fasermaterialien zu unterscheiden.
In der folgenden Tabelle sind einige Merkmale zusammengefasst, die es ermöglichen, die Bastfasern voneinander zu unterscheiden.
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