آشنایی با کتان یکی از الیاف گیاهی

خصوصیات گیاهی کتان

از ساقه گیاهی به نام فلاکس که کشت گیاه به طور سالیانه انجام می شود، الیاف کتان استخراج می گردد. قطر ساقه آن 1-2 میلی متر و رشد طولی آن حداکثر در حدود 120 سانتی متر است.

قسمت های بالای ساقه شاخه های متعددی دارد و بر روی این شاخه ها، گل هایی به رنگ سفید، قرمز، بنفش، لاجوردی و آبی دیده می شود.

کیفیت الیاف کتان به مرغوبیت زمین و شرایط جوی بستگی دارد. این گیاه در هوای به نسبت سرد و مرطوب و کمابیش پرباران بهتر عمل می آید.

به طور معمول تخم گیاه در ماه های اردیبهشت و خرداد کاشته می شود و مدت رشد آن سه ماه است. پرورش عمده کتان در کشورهای فرانسه، بلژیک، هلند، ایرلند، روسیه اکراین، قزاقستان و زلاندنو است.

ساختمان شیمیایی الیاف کتان

ساختمان شیمیایی الیاف کتان مانند پنبه، سلولزی اما از نوع ساقه ای است. با وجود شباهت زیاد، در ساختمان مولکولی این دو لیف کتان از سه جهت از پنبه متفاوت است:

1- ساختمان داخلی: آرایش مولکولی در ساختمان داخلی الیاف کتان به مراتب بیشتر از پنبه است و افزایش کریستالینیتی در ساختمان داخلی باعث شده است که خصوصیات فیزیکی آن با پنبه متفاوت باشد.

2- تفاوت در الیاف: الیاف کتان دارای مواد غیر سلولزی بیشتری نسبت به پنبه است. ناخالصی های موجود در کتان عبارتند از همی سلولز، چربی و مواد رنگی و مانند آن.

3- تفاوت در ساختمان فیزیکی: الیاف ساختمان ساقه کتان (مطابق شکل زیر) دارای قسمت های زیر است:

پوسته بیرونی که کمابیش ضخیم است و حفاظت از الیاف گیاه را بر عهده دارد.

• الیاف کتان که در زیر پوسته خارجی قرار دارد.
• بدنه چوبی
• فضای تو خالی مغز ساقه، که در آن هوا وجود دارد.

استخراج لیف از ساقه گیاه

الیاف گیاه کتان، قسمتی است که در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می گیرد. در این قسمت الیاف به شکل دسته هایی به موازات محور طولی ساقه گیاه و به وسیله ماده چسبنده پکتین در قسمت های مختلف ساقه قرار گرفته اند.

تعداد دسته های الیاف در هر ساقه 15 تا 40 عدد است و تعداد الیاف در هر دسته بین 12 - 40 تار لیف است. بنابراین تعداد کل تارهای لیف در هر ساقه حدود 1000 عدد است و این تعداد ممکن است در برخی از گیاهان متفاوت باشد.

بوته های کتان را پس از چیدن به ترتیبی روی هم میگذارند که هوا به خوبی در بین آنها جریان داشته باشد و تمام قسمت های گیاه خشک شود. سپس به وسیله چوب یا وسایل مکانیکی روی بوته های خشک شده ضربه وارد می کنند تا برگ ها، میوه و دانه از ساقه جدا شود.

ساقه ها را پس از آن می خیسانند. هدف از خیساندن این است که لایه خارجی کوتیکل ساقه به کلی یا تا حدودی از بین برود برای این عمل ساقه را در مجاورت آب قرار می دهند تا به وسیله عملیات تخمیری، پوسته خارجی از قسمت های دیگر از لایه کوتیکل جدا شود.

جداسازی الیاف از قسمتهای چوبی ساقه و صمغ های گیاهی را رتینگ می نامند که به روش های مختلف انجام می شود:

1- استخر     2- شبنم     3- حوضچه      4- جریان آب        5-مواد شیمیایی

1- استخر: متداول ترین روش تهیه الیاف کتان، روش استخر است. گیاه را برای مدت دو یا سه هفته در داخل استخری که دارای آب ساکن است قرار میدهند پوسته ساقه متورم می شود و می ترکد.

سپس باکتریهای ایجاد شده به داخل ساقه نفوذ میکند و ماده چسبنده پکتین و سایر مواد موجود در ساقه از بین می روند. پس از اتمام کار آب آن را خارج می کنند و گیاه برای مدتی در استخر باقی میماند تا خشک شود و برای عملیات بعدی آماده شود.

ساقه ها را در هوای آزاد خشک میکنند و سپس آنها را به موازات یکدیگر قرار میدهند و از بین غلطک های فلزی یا تیغه های متعدد چوبی عبور می دهند.

این غلطک ها به وسیله فشاری که بر روی ساقه ها می آورند باعث شکستن قسمت های چوبی ساقه و جدا شدن آنها از دسته الیاف می شوند.

پس از خرد کردن ساقه الیاف را از دستگاهی عبور می دهند که دارای یک سری شانه هستند. این عمل باعث جدا شدن الیاف ضخیم از نازک میشود. همچنین الیاف تا حدودی به موازات یکدیگر قرار می گیرند و به شکل فتیله در می آیند و در نهایت تبدیل به نخ می شوند.

2- شبنم:در این روش عمل خیساندن گیاه با پخش کردن آن در مزارع به مدت چند هفته و به وسیله شبنم و باران صورت می گیرد. به این ترتیب رنگ گیاه روی آن اثر می گذارد و آن را تیره می کند.

این روش به طور معمول در کشورهایی که با کمبود آب مواجه هستند به کار گرفته می شود. باید توجه داشته باشیم که عملیات طولانی رتینگ و استفاده از این روش ممکن است باعث تضعیف الیاف شود.

از این روش به طور معمول در شوروی سابق و اروپای شرقی استفاده می شده است.

3- حوضچه:در این روش دسته های گیاه به مدت سه روز در حوضچه های بتونی تحت حرارت 30 درجه سانتی گراد خیسانده می شود. با به کار بردن این روش می توان شرایط را کنترل کرد و در هر زمان این عمل را انجام داد.

این روش که به طور معمول در بلژیک انجام می شود، پیشرفته ترین روش رتینگ محسوب میگردد و محصول به دست آمده دارای مرغوبیت بهتری است.

4- جریان آب: در این روش، ساقه گیاه برای مدت چند هفته در نهر آب قرار داده می شود. حرکت مداوم باعث می شود که عملیات رتینگ به کندی انجام گیرد اما مزیت چنین روشی این است که بوی نامطلوب عملیات رتینگ را که به وسیله شبنم و باران یا استخر ایجاد می شود، ندارد و محصول به دست آمده بدین روش مرغوب است.

5- مواد شیمیایی: در این روش ساقه گیاه را در حوضچه های حاوی محلول کربنات سدیم، سود کستیک یا محلول رقیق اسیدهای معدنی قرار می دهند. عملیات رتینگ در مدت چند ساعت انجام می گیرد.

باید توجه داشت که عملیات به خوبی کنترل شود تا الیاف آسیب نبینند. علت اینکه این روش با وجود سرعت عمل مورد استقبال قرار نمی گیرد، افزایش هزینه های عملیات شیمیایی نسبت به عملیات بیولوژیکی است که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

ساختمان الیاف کتان

بخش اعظم سلول کتان از سلولز تشکیل شده است. ویژگی های اصلی ساختمان سلول کتان به شرح زیر است:

مقطع طولی: مقطع طولی الیاف کتان زیر میکروسکوپ صاف و شفاف و بدون پیچیدگی است.

مقطع عرضی: مقطع عرضی آن چند ضلعی است و کانال های داخلی آن لومن هستند.

طول الیاف: طول کتان متغیر است و به ساقه گیاه اولیه آن بستگی دارد. طول الیاف مناسب نساجی 40-60 سانتی متر است.

قطر کتان: بین 25-12 میکرون متغیر است.

رنگ الیاف: الیاف کتان به رنگ های مختلف دیده میشود. اختلاف رنگ در کتان به روش رتینگ آن بستگی دارد. الیاف کتان به رنگهای سفید، زرد، سبز و قهوه ای وجود دارند.

استحکام الیاف:استحکام الیاف کتان 5/56 گرم بر دنیر است. به دلیل نظم داخلی مولکولی و تعداد بیشتر مناطق کریستالی، کم و بیش دو برابر پنبه است و همانند پنبه نیز در حالت مرطوب استحکامش افزایش می یابد.

اثر رطوبت: الیاف کتان کمابیش مانند پنبه به آسانی آب را جذب می کند. رطوبت بازیافته کتان حدود 12 درصد است و استحکام آن تا 20 درصد افزایش می یابد.

شکل ظاهری: از نظر ظاهری از پنبه درخشان تر است. علت درخشندگی آن وجود مومی است که اطراف الیاف را پوشانده است. این موم در اثر شست و شوی مداوم و سفیدگری از بین می رود.

به طور معمول الیاف در اثر شبنم یا باران به رنگ خاکستری در می آیند. الیاف کتان نرم و شفاف هستند و هر چه ناخالصی های آنها مانند «چربی» گرفته شود شفافیت آن بیشتر خواهد بود. بهترین نوع الیاف کتان در بلژیک، شمال فرانسه و ایرلند می روید و تهیه می شود.

اثر حرارت: الیاف کتان تا 120 درجه سانتی گراد را تحمل کرده اما پس از آن شروع به زرد شدن می کند.

اثر نور خورشید:الیاف کتان در اثر تابش طولانی مدت نور خورشید، به مرور زمان از استحکام آن کاسته می شود.

خواص شیمیایی کتان

سفیدگری: عملیات سفیدگری کتان تا حدودی مشکل تر از پنبه است، اما با اجرای روش های جدید بدون اینکه در لیف تجزیه شیمیایی رخ دهد، می توان پارچه کتان را به مقدار قابل توجه سفید کرد.

اثر اسیدها: در برابر محلول سرد و رقیق اسیدها مقاوم است. اما محلول اسیدهای رقیق و گرم یا غلیظ و سرد، آن را مورد حمله قرار می دهند.

اثر مواد قلیایی: مقاومت کتان در برابر محلول های قلیایی بسیار خوب است و از این رو، پارچه کتانی می تواند بارها با محلول های قلیایی شست و شو داده شود، بدون اینکه به الیاف صدمه ای وارد گردد.

خواص رنگرزی: با توجه به اینکه ساختمان مولکولی کتان متراکم تر و متبلورتر (کریستالی تر) از پنبه بوده، نفوذ رنگ به داخل الیاف نیز مشکل تر از پنبه است و در نتیجه رنگرزی یک نواخت با دقت بیشتری باید صورت گیرد.

به همین دلیل از پارچه های کتانی با رنگ سفید بیشتر استفاده می شود. رنگرزی کتان مانند پنبه است و باید برای رنگرزی آن از رنگ های خمی استفاده شود.

کلاس رنگ های خمی در برابر نور و شست و شو ثبات خوبی دارد و برای این الیاف مناسب است. در رنگرزی کتان برخی رنگ های آزوئیک، گوگردی و مستقیم هم کاربرد دارند.

حشرات: کتان مورد حمله حشراتی نظیر بید قرار نمی گیرد.

کتان جوشیده و سفید شده کمابیش همان سلولز خالص است و از این رو، در برابر پوسیدگی مقاومت عالی دارد. در شرایط معین از حرارت و رطوبت، چنانچه آلودگی های آنی نیز وجود داشته باشد، رشد انواع کیک و قارچ، سلولز را مورد حمله قرار می دهند، ولی با این وجود در این حالت هنوز هم مقاومت کنان بسیار زیاد است، به ویژه اگر پارچه خشک باشد.

اثر حلال های آلی: حلال های آلی معمولی که در خشکشویی به کار می روند، اثر مخربی روی کتان ندارند.

کاربردهای کتان

از آنجا که الیاف کتانی در برابر شست و شو و جوشاندن، مقاومت بسیار بالایی دارد می توان از آنها برای انواع پوشش و لباسهای بیمارستانی، ملحفه، رومیزی، دستمال ظرف خشک کنی، حوله حمام و دستی و نوار پرده استفاده کرد.

الیاف کتان کاربرد صنعتی بسیاری نیز دارد. در مواردی که قدرت و دوام زیاد مورد نظر باشد از آن چادر صحرایی، لباس کار، شلنگ آتش نشانی و لوله های هدایتی در امور صنعتی درست می کنند.

همچنین از نخ های ظریف آن در قرقره دوزندگی و نخ های ضخیم آن در ریسمان و طناب استفاده می شود. در گذشته از کتان برای مواردی که نیاز به عایق سازی بسیار خوبی بود استفاده میشد.

یکی از کاربردهای این الیاف در ایزولاسیون صوتی است، به ویژه کتان به شکل ترکیب با الیاف دیگر یا در فرم کامپوزیتی می تواند برای این مصرف کارایی داشته باشد.

امروزه پارچه های برزنتی، طناب های ماهیگیری و بادبان ها و مواردی دیگری که کتان در آنها استفاده می شد با مواد مصنوعی جایگزین شده اند.

اما در پارچه های کار شده با چرم و پارچه های دوخت و دوز و همچنین نخ بخیه کاربرد خود را حفظ کرده است. اضافات کتان در اسکناس، کاغذ نوشته و کاغذهای سیگار به کار می رود.

پارچه کتانی در هنگام خیس بودن از استحکام بیشتری برخوردار بوده و در مقابل شست و شوهای مستمر مقاوم است. عمر طولانی پارچه های کتانی زمانی آشکار شد که مقبره توت عنخ آمون رز سال 1922 باز شد.

پرده های کتان موجود در آنجا مربوط به سال 1250 پیش از میلاد بود که هنوز هم سالم و بی عیب مانده اند.