DOI:10.30857/1813-6796.2018.1.5.

УДК 677.494

 

БУДАШ Ю. О., КУЧЕРЕНКО Є. В., ПЛАВАН В. П.,

ФЕЩЕНКО Я. В., ВЕРЕЙКО О. І.

Київський національний університет технологій та дизайну

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ РОЗМІРНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕДЕРЕВНИХ ВОЛОКОН РІЗНОЇ ПРИРОДИ

Мета. Порівняння розмірних характеристик різних недеревних волокон (льон, коноплі, бамбук, бавовна), які можуть бути використані як додатковий компонент при виготовленні нетканих композиційних матеріалів із синтетичних волокнистих відходів.

Методика. Структуру волокон вивчали методом оптичної поляризаційної мікроскопії. Розмірні характеристики волокон визначали методом аналізу цифрових зображень з наступною статистичною обробкою та графічним аналізом отриманих даних.

Результати. Виконано кількісний порівняльний аналіз поперечних розмірів і розподіл за цим показником для недеревних волокон різного природного походження: льону, коноплі, бамбуку, бавовни. Встановлено, що середні поперечні розміри вихідних волокон льону та коноплі вище, чим для волокон бамбуку та бавовни при більшій варіативності цього показника та вираженій асиметричності розподілу в бік значень, більших за середні.

Наукова новизна. На основі детального статистичного аналізу  мікроскопічних зображень, встановлені відмінності поперечних розмірів недеревних волокон різного природного походження.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані при одержанні нетканих композиційних матеріалів з прогнозованими властивостями.

Ключові слова: мікроскопія, аналіз зображень, недеревні волокна, розподіл, поперечний розмір, неткані матеріали.

 

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗМЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕ ДРЕВЕСНЫХ ВОЛОКОН РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ

БУДАШ Ю. А., КУЧЕРЕНКО Е. В., ПЛАВАН В. П., ФЕЩЕНКО Я. В., ВЕРЕЙКО О. И.

Киевский национальный университет технологий и дизайна

Цель. Сравнение размерных характеристик различных недревесных волокон (лен, конопля, бамбук, хлопок), которые могут быть использованы как дополнительный компонент при изготовлении нетканых композиционных материалов из синтетических волокнистых отходов.

Методика. Структуру волокон изучали методом оптической поляризационной микроскопии. Размерные характеристики волокон определяли методом анализа цифровых изображений с последующей статистической обработкой и графическим анализом полученных данных.

Результаты. Выполнен количественный сравнительный анализ поперечных размеров и распределение по этому показателю для недревесных волокон различного природного происхождения: льна, конопли, бамбука, хлопка. Установлено, что средние поперечные размеры исходных волокон льна и конопли выше, чем для волокон бамбука и хлопка при большей вариативности этого показателя и выраженной асимметрии распределения в сторону значений, больших среднего.

Научная новизна. На основании детального статистического анализа микроскопических изображений, установлены различия поперечных размеров недревесных волокон различного природного происхождения.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для получения нетканых композиционных материалов с прогнозируемыми свойствами.

Ключевые слова: микроскопия, анализ изображений, недревесные волокна, распределение, поперечный размер, нетканые материалы.

 

COMPARATIVE ANALYSIS OF DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF NON-WOOD FIBERS OF DIFFERENT NATURE

BUDASH Y. О., KUCHERENKO E. V., PLAVAN V. P., FESHCHENKO Y. V., VEREIKO O. I.

Kyiv National University of Technologies and Design

Purpose.  Comparison of dimensional characteristics of various non-wood fibers (flax, hemp, bamboo, cotton), which can be used as an additional component in the production of non-woven composite materials from synthetic fibrous waste.

Method. The structure of the fibers was studied by optical polarization microscopy. The dimensional characteristics of the fibers were determined by the method of analyzing digital images, followed by statistical processing and graphical analysis of the obtained data.

Results. A quantitative comparative analysis of the transverse dimensions and distribution for this indicator for non-wood fibers of various natural origin: flax, hemp, bamboo, cotton. It has been established that the average transverse dimensions of the initial fibers of flax and hemp are higher than for bamboo and cotton fibers with greater variability of this index and a pronounced asymmetry of the distribution towards values​greater than the average.

Scientific novation. Based on a detailed statistical analysis of microscopic images, differences in the transverse dimensions of non-wood fibers of different natural origin are established.

Practical value.  The results obtained can be used to produce nonwoven composite materials with predictable properties.

Key words: microscopy, image analysis, non-wood fibers, distribution, transverse dimension, non-woven materials

 

 

Література References

1.    Russell S. J. Handbook of nonwovens / S. J. Russell.  CRC Press, 2007.  Р. 530.

2.    Bott R. Nonwovens for home and personal care / R. Bott // Igarss 2014. № 1.  P. 1-5.

3.    Patel B. M. Nonwoven technology / B. M. Patel, D. Bhrambhatt // Textile Technology.  2008.  P. 1-54.

4.    Applications of nonwovens in technical textiles: Woodhead Publishing Series in Textiles: Number 102 / Ed. By R. A. Chapman. – Woodhead Publishing Limited, 2010. – Р. 226.

5.    Kozłowski R. Handbook of natural fibers. types, properties and factors affecting breeding and cultivation / R. Kozłowski. — Textile Institute (Manchester, England): Woodhead Pub, 2012. Р. 620.

6.    Cellulose fibers: bio- and nano-polymer composites / ed. S. Kalia, ed. B. S. Kaith, ed. I. Kaur. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2011.

7.    Renouard N. Exploring two innovative recycling ways for poly-(propylene)-flax non wovens wastes / N. Renouard, J. Mérotte, A. Kervoëlen[et al.] // Polymer Degradation and Stability.  2017. V. 142.  P. 89-101.

8.    Renuka S. Studies on needle-punched natural and polypropylene fiber nonwovens as oil sorbents / S. Renuka, R. Rengasamy, D. Das // Journal of Industrial Textiles. 2016. V. 46, № 4.  P. 1121-1143.

9.    Кучеренко Є.В., Будаш Ю.О., Плаван В.П., Супрун Н.П. Отримання полімерних композитів з теплозахисними властивостями на основі відходів волокнистих матеріалів. В кн: Перспективні полімерні матеріали та технології: монографія / Укладачі: Плаван В.П., Барсуков В.З., Резанова Н.М., Баула О.П.; за заг. ред. В.П. Плаван. – Київ: КНУТД.  2015.  С. 208-211.

10.              Кучеренко Є. В. Одержання та властивості нетканих матеріалів із волокнистих відходів  / Є. В. Кучеренко, Ю. О. Будаш, В. П. Плаван, О. І. Литвинова // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. Технічні науки. 2016. № 4 (100).  C. 99-106.

11.              ДСТУ 4015-2001. Льон тіпаний. Технічні умови. Україна. Дата введення 2002-01-01.

12.              ГОСТ 10379-76. Пенька трепаная. Технические условия. Москва. Дата введения 1977-06-30.

13.              ISO 22157-1:2004. Bamboo — Determination of physical and mechanical properties. USA.

14.              ДСТУ ISO 2403:2015 (ISO 2403:2014, IDT). Текстиль. Бавовняне волокно. Україна. Дата введення 2015-01-01.

15.              Perez, J., Pascau, J. Image processing with ImageJ, Packt Publishing Ltd. 2013. Р. 140.

16.              Hill, T., Lewicki, P. Statistics: methods and applications : a comprehensive reference for science, industry, and data mining, StatSoft Inc. 2006. Р. 832.

17.              Nayak L. Prospect of bamboo as a renewable textile fiber, historical overview, labeling, controversies and regulation / L. Nayak, S. P. Mishra // Fashion and Textiles.2016. V. 3, № 1. P. 2.

1. Russell, S. (2007). Handbook of nonwovens [CRC Press].

2. Bott, R. (2014). Nonwovens for home and personal care [Igarss].

3. Patel, B. M., &  Bhrambhatt, D. (2008). Nonwoven technology [Textile Technology].

4. Chapman, R. (2010). Applications of nonwovens in technical textiles [Woodhead Publishing Series in Textiles].

5. Kozłowski, R. (2012). Handbook of natural fibers [Textile Institute]. Manchester [England].

6. Kalia, S., Kaith, B., & Kaur, I. (2011). Cellulose fibers: bio- and nano-polymer composites [Green Chemistry and Technology]. Berlin [Germany].

7. Renouard, N.,  Mérotte, J., Kervoëlen,  A. (2017). Exploring two innovative recycling ways for poly-(propylene)-flax non wovens wastes. –  Polymer Degradation and Stability, 142, 89-101.

8. Renuka, S., Rengasamy, R., Das, D. (2016). Studies on needle-punched natural and polypropylene fiber nonwovens as oil sorbents.  –  Journal of Industrial Textiles, 46, 4, 1121-1143.

9. Kucherenko, E.V., Budash Yu.O., Plavan, V.P., Suprun, N.P. (2015). Otrymannya polimernykh kompozytiv z teplo zakhysnymy vlastyvostyamy na osnovi vidkhodiv voloknystykh materialiv [Obtaining polymeric composites with heat-protective properties on the basis of waste of fibrous materials]. In the book: Perspective Polymer Materials and Technologies: Monograph / Contributors: Plavan V.P, Barsukov V.Z, Rezanova N. M., Baula O.P.; per community V. P. Plavan, 208-211[in Ukraine].

10. Kucherenko, E.V., Budash Yu.O., Plavan, V.P., Lytvynova O.I. (2016). Oderzhannia ta vlastyvosti netkanykh materialiv iz voloknystykh vidkhodiv [Receipt and properties of nonwoven materials from fibrous waste]. Visnyk Kyivskoho natsionalnoho universytetu tekhnolohii ta dyzainu. Tekhnichni nauky – Bulletin of the Kiev National University of Technology and Design. Technical sciences, 2,100, 99-106 [in Ukraine].

11. DSTU 4015-2001. Lʹon tipanyy. Tekhnichni umovy [State Standard 4015-2001. The linen is bleached. Specifications]. Ukraine, Standartinform Publ., 2002.

12. GOST 10379-76. Pen’ka trepanaya. Tekhnicheskiye usloviya [ State Standard 10379-76. Hemp shivering. Technical conditions]. Moscow, Standartinform Publ., 1977.

13. ISO 22157-1:2004. Bamboo – Determination of physical and mechanical properties. USA, Standartinform Publ., 2004.

14. DSTU 2403:2015 (ISO 2403:2014). Tekstylʹ. Bavovnyane volokno [State Standard 2403:2015. Textile. Cotton fiber]. Ukraine, Standartinform Publ., 2015.

15. Perez, J., & Pascau, J. (2013). Image processing with ImageJ [Packt Publishing Ltd].

16. Hill, T., & Lewicki, P. (2006). Statistics: methods and applications: a comprehensive reference for science, industry, and data mining [StatSoft Inc].

17. Nayak, L., Mishra, S. (2016). Prospect of bamboo as a renewable textile fiber, historical overview, labeling, controversies and regulation – Fashion and Textiles, Vol. 3, 1, 2