イラクサは麻や亜麻繊維に非常に似ているため、イラクサ繊維は繊維産業で同じ目的に使用できます。 このため、スカンジナビアでは何世紀にもわたってヨットの建造物に使用される繊維の供給源としてイラクサが栽培されてきました。 12世紀帆や漁網がイラクサ繊維でできていることも報告されています。 イラクサ糸は 12 世紀から 17 世紀までポーランドで使用されていましたが、17 世紀になるとシルクがイラクサ糸に取って代わりました。
19世紀にヨーロッパで布地生産用のイラクサの生産が始まりました。 第一次世界大戦中、ドイツ人はイラクサから得られた繊維を使用して、テント、バックパック、下着、靴下を作りました. 当時、ドイツ人は衣服の 1% をイラクサ繊維で製造していました。 イラクサの繊維は、軍隊によってクローキングの装備として高く評価されてきました。 しかし、後になって、イラクサ繊維は、技術的およびコスト効率の理由から、繊維産業での重要性を失いました。 イラクサ繊維の生産は完全に機械化することができないため、イラクサ養殖は人件費の増加とともに収益性を失い、イラクサの栽培は中止されました。 これは、亜麻、麻、イラクサなどの小規模な繊維産業に取って代わった強力な綿産業によって強化されています。
しかし、近年、紡績技術の発展と交配の進歩により、超高密度繊維植物の生産が開始され、イラクサはこれらの肯定的な研究のシェアを獲得しています. イラクサ繊維の特徴である中空糸構造の隙間に空気が残ることで、自然な保温性を発揮します。 夏でも涼しく過ごせる繊維にするため、繊維の中心の隙間を埋めるように糸を撚り合わせ、保温力を落としています。
冬用生地の場合、糸に低撚りが施され、中空繊維構造が維持され、温度が一定に保たれます。 イラクサ繊維は、天然、生分解性、再生可能な起源であり、生産に必要なエネルギーが少なくて済みます。 したがって、イラクサ繊維は環境にやさしく、生態学的な利点があります。 また、イラクサ繊維を使用することで、織物繊維の生産に使用する水の量を節約できることが報告されています。
1kgの綿繊維の生産には、約7000～29000リットルの水が使用されると言われています。 環境への影響という点では、このような大量の水の消費は、長期的には環境問題につながる可能性があると言われています。 Barlow と Neal は、綿繊維をイラクサ繊維に置き換えることで、大量の水の使用を節約できると述べています。
これらの肯定的な特性により、イラクサ繊維は繊維産業で再び使用され始め、研究の対象となりました.
イラクサの一般的な特性
イラクサ科 (Urticaceae) はイラクサ目に属する大きなグループで、両半球の熱帯および亜熱帯地域に広く分布しています。 ヨーロッパ、アジア、アメリカの温帯地域で2年以上生育する植物種です。 イラクサ科には 48 属 1050 種が登録されています。 イラクサ科は、一般に、ほとんど乳白色の樹液がなく、単純な葉と外国の受粉を伴う、燃える毛むくじゃらの孤独な種子によって定義されます。
植物は長さ30〜150cmまで成長し、鋭い鋸歯のある葉で構成されています。 幹と葉を覆う毛は液体で満たされ、触ると液体が皮膚に入る針のおかげで、皮膚に水ぶくれができます。 燃える毛は植物全体に広がっており、球状、棒状、星状、虫のような形をしており、一部の種では診断の特徴として使用されています.
この灼熱感やかゆみは、イラクサを加熱または乾燥させることで中和できます。 そのため、何世紀にもわたってお茶、料理、スープ、ペストリーに使用されてきた、調理済みのイラクサの葉は安全で栄養価が高い. ただし、食用には若い（新鮮な）イラクサの葉のみを使用することをお勧めします。 膀胱炎とも呼ばれる粗い粒子が古い（カード）イラクサの葉に形成される可能性があり、これらの粒子が消化後に腎臓を刺激する可能性があるため.
同じ植物の葉腋に発生する花は、雄花または雌花です。 雄花には5本の雄しべがあります。 雌花には、4 ～ 5 枚の花弁が交わる心皮子房があります。 これらの弱い花は目立ちませんが、花の配置は種を診断します。 以下は、Urtica dioica 種の雄花と雌花です。
アカゲザル科の植物のほとんどは多年生ですが、他の植物は毎年成長します。 一般的には草本体ですが、低木型もあります。 Urtica 属にはいくつかの重要な種があり、世界の多くの地域に分布しています。
アナトリアにはウルティカ・ウレン、ウルティカ・ピルリフェラ、ウルティカ・ディオイカの種があります。 これらの XNUMX 種類のテキスタイルは、繊維源として使用できます。 これらのうち、Urtica urens と Urtica pilulifera は一年草で、Urtica dioica は多年草です。 最も太い繊維はUrtica dioicaから生産でき、またUrtica dioicaはこれらXNUMXつのタイプの中で最高の収量をもたらします. Urtica urens と Urtica pilulifera から生成される繊維は、壁が厚く、幅が狭いです。 これらの種の作用機序と化学的性質は互いに近接しています。 Urtica dioica と Urtica urens は、国内のあらゆる地域で出会うことができます。 Urtica dioica の外観は大きく、長く、粗いです。 Urtica urens は雌雄同体ですが、Urtica dioica は二分体です。 ディオイカという名前は、ラテン語で雌雄異株を意味することから付けられました。 葉は節で互いに向かい合っています。
イラクサは、ヨーロッパ、アジア、北アメリカの温帯地域全体で生育する一般的なハーブです。 それは他のすべての植物を支配し、湿った地域で急速に成長するため、栽培は簡単です. イラクサの多年生種で、繊維生産のために栽培できるセイヨウイラクサは、同じ土地から何年も収穫できる植物です。 イラクサは 10 ～ 15 年間栽培できると主張されていますが、最高の収量と最も経済的な生産には 4 年間の期間が適切です。 栽培に時間がかかると、雑草病害が発生しやすく収量が減少します。
イラクサの養殖は、種子または苗木を育てることによって行われます。 ただし、これら 4 つの生育タイプの収穫時期には 2 週間の違いがあります。 また、種まきによる植物栽培では繊維含有量が減少します。 植えられたイラクサの繊維含有量は、実生から成長したイラクサの繊維含有量よりも XNUMX% 少なくなっています。
イラクサ植物は、種の特徴に従って発達します。 Urtica dioica は 1.5 m、一部の研究者によると高さは 2 ～ 4 m ですが、Urtica urens は高さ 0.8 m になることがあります。
イラクサの生育に必要な条件
イラクサ植物は、栄養分が豊富で、重く、腐植質で、湿気があり、雑草のない土壌でよりよく育ちます. 肥沃な土壌でイラクサを育てると、植物の繊維質も向上します。 灌漑が不十分で酸性の土壌は避けるべきです。 土壌のPH'は弱アルカリ性です。 気候適応に対する特別な要求がないため、北半球と南半球の温帯地域で広く見られます。 耐霜性があります。
しかし、非常に乾燥した地域では収穫量が減少します。 土壌選択性はありません。 研究では、Urtica dioica は森林地域で耐陰性の競合種として定義され、非常に異なる土壌リン濃度で効果的な成長を示すことが示されました。 イラクサ植物は、さまざまな特性を持つ土壌で育てることができ、肥沃な土地での農業で発生する問題の解決策にもなります. このため、限界地域を農業に持ち込む場合でも、肥沃な地域でも簡単に栽培できます。
イラクサには、温暖な気候と適切な灌漑が必要です。 理想的な条件は、主な成長期に適切な灌漑を行うことです。 Urtica urens の一年生植物の場合、最適なプレプラントは、マメ科植物や鍬作物など、過剰な窒素を放出する作物です。 Urtica urens は XNUMX 年しか栽培できませんが、同じ畑に植えることをお勧めします。 前の年に落ちた種子によって植物密度を高めることができ、より高い収量を得ることができるからです。
一方、多年生のウルティカ ジオイカでは、収量が減少すると、プランテーションが中断され、別の植物を数年間植える必要がある場合があります。 施肥は、生産性を高める要因の 7 つです。 植物は窒素とリン酸肥料に非常に敏感です。 窒素強化土壌で成長した製品の量が増加することが観察されています。 Urtica urens の場合、デカールごとに 1.5 kg の窒素、7.9 kg のリン、0.9 kg のカリウム、12.7 kg のマグネシウム、および 5.9 kg の石灰が推奨されます。Urtica dioica の場合、1.6 kg の窒素、6.9 kg のリン、1 kg のカリウムが推奨されます。 、6.9kgのマグネシウムとXNUMXkgの石灰が推奨されます。
イラクサの用途
イラクサは歴史を通じて繊維源として使用されてきましたが、近年、製品の商業的発展に伴い、その生産量は再び増加しています. 綿が繊維製品の最も重要な繊維素材になる前は、人々は温暖な気候条件で栽培できる繊維植物を使用していました. その中でも亜麻と麻が最もよく知られていましたが、イラクサも重要な位置を占めていました。 イラクサは、古代ギリシャ文明とローマで繊維生産に使用されたことが知られています. イラクサから作られた繊維製品は、古代エジプトの遺跡で発見されています。 また、バイキングが帆布を作るためにイラクサ生地を使用し、この生地は激しい嵐の中でも引き裂きや衝撃に強いと噂されています.
ヨーロッパでは、19 世紀から第二次世界大戦まで多年生のイラクサ (Urtica dioica) が栽培され、繊維植物として利用されていました。 実際、第一次世界大戦と第二次世界大戦の間の期間に、イラクサ繊維は綿の代替品として宣伝されました. 第一次世界大戦前、オーストリアの企業はイラクサの栽培に力を入れていました。 これとは別に、デンマークではイラクサ繊維がウールと混合して使用されていました。 第二次世界大戦中のイラクサ畑の破壊と安価な繊維の導入により、イラクサの使用は減少し、終焉を迎えました.
イラクサには、亜麻や麻に似た高品質の繊維が含まれており、植物の 17% が含まれています。 繊維比率が高く、密度が低く、強度が高いため、この植物は技術的に織物に使用できます。 ドイツで実施された研究により、繊維産業におけるイラクサ繊維の使用が再び注目を集めています。
繊維がイラクサ植物の茎から得られた後、残りの部分は食品や動物の飼料として、また化粧品や製薬業界で使用できます. また、バイオダイナミック農業分野でも使用できます。
黄色と緑色の染料はイラクサの根から得られます。 得られたこれらの染料は、天然染料として適地で使用されています。 商業的に緑色染料 (E140) と呼ばれる染料は、イラクサのクロロフィル抽出物から得ることができます。
織物におけるイラクサ繊維の用途と一般的性質
イラクサの栽培、加工方法、およびそれらの改善された繊維加工は、1990 年代半ばからドイツ、オーストリア、フィンランドで研究の対象となっています。 研究機関の附属工場ではイラクサ繊維織物の普及に取り組んでいます。 天然繊維としてのイラクサ繊維の可能性は、ヨーロッパの中心部、特にドイツでの植物生産の増加につながっています.
イラクサから得られる繊維は、織物繊維に必要なすべての品質を満たしています。 この繊維の伸縮性、繊維の細かさ、および長さは、繊維加工に十分です。 繊維の超吸湿能力により、最終製品に快適さがもたらされます。 イラクサの繊維は、手で触ると柔らかく心地よい感触です。
イラクサ繊維の低摩擦表面と滑らかで滑らかな構造により、純粋なイラクサ繊維から糸を紡ぐことは困難です。 非常に短い繊維は、クリーニングとコーミングのプロセスによって除去された後、他の繊維とブレンドして目的の糸を得ることができます。 他の繊維とブレンドした後により良い結果が得られたことが観察されました。 研究によると、イラクサ繊維は織物に適しており、綿に取って代わることができます.
イラクサの繊維は、トップス、ジャケット、デニム生地、テーブルクロス、ベッドリネン、カーペットなどに使用されています。 以下は、イラクサ繊維から製造された繊維製品の例です。
Camira Fabrics は、ウールとイラクサをブレンドしたテキスタイルが非常に優れた難燃性を備えていることを発見しました。
イラクサから得られる繊維
イラクサを織物に使用するための繊維を得るには、さまざまな方法があります。 以下の研究は中国で応用されている繊維の入手方法で、それに関するデータが見られます。 イラクサから繊維を得るために、次の手順を順番に適用します。
HARVEST
イラクサ繊維の生産は、工場の 2 年目から始まり、増加し続けています。 最初の年、イラクサの茎は繊維に必要な品質を生み出すことができません。 茎は非常に弱く、生命力がなく、非常に葉が多い。 農業 2 年目の繊維収量は、XNUMX 年目の XNUMX 倍以上です。 XNUMX年目の収量の極端な増加は、草丈の増加と植物の茎の増加によるものです。 一般的にイラクサはXNUMX年目のXNUMX月中旬からXNUMX月上旬、またはXNUMX月上旬から下旬にかけて収穫されます。 メスのクローンの花の弱い部分の種子が成熟すると、植物は収穫の準備が整います。
しかし、収穫日を変えた実験では、最大の繊維増量に達したときにイラクサがまだ芽を出していることが示されました. 研究の結果、植物の茎が植物重量の80％に相当する場合に収穫時期が適切であると予測されています。 したがって、収穫は、イラクサの葉から XNUMX 番目の側芽が発生する前に始まります。 サイド シュートは繊維の品質を損なうことはありませんが、プロセスを遅らせます。 茎は畑で非常にゆっくりと乾くからです。
イラクサの収穫のために開発された技術的な機械はありません。 イラクサの形態学的構造と長さの特徴は、これには適していないためです。 収穫にはスライドツールが使用されます。 大麻の形態構造と長さの特徴はイラクサに似ているため、同じ収穫機で両方に使用できます。 しかし、装置の回転部分では繊維の絡みや切れなどの問題が発生する場合があります。
軟化（検出）
熟した植物は刈り取られて乾燥され、収穫された植物は腐敗と呼ばれる軟化処理にかけられます。 葉と種子から分離された茎を湿らせて柔らかくした後、木質細胞と細胞を結合する粘着性のペクチン物質を除去することにより、繊維組織が得られます. 亜麻繊維の製造など、軟化プロセスにはさまざまな方法があります。
a) 水による消化: 茎は束ねて結んでいます。 それはプールや川のほとりに置かれ、水で覆われて保管されます。 バクテリアによる発酵の結果、抵抗力の低い木質組織が分解され、細胞間の粘性物質が溶解し、茎が徐々に柔らかくなり、繊維が互いに分離しやすくなります。 発酵がさらに進むと、繊維自体が腐敗するため、湿潤中に時々確認する必要があります。 このプロセスには約 XNUMX 週間かかります。
b) raw による反論: 水で腐るのと同じです。 しかし、それは遅く、XNUMX 週間かかります。 茎は草の上に置かれ、発酵のために保管されます。 露や雨、または必要に応じて水をまき散らして湿らせます。 水中で発酵を開始することもあります。 その後、取り出して芝生に広げて続行します。 この方法で得られる色はより美しいです。
c) 化学物質による反論: この方法は、常圧または高圧で煮沸したシュウ酸またはアルカリで茎を柔らかくします。 他の方法よりも時間がかかりませんが、費用がかかります。
今日、生の腐敗は軟化のためにより一般的に使用されています. 化学薬品による腐敗方法は、繊維を損傷する傾向があります。
グルーの除去、タトゥーの分解、クリーニング、スキャニング
水溶性物質、ペクチン、リグニン、およびヘミセルロースは、脱ガムプロセス中に除去する必要があります。 Degummimg、つまり、ラミー繊維にも適用されるガム除去プロセスは、イラクサ繊維を得るためにも使用されます。 このプロセスのために; 中国で行われている歯茎の除去方法を紹介します。 中国のイラクサ植物から繊維を得るプロセスは、収穫から始まり、収穫後 2 週間プールに保管されたラップされたイラクサ植物に続きます。
その後、手で繊維を茎から切り離します。 次に、靭皮繊維などの化学的および生物学的プロセスからなるガム除去プロセスが適用されます。 この工程で、繊維を束ねている粘着物を取り除き、繊維束を分離します。 このために、繊維は熱い石鹸またはアルカリ溶液で処理されます。 他の靱皮繊維と同様に、イラクサ繊維の精練プロセスは複雑です。 イラクサ繊維が紡績工程の準備が整った織物繊維になる能力は、生物学的、物理的、化学的プロセスの両方からなる製造プロセスの結果です。 これらの手順を以下に簡単に要約します。
1-水煮（FO 1:16、95～98°で50分処理）
2-酸処理 (FO 1:15、58 g/L 硫酸、63～1,4°で 50 分間処理)
3-水洗による残留酸の除去
4-ペクチン酵素による脱ガム (7% の酵素溶液で pH = 4,7 の FO 1:15 浴で 6 時間処理)
5-洗浄による残留酵素の除去
6-化学的脱ガム (12 g/L の水酸化ナトリウムと 2% のケイ酸ナトリウムを含む FO 1:15、98 ～ 100° の浴で 4 時間の処理)
7-洗浄による残留物質の除去
粉砕-鍛造-洗浄、混合、そして繊維の梳き
破砕洗浄
精練プロセスの後、破砕プロセスの時間です。 粉砕工程の目的は、乾燥した幹を水平な波型ローラー対の間に通すことによって木材組織を細かく破砕することであり、これにより、次の工程で分離しやすくなります。 より柔軟な靱皮繊維は、このプロセスによって損傷を受けません。 破砕工程を経た材料は、ブロールームのバネや機械で飛ばすと、木質部分が繊維から完全に分離されます。 同時に繊維束が溶解する。
多良間
材料にはまだ大量の木質部分が含まれています。 それらをきれいにするためにスキャンする必要があります。 コーミングの間、非常に短いイラクサ繊維がコームの下を通過することによって木質部分から分離されます。 同時に開繊していない繊維束があれば開繊する。 すべての繊維が互いに平行に配置された後、希望の太さの糸に紡がれます。
次の処理手順を経たイラクサ繊維は、紡績の準備が整いました。
余分な水分を除去するための遠心分離
漂白 (2,6 g/L ケイ酸ナトリウム、1,5 g/L 水酸化ナトリウム、および 2 g/L 過酸化水素を含む FO 1:16 漂白剤溶液中で、布を 90°C で 1 時間処理する)
洗浄による残留薬品の除去
遠心分離 (残りの水を除去するのに 5 分必要)
遠心分離による余分な水分の除去
乾燥（82～84°で3時間乾燥。
紡績
上記のプロセスの後、スピンする時間です。 関連する研究では、100% イラクサ繊維、ポリエステル/イラクサ、および綿/イラクサ混紡が紡績用に研究されました。 紡績試験では、イラクサ繊維の滑らかで滑らかな構造のために、100％イラクサの糸を得ることは困難であることが示されています。 紡績を成功させるには、他の繊維との混合がより適切であることがわかっています。 クリンプした粗い表面の繊維を好むことをお勧めします。
イラクサは多年生植物であるため、収穫時期は慎重に選択する必要があります。 植物が小さすぎる、つまり生の場合、繊維は完全に発達せず、細胞壁は弱く弱いままです. 植物が非常に成熟すると、リグニン含有量が増加するため、繊維のねじれが少なくなります。 これらの条件はいずれも、繊維の紡糸には適していません。
イラクサの繊維から作られた糸は、ネパールの村で生産されています。 村人は 10 日間で約 1 キロの毛糸を紡ぐことができます。 加工済みおよび未加工の生イラクサ繊維を以下に示します。
ネパールでは、イラクサ繊維に大豆、竹、綿、麻などの天然繊維を混紡した混紡糸が生産されており、これらの糸は一般的に手織りのカーペット、編物、織布の生産に使用されています。
イラクサ繊維の一般的な特性
古くから利用されてきましたが、最近普及している繊維の研究から、あまり知られていないイラクサ繊維の性質についての情報が得られます。
イラクサ繊維は、ラミー、ケナフ、ジュートと同様の靱皮繊維です。 靭皮繊維は植物の茎から得られます。 以下は、顕微鏡下での亜麻とイラクサの切片の画像です。 繊維は、外側の植物の樹皮のすぐ内側に束になっています。 繊維束は、イラクサ植物の断面に黒い斑点として見ることができます。
以下に、文献に掲載されている 2 つの植物の基底断面を、それらのサイズに従って模式的に示します。 亜麻植物 (直径 1961 mm; Hoffmann 4 による)、イラクサ植物 (直径 1959 mm; Bredemann 8 による) および大麻植物 (直径 1961 mm; Hoffmann 2 による) 4 mm、8 mm、それぞれとXNUMXmm。 XNUMX種すべてで、繊維は樹皮部分の表皮の下、大きな空洞を囲む木質部分の周りにあります。
精練プロセスの後、繊維は紡績前に粉砕および洗浄の準備が整います。 脱ガムプロセスは、化学的、酵素的、または両方の組み合わせで行うことができます。 精錬プロセスの結果として、繊維上の必要な物質と不要な物質のすべてを除去することは困難であることが研究により示されています。 そのため、精練工程での不要物の除去とセルロースのダメージの微妙なバランスを考えて塗布する必要があります。
上の図は、精錬されたウルティカ カンナビナ L ファイバーの縦方向と横断面を示しています。 顕微鏡下では、繊維は単細胞構造で見られます。 中央部分は全体的に太くなっています。 各繊維の端に行くにつれて、厚さは徐々に減少します。 縦断面を調べると、繊維表面に目立つ線が見られます。 節のある結び目の外観を有する結節は、一般に繊維の端に位置しています。 繊維の断面を調べると、イラクサ繊維の断面が綿に似ており、腎臓の形をしていることがわかります。 綿のように、この繊維も中央に内腔があります。 イラクサの繊維はねじれたり、コイル状になったりせず、比較的まっすぐです。 さらに詳しく観察すると、繊維表面に微小な空洞があることがわかります。 ファイバーの表面にあるいくつかの空洞は、マイクロホールでファイバーの中心 (中空の内腔) に接続されています。
イラクサのセルロース含有量は約 48% で、ラミーや亜麻よりも低くなっています。 ラミンのセルロース比率が73%であるのに対し、亜麻のセルロース比率は75%です。 研究によると、播種および栽培中にセルロースの量を増やすことができることが示されています。
以下の表は、一部の繊維の化学組成と水分値をまとめたものです。 この表では、イラクサ繊維のセルロース含有量が 86% と非常に高い値を示していることがわかります。
以下は、リグニンとセルロースの量に関する靱皮繊維の比較です。 セルロース比率が綿繊維に最も近い靭皮繊維はイラクサ繊維です。
繊維の長さ
イラクサから得られる個々の繊維細胞 (U.dioica) は通常、約 5 cm (2 インチ) であることが報告されています。 G. Huang は後の研究でイラクサ (Urtica cannabina L) の繊維長を調べました。 さまざまな俵からイラクサの繊維を選び出し、同じ長さ（cm）の繊維を数えたところ、短繊維（長さ 2cm 未満）が繊維全体の 30% を占めていました。 これらの短繊維は、梳きと洗浄の過程で長繊維から取り除かなければなりません。 短繊維を除去した後に残る長繊維の繊維長分布に大きな変化が生じると、紡績工程での繊維の移動が制限され、強制的に行われ、不均一な糸表面が形成される可能性があります。
繊維の細さ
Bergfjord と Holst は、1905 年から 2009 年までの靭皮繊維の細かさ (繊維の断面直径 (μm)) に関するすべての研究をまとめ、その結果をグラフに示しました。 靭皮繊維の細かさは広範囲に分布し、違いを示し、細かさには明確な境界がないことが観察されています。
計算によると、繊維の平均繊度は 28.01 μm です。 イラクサの繊維はラミーよりも細く、亜麻やジュートよりも太いです。 断面に多くの繊維が含まれているため、細い繊維から得られる糸はより耐久性があります。 2008 年に、Bodros と Baley はイラクサ (Urtica dioica) 繊維の平均直径が 19,9 μm (±4.4) であると報告しました。
繊維強度-伸長挙動
G.Huang Urtica cannabina L.nettle 繊維の破断強度、破断点伸び、および初期弾性率を測定しました。 イラクサ繊維の引張強度は麻よりも大きいが、ラミーや亜麻よりも小さい. この値は、イラクサを織物繊維として使用する場合には問題になりません。
テキスタイル繊維の快適性に関連する最も重要な特性の XNUMX つは、繊維のモジュラスです。 高弾性率繊維は、着用時に人間の皮膚に非常に不快でチクチクする効果があります。
上の表に見られるように、イラクサ繊維 (Urtica cannabina L) の初期弾性率は、ラミーやヘンプよりも低いため、わずかに柔らかく快適であると言えます。 ただし、表で評価された XNUMX つの繊維の中で最も柔らかく快適なのは亜麻繊維です。 したがって、イラクサ繊維の初期弾性率を下げる必要があります。 このようにして、イラクサ繊維の取り扱いおよび快適性を改善しながら、人間の皮膚を刺す効果を低減することが可能である。
植物繊維の強度伸び挙動は、主にセルロース組成とミクロフィブリルの配向に依存します。 亜麻のミクロフィブリルは、繊維軸に対して 10° の角度で巻かれています。 ラミー繊維のフィブリル角度は 3° と推定されました。 イラクサとラミーは同じ家族の一員です。 このため、イラクサ繊維は良好で十分な引張強度値を示します。 引張り/伸び曲線におけるイラクサ繊維の線形構造は、繊維軸に対して小さな傾斜角を作る繊維内のミクロフィブリルの配向によって説明できます。
さらに、研究によると、繊維の直径が大きくなるにつれて、破断強度とヤング率が低下することが示されています。 得られた値は広範囲に分布しています。 この機械的特性の分布は、植物繊維にとって避けられないものです。
繊維の水分保持能力
繊維の吸湿性と水分蒸発能力は、最終製品の快適性に影響を与える主な要因です。 Huang は、Urtica cannabina L 繊維が水分を保持し、水分を蒸発させる能力を調査しました。 一群の繊維が互いに平行に配置され、束に結ばれます。 束の端をハサミやナイフで切り、きれいに整えます。 束の切り口を水面につけたままにします。 水は毛細管現象で繊維の上に移動し始め、繊維を濡らします。 ある時間に水が移動した距離はmmで測定されました。 比較を可能にするために、同様の繊維 5 本にも同じテストを適用しました。 結果を下の表に示します。
上の表から、イラクサ繊維は他の繊維よりも透湿性が優れていることがわかります。 25 分後、水はイラクサ繊維では 49 mm 移動しましたが、たとえば綿では水は 34 mm しか移動しませんでした。 これは、繊維の構造に関係している可能性があります。 ワタとウルティカ・カンナビナL繊維と他のXNUMXつの靭皮繊維は、分子構造が一部似ていますが、吸水能力が異なります。 この違いは、繊維の構造の違いによるものです。 イラクサの繊維構造が詰まった構造になっているため、水の拡散率は非常に高いです。 セイヨウアサガオL繊維を顕微鏡で調べたところ、繊維表面に深い溝（空洞）があることに気づきました。 これらの溝の一部は管腔に接続されているため、表面積が増加します。 水が繊維と接触できる表面積が大きいほど、繊維の吸湿能力が高くなります。
繊維製品の水分蒸発能力の測定は、次の方法で行います。
繊維を24時間水に浸します。 洗濯機で1分間の遠心分離効果で余分な水分を取り除きます。 その後、サンプルを室温で乾燥させ、30 分ごとに重量を測定します。 水分蒸発速度は、次の式で計算されます。
水分蒸発率＝[(W1-W2)/W1]×100
W1 の値は、浸漬後、洗濯機で遠心分離した後の繊維製品の重量です。 W2 は蒸発期間後の重量です。 比較できるようにするために、他の 5 つのリフトを評価しました。
イラクサ繊維の認識と SAK 繊維の識別
天然織物繊維の認識と区別は、考古学的にも犯罪学的にも重要な課題です (織物取引で発生する可能性のある詐欺事件の場合)。 ウール、シルク、綿の繊維は、靭皮繊維 (リネン、イラクサ、ラミー、ヘンプ、ジュート) と簡単に区別できます。 しかし、靱皮繊維同士を区別するのは容易ではありません。 繊維の表面特性、化学構造解析、断面サイズや断面形状に基づく方法では、疑問を払拭するには不十分です。 ジュートを除いて、他の靱皮繊維の化学構造は互いに類似しています。 ジュート繊維には、他の繊維よりも多くのリグニンが含まれています。 リグニンは、化学試験およびラマン分光法によっても識別できます。
亜麻、イラクサ、ラミー、ジュート、麻の表面特性も同様です。 亜麻、イラクサ、麻繊維の表面特性を以下に示します。
XNUMX つの繊維すべてに節のある節の外観の節が矢印で示されています。 繊維の表面の特徴は互いに非常に似ているため、それらを区別することは困難になります。 靭皮繊維の断面サイズは類似しているため、靭皮繊維を区別する方法として使用することはできません。 現在では靱皮繊維を断面形状で見分けるのが最も一般的ですが、個体差や個体差が大きく、疑問を完全に払拭できる方法ではありません。 亜麻、麻、およびジュート繊維はすべて、通常、丸みを帯びた多角形の形状と、狭い、円形、または楕円形の内腔を持っています。 イラクサとラミーの繊維は、多くの場合、細長いストリップ形状のより広い内腔を持っています。
Muller と彼の同僚は、X 線マイクロ回折を使用して、亜麻、ラミー、綿、羊毛の考古学的サンプルを明確に識別して区別しました。 ただし、この方法はシンクロトロンを使用する必要があるため、選択したいくつかのサンプルにしか適用できません。 言い換えれば、この方法は、すぐに利用可能でアクセスしやすい方法ではありません。
Bergfjord と Holst は、使用した方法で、亜麻、イラクサ、ラミー、麻、ジュートのサンプルをうまく区別できたと述べました。 彼らの方法は、偏光顕微鏡で線維の配向を測定し、線維に関連するシュウ酸カルシウム結晶 (CaC2O4) の存在を検出することに基づいています。 この方法の最大の利点は、少量の繊維材料のみを識別するのに十分であると述べられています。
下の表に靭皮繊維を区別できる特徴をまとめました。
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