Бамбуковый текстиль — это любая ткань, пряжа или одежда, изготовленные из бамбуковых волокон. Хотя бамбук исторически использовался только для структурных элементов, таких как турнюры и ребра корсетов , в последние годы были разработаны различные технологии, которые позволяют использовать бамбуковое волокно для широкого спектра текстильных и модных применений.
Примерами могут служить одежда, такая как рубашки, брюки и носки для взрослых и детей, а также постельное белье [1] , такое как простыни и наволочки. Бамбуковая пряжа также может быть смешана с другими текстильными волокнами, такими как пенька или спандекс . Бамбук является альтернативой пластику, который является возобновляемым и может быть быстро восполнен.
Современная одежда, маркированная как сделанная из бамбука, обычно представляет собой вискозный шёлк , волокно, полученное путем растворения целлюлозы в бамбуке и последующего выдавливания его для формирования волокон. Этот процесс удаляет естественные характеристики бамбукового волокна, делая его идентичным шёлку из других источников целлюлозы.
Бамбуковые волокна — это целлюлозные волокна, извлекаемые или изготавливаемые из натурального бамбука, но они сильно различаются.
Текстиль, маркированный как изготовленный из бамбука, обычно не производится путем механического дробления и вымачивания . Обычно это синтетический вискоза , изготовленная из целлюлозы, извлеченной из бамбука. Бамбук используется целиком и полосками; эти полоски можно считать жесткими волокнами.
Бамбук можно разрезать на тонкие полоски и использовать для плетения корзин . [2]
В Китае и Японии тонкие полоски бамбука сплетались в шляпы и обувь. Один из видов бамбуковых шляп был связан с сельской жизнью, их носили в основном фермеры и рыбаки для защиты от солнца. [3]
На Западе бамбук, наряду с другими компонентами, такими как китовый ус и стальная проволока, иногда использовался в качестве структурного компонента в корсетах, турнюрах и других типах структурных элементов модных женских платьев. [4]
Вискоза — это полусинтетическое волокно, полученное путем химической переработки целлюлозы. Целлюлоза , полученная из бамбука, пригодна для переработки в вискозный шелк (вискозу также производят из целлюлозы из других источников).
Листья бамбука и мягкая внутренняя сердцевина из твердого ствола бамбука извлекаются с помощью процесса замачивания, а затем механически измельчаются для извлечения целлюлозы. [5] Затем в процессе получения вискозы волокна обрабатываются щелоком и добавляется сероуглерод для образования ксантогената целлюлозы натрия . После того, как время, температура и различные неорганические и органические добавки (включая количество контакта с воздухом) определяют конечную степень полимеризации, ксантогенат подкисляется для регенерации целлюлозы и высвобождения дитиоугольной кислоты, которая позже разлагается обратно на сероуглерод и воду. [6]
Вискоза, произведенная из бамбука, рекламируется как имеющая экологические преимущества по сравнению с вискозой, произведенной из целлюлозы, извлеченной из древесной массы. Бамбуковые культуры могут выращиваться на маргинальных землях, непригодных для лесного хозяйства; спрос на бамбук иногда приводил к вырубке лесов для посадки бамбука. Но это стало менее распространенным после реформ китайской политики в области лесного хозяйства в 1990-х годах, [7] хотя впоследствии правительство снова приступило к вырубке лесов. [8] Переработка вискозы приводит к образованию тех же химических отходов, что и вискоза из древесной массы, в частности, сероуглерода . Но бамбуковая целлюлоза подходит для замкнутого цикла вискозного процесса, который захватывает все используемые растворители. [7]
Рабочие получают серьезный вред , вдыхая сероуглерод (CS2 ) , используемый для производства бамбуковой вискозы. Последствия включают психоз , сердечные приступы , повреждение печени и слепоту. Фабрики искусственного шелка редко предоставляют информацию о своих предельных уровнях воздействия на рабочем месте и их соответствии. Даже в развитых странах законы о безопасности слишком слабы, чтобы предотвратить вред. [9] [10] [11]
Производство вискозы представляет угрозу для здоровья . Производство бамбуковой вискозы, как и производство других видов вискозы, подвергает рабочих воздействию летучего дисульфида углерода . Вдыхание его вызывает серьезные проблемы со здоровьем. Около 75 процентов всех загрязняющих выбросов от процесса производства бамбуковой вискозы происходят в виде выбросов в атмосферу. [12] [13] [14]
Хотя защитить работников от CS 2 можно , некоторые правовые пределы профессионального воздействия все еще намного выше, чем рекомендовано медицинскими исследователями. Фабрики искусственного шелка сильно различаются по количеству CS 2 , которому они подвергают своих работников, и по информации, которую они предоставляют о своих пределах безопасности или их соответствии. [9] [7]
В США Федеральная торговая комиссия (FTC) постановила, что если пряжа не изготовлена непосредственно из бамбукового волокна — часто называемого «механически обработанным бамбуком», — она должна называться « вискозой » или «вискозой, изготовленной из бамбука». [13] [15] Агентство по охране окружающей среды США (EPA) отметило, что производственный процесс дополнительно очищает целлюлозу, изменяет физическую форму волокна и изменяет молекулярную ориентацию внутри волокна и степень его полимеризации . Конечный продукт по-прежнему является целлюлозой, [16] и функционально идентичен вискозе, изготовленной из целлюлозы из других растительных источников.
Бамбук можно выращивать быстро, [17] его можно использовать в качестве товарной культуры в бедных регионах развивающегося мира. Это натуральное волокно (в отличие от популярных синтетических материалов, таких как полиэстер), выращивание которого приводит к снижению выбросов парниковых газов. [18] Могут возникнуть экологические проблемы при возделывании земли специально для бамбуковых плантаций. [19]
Несмотря на то, что бамбуковые ткани часто рекламируются как антибактериальные, готовая бамбуковая ткань сохраняет только некоторые из первоначальных антибактериальных свойств бамбука. Некоторые исследования показали, что вискоза-бамбук обладает определенной степенью антибактериальных свойств. Исследования в Китае (2010) и Индии (2012) изучали антибактериальную природу бамбуково-вискозной ткани против даже жестких уровней бактерий, таких как Staphylococcus aureus и Escherichia coli . В то время как индийское исследование показало, что «бамбуковая вискоза показала превосходную и длительную антибактериальную активность против как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий», китайское исследование пришло к выводу, что «ткань из бамбуковой целлюлозы, как и хлопковая ткань, не обладает антимикробными свойствами». [20] [21]
Федеральная торговая комиссия США обвинила компании в ложных заявлениях об антимикробных свойствах, когда волокно было изготовлено из вискозы. [22] Критики ссылаются на мощные лоббистские группы хлопковой промышленности, которые повлияли на решение FTC, и на игнорирование международных исследований, доказывающих обратное. [ необходима цитата ]
Некоторые волокна бамбука производятся с помощью механо-бактериального процесса, похожего на вымачивание льна в льняное волокно. [23] Таким образом, древесная часть бамбука измельчается механически, прежде чем ферментативный процесс вымачивания и промывки используется для разрушения стенок и извлечения волокна. Натуральный фермент получается из уже существующих микроорганизмов на бамбуке. [24] Это лубяное волокно затем прядут в пряжу. [25] В тонком волокне пряжа имеет шелковистую текстуру. Тот же производственный процесс используется для производства льняной ткани из льна или конопли. Бамбуковая ткань, изготовленная с помощью этого процесса, иногда называется бамбуковым полотном. Естественная обработка бамбука литракс позволяет волокну оставаться прочным и производить высококачественный продукт. Этот процесс дает материал, который очень долговечен. [ необходима цитата ]
Другой способ извлечения волокна из бамбука, и, вероятно, единственный чисто механический процесс извлечения где-либо в мире, практикуется в дни, предшествующие ежегодному фестивалю храма Коттиюр в Керале , Индия. Изготовленный вручную бамбуковый артефакт, известный на местном уровне как «одапуву», имеет форму пучка белых волокон длиной до 30 см (1 фут). Изделие изготовлено из недавно появившихся стеблей Ochlandra travancorica , которые проходят процесс попеременного измельчения камнями и вымачивания в воде в течение нескольких дней, за которым следует расчесывание для удаления сердцевины, оставляя кремово-белые волокна и пенек бамбука. Волокно слишком грубое, а процесс очень громоздкий, чтобы быть особенно полезным для изготовления тонкой пряжи, ниток или текстиля. [ необходима цитата ]
Механически произведенное бамбуковое волокно и бамбуковый шёлк имеют заметно отличающиеся свойства. Они выглядят по-разному под сканирующим электронным микроскопом (механически произведенное волокно имеет узлы). [26] Бамбуковый шёлк различается по физическим свойствам, как и следовало ожидать от диапазона свойств других шёлков. [27]
Существуют различные подходы к использованию бамбука в композитах и в качестве добавки в биополимеры для строительства. В этом случае, в отличие от бамбуковых тканей для одежды, бамбуковые волокна извлекаются посредством механического иглопробивания и скобления или посредством процесса парового взрыва, когда бамбук впрыскивается с паром и помещается под давление, а затем подвергается воздействию атмосферы, где небольшие взрывы внутри бамбука из-за выпуска пара позволяют собирать волокна. Бамбуковое волокно может быть в пульпированной форме, в которой материал чрезвычайно тонок и находится в порошкообразном состоянии. [ необходима цитата ]
Бамбук имеет много преимуществ перед хлопком в качестве сырья для текстиля. Достигая высоты до 35 метров (115 футов), бамбук является самым крупным представителем семейства злаковых . [28] Это самые быстрорастущие древесные растения в мире. Один японский вид был зарегистрирован как вырастающий более чем на 1 м (3 фута 3 дюйма) в день. [29] Существует более 1600 видов [30], встречающихся в различных климатических условиях от холодных гор до жарких тропических регионов. Около 40 миллионов гектаров (100 миллионов акров) Земли покрыто бамбуком, в основном в Азии. [31] Высокая скорость роста бамбука и тот факт, что бамбук может расти в относительно разнообразном климате, могут указывать на потенциал, который сделает бамбуковое растение более устойчивым и универсальным ресурсом, чем многие альтернативы. Однако четких доказательств, подтверждающих это утверждение в целом, все еще очень мало. [ необходима цитата ]
Вид бамбука, используемый для одежды, называется бамбук мосо или просто мосо. Бамбук мосо является самым важным бамбуком в Китае, где он покрывает около 3 миллионов гектаров (7,4 миллиона акров) — около двух процентов лесной площади Китая. Это основной вид для бамбуковой древесины, и считается, что он играет важную экологическую роль. [32]
Как только из земли появляется новый побег, новый тростник достигает своей полной высоты всего за восемь-десять недель. Каждый тростник достигает зрелости через три-пять лет. Это трава, и поэтому она восстанавливается после стрижки, как газон, без необходимости повторной посадки. Этот регулярный сбор урожая стимулирует растение к более быстрому росту и производству более молодых, а следовательно, более здоровых и быстрорастущих побегов. Это сопоставимо со многими культурными растениями, особенно деревьями и кустарниками, как хорошо известными примерами. Это сопоставимо с обрезкой . Исследования показали, что вырубка тростника приводит к энергичному повторному росту и увеличению количества биомассы в следующем году. [33] [ требуется лучший источник ]
Бамбук можно использовать в качестве пищи, волокна и укрытия, а благодаря своей простоте роста и необычайной скорости роста он является дешевой, устойчивой и эффективной культурой. Бамбук растет очень густо, его комковатая природа позволяет выращивать его в больших количествах на сравнительно небольшой площади, что снижает нагрузку на землепользование. При средней урожайности бамбука до 60 тонн с гектара (27 коротких тонн с акра) [34], что значительно превышает среднюю урожайность большинства деревьев в 20 тонн с гектара (9 коротких тонн с акра) и 2 тонны с гектара (1 короткая тонна с акра) для хлопка [35] , высокая урожайность бамбука с гектара становится очень значимой. [ необходима цитата ]
Все растения фиксируют углекислый газ CO2 , но вырубка лесов приводит к уменьшению количества деревьев, которые фиксируют растущие уровни CO2 . Поскольку бамбук быстро растет, он фиксирует больше CO2 и вырабатывает до 35 процентов больше кислорода, чем аналогичные насаждения деревьев. [36] Бамбуковая плантация связывает 62 тонны на гектар (28 коротких тонн на акр) углекислого газа в год по сравнению с 15 тоннами на гектар (7 коротких тонн на акр) для молодого леса. [37] При этом CO2 остается фиксированным только в том случае, если полученный продукт не сжигается в конце его жизненного цикла или он снова естественным образом разлагается. Если та же площадь земли не используется для сбора урожая, типичный лес может сохранять больше биомассы в долгосрочной перспективе, а также обеспечивать более разнообразный биотоп, однако более медленный темп роста деревьев значительно задерживает этот эффект. Преимущество заключается в том, что для получения того же количества собранной биомассы требуется меньшая вырубка деревьев по сравнению с посадкой других культур, производящих целлюлозу, для получения того же ожидаемого урожая, что по-прежнему приводит к меньшим выбросам CO2 .
Посадка бамбука может замедлить вырубку лесов, предоставляя альтернативный источник древесины для строительной промышленности и целлюлозного волокна для текстильной промышленности. [38] Это позволяет общинам отказаться от уничтожения местных лесов и построить коммерческие плантации бамбука, которые можно выборочно собирать ежегодно без уничтожения рощи. Плантации деревьев должны быть вырублены и уничтожены во время сбора урожая, но бамбук продолжает расти. [39]
С другой стороны, лес был вырублен, чтобы освободить место для бамбуковых плантаций. [ необходима цитата ]
Бамбук потребляет значительное количество воды, но есть данные, что его эффективность использования воды (по отношению к росту) может быть выше, чем у многих деревьев. [40]
Ежегодная пересадка пахотных культур увеличивает эрозию почвы . Обширная корневая система бамбука и тот факт, что он не вырывается с корнем во время сбора урожая, означает, что выращивание бамбука связано с меньшей эрозией почвы. Корневая система бамбукового растения может удерживать почву вместе вдоль берегов рек, обезлесенных территорий и в местах, подверженных оползням. Как и лесные деревья, он также значительно уменьшает сток дождей. [41]
Как и другие материалы для одежды на основе целлюлозы, бамбуковое волокно биоразлагаемо в почве микроорганизмами и солнечным светом. Достигнув конца своего срока службы, одежда из бамбука может быть компостирована и утилизирована органическим и экологически чистым способом. [42]
При выращивании бамбука нет необходимости в пестицидах или удобрениях, но в некоторых местах распространены гербициды и удобрения для поощрения роста съедобных побегов. Бамбук также содержит вещество, называемое бамбук-кун – антимикробный агент, который дает растению естественную устойчивость к заражению вредителями и грибками, хотя на некоторых бамбуковых плантациях существуют некоторые проблемы с патогенами. [43]
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)