П.А.. Коньков* А.П. Морыганов**, В.Г. Стокозенко**, А.Г. Захаров** (*Правительство Ивановской области,
advertisement
П.А.. Коньков* А.П. Морыганов**, В.Г. Стокозенко**, А.Г. Захаров** (*Правительство Ивановской области, **УРАН Институт химии растворов РАН) E-mail: poul.m@mail.ru Глубокая переработка льна в России: исторические аспекты и перспективы DEEP PROCESSING OF FLAX IN RUSSIA: HISTORICAL ASPECTS AND PROSPECTS Лен – единственное в России воспроизводимое целлюлозное сырье может стать структурообразующим элементом для сельскохозяйственной и текстильной отраслей. Flax is the only reproduced cellulose raw material in Russia. It can become structural element for agricultural and textile branches. Ключевые слова: льняной комплекс, льноволокно, льноперерабатывающие, костра, льнопроизводство Льноводство является одной из наиболее доходных и значимых в социальном плане отраслей. Лен-долгунец официально объявлен культурой XXI века, и специалисты утверждают, что в перспективе из льноволокна и смесей его с другими волокнами будет производиться до 70% текстильных изделий [1]. Сегодня это единственное в России воспроизводимое целлюлозное сырье, великолепно адаптированное к ее почвенноклиматическим условиям и произрастающее на огромных площадях. В экономике страны льняной комплекс являлся в прошлом и может стать в будущем одним из основных структурообразующих элементов сельскохозяйственной и текстильной отраслей. В течение веков наша страна традиционно являлась крупнейшим мировым производителем льноволокна и льняных тканей. В начале XX в. из 1,5 млн. га мировых посевных площадей льна и 700 тыс. т производства льноволокна около 90% принадлежало России. Лен твердо занимал первые позиции в российском экспорте: более 80% объема производимого волокна закупалось европейскими странами. Однако по производству тканей мы находились на одном из последних мест – менее 4 аршин на душу, в то время как во Франции эта цифра составляла в среднем 10 аршин, а в Англии – до 18 [2 – 4]. Несмотря на то что в течение веков агротехника возделывания льна постоянно совершенствовалась, создавались семенные фонды лучших сортов, российское льноводство придерживалось одних и тех же традиций: выращенный в крестьянских хозяйствах необработанный лен по низким ценам скупался иностранными экспортерами, вывозился в Европу, где из него получали чесаное волокно, пряжу, ткани (в том числе и знаменитые голландские полотна). Такая постановка дел прибыль государству приносила небольшую. Прорыв в сложившейся ситуации в начале XX в. был совершен известнейшими фабрикантами Рябушинскими. Эту династию за разносторонность интересов и огромный вклад, привнесенный ими в развитие ведущих отраслей промышленности, банковского дела, науки и культуры историки называют «русскими Ротшильдами». Проанализировав положение дел в льняной промышленности, определив причины возникающих убытков и оценив возможные риски. Рябушинские организовали льняное дело по принципиально новой схеме, строя льноперерабатывающие мануфактуры и объединяя предприятия, в сферу деятельности которых входили «скупка, сортировка и продажа льна, пеньки и их производных, устройство и содержание заводских складов и льнообделочных заведений и льночесален и всякие другие операции со льном» [2]. В районах производства льна была открыта сеть отделений банка. При поддержке московского текстильного фабриканта С.Н.Третьякова было организовано Русское льнопромышленное акционерное общество («РАЛО»), марка которого даже в условиях жесткой конкуренции была признана первоклассной как на внутреннем, так и на внешнем рынке, а сам концерн к 1917 г. контролировал около 20% российского льняного бизнеса. На предприятиях внедрялись новейшие технологии и оборудование. Современному понятию «глубокая переработка льна» могут отвечать разработки тех лет: «Машины... две: мяльно-трепальная и трепально-чесальная, они заменяют обработку волокна путем стланья и мочки. Волокно... неиспорченное, однородное и поэтому качеством много выше, чем получаемое после мочки или стланья и дальнейших примитивных, разбивающих и уродующих лен манипуляций. При этом, что очень важно, ничего от волокна не теряется. До сих пор в обыкновенных крестьянских хозяйствах получалось со 100 пудов льна... – 8 – 10 – 12 и в лучших хозяйствах – до 14% волокна. При машинном способе обработки все, какое есть от природы волокно в стебле, сохраняется полностью, благодаря чему получаем его от 27 до 33%, т. е. вдвое и втрое больше. В такой же пропорции увеличивается... доход с площади, засеянной льном. Крестьянин, отдавая льняную солому на машины, сбережет массу времени, получит волокна втрое более, и вдобавок качеством много выше, те. расцениваемого дороже. Наконец, еще одно: костра, которая до сих пор из-за брожения и гниения была никуда не годна, теперь будет прекрасным кормом для скота, так как будет выделяться из свежего стебля льна только одним пропуском через мяльно-трепальную машину»[2, 3]. Следует отметить, что к этому времени относится и активизация в России работ по модификации льняного волокна. В частности, крупным событием стало создание инженером В.М. Шевелиным технологии и производственного оборудования для получения прядомого волокна из «волокнистых угаров, отбросов, не пригодных или не выгодных для льнопрядильной промышленности, льняной пакли семенного льна (кудряша)». Отмечалось, что такие разработки станут «единственным путем для удешевления производства пряжи и ткани в настоящее время и переходной ступенью к новому типу прядения льна» [5]. Благодаря внедрению новых технологий и оборудования, системы сортировки и стандартизации льноволокна и изделий из него, соответствующих европейским требованиям, в экспорте в начале XX в. произошла замена вывозимого дешевого льносырья на высококачественное волокно и ткани. Это принесло государству колоссальные прибыли. Льноволокно и льняные ткани имели спрос на мировом рынке, и потому лен был источником значительных валютных поступлений до революции и (пока еще были живы лучшие традиции российского льнопроизводства) вплоть до послевоенных лет. Таким образом, история российского льноводства убедительно свидетельствует, что грамотный подход к организации льняного комплекса, основанный на объединении в единый цикл мощностей по производству льна, позволит осуществить масштабное возрождение этой издавна прибыльной русской сельскохозяйственной культуры. В начале XXI в. выработка льноволокна в России сократилась в сравнении с 1910 г (когда было получено 570 тыс. т) более чем в 20 раз [6]. Высококачественного отечественного льняного текстиля наш потребитель не видит Специфика российского льна такова, что выход волокнистого сырья пониженного качества значительно превосходит выход длинного волокна и составляет 2/3 от общего объема производства. Причина этому – повсеместное распространение в льносеющих регионах неполегающих сортов льнадолгунца, имеющего прочный одревесневший стебель. Такие сорта хорошо поддаются механизированной уборке, отличаются неплохой урожайностью (до 4 – 6 ц волокна /га), но дают грубое и жесткое волокно (степень одревеснения 40 – 60% против 20% у зарубежного волокна). Кроме того, внедрение ускоренной технологии уборки льна, основанной на тереблении стебля с одновременным съемом семян, приводит к получению перезрелого, так называемого «перестоявшего» волокна. Раздельная уборка, при которой теребление производится на 10 – 15 дней раньше, чем созревают семена, дает волокно высокого качества. Однако для ее реализации отсутствует специализированная сельхозтехника. В результате, более 75% объема выпуска льняных изделий составляют технический и тарно- упаковочный текстиль, а ассортимент бытовых тканей узок, и его качество, как правило, уступает мировым стандартам. Немаловажным фактором является изношенность технического оборудования (до 70%) [7 – 9]. Как известно, процесс исторического развития общества идет по спирали, и, основываясь на опыте предыдущих поколений, можно, пользуясь современными достижениями технических и экономических наук, выстраивать новые концепции возрождения индустрии льна. Эффективной мерой поддержки не только традиционной для Ивановского региона хлопчатобумажной подотрасли, специализирующейся на выпуске продукции из импортного хлопка, но и системы возделывания и переработки льна является создание в области текстильного кластера, разработка пилотного проекта которого (в рамках «Стратегии развития лёгкой промышленности России на период до 2020 года») начата по поручению Правительства РФ в 2007 г. При этом особое внимание целесообразно уделить инвестиционным проектам по производству льносодержащих текстильных материалов, а в перспективе развития отрасли – перейти на безотходное производство льна. Возможности для осуществления такой инициативы имеются. Область располагает как льносеющими хозяйствами, так и заводами по первичной переработке льна, льнофабриками и льнокомбинатами, перерабатывающими в среднем 6000 т льноволокна в год [7]. В 2009 г посевы льна составляли 1 500 га, хотя «потенциальный запас» посевных площадей в области значительно больше (в 60-е годы XX в. в Ивановской области ежегодно лен выращивался на 40 – 50 тыс. га). Принципы построения кластера в льняной подотрасли заложены в разработанном в Институте химии растворов РАН проекте «Глубокая переработка льна и отходов льнопроизводства для изготовления конкурентоспособных материалов», получившем Гранпри на VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2007 г. Проект обеспечивает 100%-е использование всей выращиваемой льнотресты за счет освоения выпуска новых, не производимых ранее конкурентоспособных товаров из короткого льноволокна и отходов льнопроизводства. Принципиальная схема комплексной переработки льносырья, приведенная на рис. 1, иллюстрирует возможности, которые открывает промышленное освоение разработанных технологий химической и механической обработки побочных продуктов льнопроизводства, до настоящего времени используемых неэффективно. Так, рациональное применение короткого льноволокна (объем производства которого составляет до 75% от общего объема производимого льноволокна) позволит вырабатывать на его основе высококачественные материалы текстильного, медицинского и технического назначения. Уникальные свойства льна неоспоримы, когда речь идет о традиционном, «классическом» длинном волокне и изделиях из него. С большей настороженностью как производственники, так и потребители относятся к модифицированному льняному волокну, получаемому в процессе льнопереработки из отходов трепания – короткого волокна, очесов и вытряски. Сохраняя все свойства льна, оно представляет не меньшую ценность и освоение процессов его получения и переработки даст возможность расширить сырьевую базу натуральных волокон и частично заменить как хлопок, так и химические волокна на отечественное, более дешевое и экологичное сырье, создать новый ассортимент текстильных изделий и увеличить объем их выпуска. Предварительные расчеты показали, что модификация короткого льноволокна позволит повысить выход ценного льносырья из выращенной тресты в 2,5 – 2,8 раза. Поэтому одним из важнейших направлений проекта для Ивановского региона является промышленное внедрение технологической цепочки получения модифицированного льно-волокна Рослан® и переработки его в текстильные материалы широкого ассортимента. Разработанная технология, принципиальная схема которой (рис. 2) позволяет, в зависимости от назначения, получать механически (Рослан®-спец) и химически модифицированное волокно (Рослан®-текс) [10]. Новая технология, в основе которой лежит рациональное сочетание механических и химических приемов воздействия на короткое льняное волокно, позволяет гибко варьировать параметры волокна (длину линейную плотность, степень очистки от костры и пр.). Малооперационность и щадящие режимы механической обработки, не вызывающие глубоких нарушений в структуре льноволокна и не приводящие к излишнему дроблению лубяных пучков в готовом продукте, выгодно отличают новую технологию от известных схем. Высокая степень очистки льноволокна и придаваемая ему гидрофильность обусловливают возможность проведения беления хлопкольняных тканей по типовым режимам хлопчатобумажных предприятий без усиления «жесткости» концентрационновременных параметров химических обработок и использования высокотоксичных хлорсодержащих окислителей. Требуемые нормативами показатели белизны (82 – 84%) и капиллярности (>100 мм/час) могут быть получены при белении смесовых тканей по регламентированным режимам щелочно-пероксидного беления [12, 13]. Льносодержащие ткани бельевого ассортимента должны быстро смачиваться и эффективно поглощать влагу. Комфортность изделий из них определяется не столько количеством сорбируемой влаги, сколько скоростью смачивания ткани. Как видно из табл. 1, все ткани на основе модифицированного льноволокна отличаются хорошей гигроскопичностью и практически мгновенно впитывают влагу. Смесовые ткани превосходят по гигиеническим свойствам хлопчатобумажные, обладают лучшей прочностью и большей длительностью в эксплуатации. Их главнейшее преимущество по сравнению с традиционными полульняными материалами – более низкая стоимость производства, поскольку прядение, ткачество и отделка осуществляются по более дешевой, чем льняная, технологии переработки хлопка. В результате ткани на основе модифицированного льна при массовом выпуске будут значительно дешевле вырабатываемых ныне в льняном производстве полульняных тканей. В отличие от тканей бельевого ассортимента, полушерстяные ткани для верхней одежды должны обладать пониженной способностью к смачиванию и сорбции влаги. Из данных табл. 2 видно, что льношерстяные ткани имеют меньшие показатели по сравнению с гигроскопичностью базовой ткани. При неблагоприятных погодных условиях и высокой влажности они будут меньше намокать и должны лучше защищать человека от воздействия окружающей среды. Низкое влагопоглощение способствует лучшему сохранению форм и силуэта швейного изделия, уменьшает его деформацию. Помимо гигроскопических свойств, для тканей одежного назначения важными характеристиками являются показатели воздухо- и паропроницаемости, а также теплозащитные свойства. Эти показатели в значительной степени влияют на микроклимат в подо- дежном пространстве и, следовательно, самочувствие человека. Присутствие в смеске льняного компонента значительно повышает показатель воздухопроницаемости – до 270 – 460 дм3/м2с в зависимости от смесового состава, плотности и вида ткацкого переплетения (нижний предел этого показателя – 100 дм3/м2с) [14]. Суммарное тепловое сопротивление, обратное коэффициенту теплопроводности, составляет 0,1 – 0,13м2/град Вт [13]. По совокупным показателям гигроскопичности, воздухопроницаемости и теплозащитным свойствам льно- содержащие полушерстяные ткани обладают уникальными свойствами кондиционирования, т.е. сочетают в себе теплоту шерсти и прохладу льна. Это позволяет рекомендовать их для изготовления высококомфортной одежды детского и взрослого ассортимента. Изучение пошивочных свойств таких тканей, проведенное на кафедре конструирования швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии [14], убедительно доказало их пригодность к изготовлению одежды различного ассортимента (в частности, мужских и женских костюмов, платьев, пальто) в условиях массового швейного производства (комплексный показатель технологичности более чем в 4 раза превышает аналогичное значение для традиционных камвольных тканей). Ткани отличаются мягкостью, пластичностью, повышенной прочностью на разрыв, хорошо сформированным поверхностным слоем, пониженной склонностью к пилингу и усадке. Они экономичны при пошиве, изделия из них, вследствие стабильности линейных размеров после влажнотепловых обработок, сохраняют придаваемую пространственную форму (табл. 3). Использование модифицированного льноволокна открывает перед льносодержащими тканями принципиально новые горизонты в дизайнерском оформлении. Варьируя пропорции сырьевого состава и линейную плотность пряжи, в условиях существующих производств можно вырабатывать ткани от тонких сорочечных и бельевых до одежных и мебельнодекоративных. Возможности получения различных дессинаторских структур таких тканей также неограниченны: в зависимости от назначения они могут иметь как традиционный вид хлопчатобумажных полотен (но с присущими полульняным тканям свойствами), так и характерную (и очень модную в последние годы) для льняных изделий «неровную» поверхность с эффектами утолщений, узелков, петель и пр. Многовековая история развития отечественного льнопроизводства свидетельствует, что на всем ее протяжении лен переживал взлеты и падения, но никогда не становился невостребованной продукцией. В России с ее благоприятными природными и экономическими условиями, научным и инженерным потенциалом имеются все шансы для принятия эстафеты дела лучших представителей российского предпринимательства, выведения льноком- плекса из кризиса и освоения производства нового ассортимента льносодержащих текстильных материалов, соответствующих уровню качества мирового рынка текстиля. ЛИТЕРАТУРА 1. Понажев В.П. Состояние и перспективы производства льна-долгунца в России. // Материалы Международной научно-практической конференции "Наука, сельское хозяйство и промышленность – пути развития и ожидаемые результаты». 2008, 11 – 13 марта, Вологда, с. 62 – 73. 2. Чистяков ГА. Династия Рябушинских: от текстильной лавки до аэродинамического института. // Умное производство, 2008, № 4. http: // www.umpro.ru. 3. Ананьич Б.В. Банкирские дома в России 1860 – 1914 гг Очерки истории частного предпринимательства. – Л.: «Наука», 1991, 198 с. 4. Чумаков В.Ю. Русский капитал. От Демидовых до Нобелей. – М.: НЦ ЭНАС. 2008, 336 с. 5. Павлов Ю.В., Минофьев А.А., Горьков Г.Н., Кабанов С.М. Получение пряжи большой линейной плотности. – Иваново: ИГТА, 2004, 44 с. 6. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н., Ольшанская О.М. Лен и его комплексное использование – М.: Информ-Знание, 2002, 394 с. 7. Международный текстильно-промышленный форум «Золотое кольцо». // ЛегПромБизнес (газета), 2009, 5 ноября. 8. Охотникова В.Н. Перспектива развития отечественного льнопроизводства и продвижение льняной продукции на отечественном рынке //Директор, 2009, №5, http:// www. textile-press.ru. 9. Прохоров В., Свалов С. Северный шелк // Российская газета, 04.03.2008, № 046. 10. Пат № 2347861 РФ. / Данилов А.Р. и др. Способ очистки льняного волокна. Опубл. 27.02.2009, Бюл. №6. 11. Стокозенко В.Г., Морыганов А.П., Данилов A.R Разработка рациональной технологии механо-химической модификации короткого льноволокна // Текстильная химия, 2008, № 1 (30), с. 4 – 7. Стокозенко В.Г., Шапошников А.Б., Губина С.М. Влияние химических волокон на структуру котонинсодержащией пряжи // Химические волокна, 2004, № 6, с. 53 – 56. 13. Губина С.М., Стокозенко В.Г., Губина О.В., Морыганов А.П. Влияние котонина на гигиенические свойства текстильных материалов // Текстильная химия, 1999, № 2 – 4. с. 5 – 7 . 14. Смирнова M.Р., Кузьмичев В.Е.. Разработка основ проектирования одежды из тканей, содержащих котонизированный лен. // Материалы Международной научнопрактической конференции «Льняной комплекс России. Проблемы и перспективы». 2001, 1 – 3 марта, Вологда, с. 127. 12.
