truhachev_v_i_moroz_v_a_sherstovedenie

волосяного влагалища, что позволяет смазывать корневую часть шерстяного волокна выделяющимся из этих желез кожным салом (шерстнымжиром). Сальныежелезыимеютподведоли, разделенные одна от другой в горизонтальной плоскости.

Потовая железа у большинства пород овец имеет форму тонкого удлиненного мешка, хотя у мериносов она может свертываться спиральновнижнемконце. Онаоткрываетсявшейкуфолликулакакраз над сальной железой. В этом отношении структура шерстного фолликулаотличаетсяотструктурычеловеческоговолосяногофолликула, у которого потовая железа открывается непосредственно на поверхности кожи и не имеет никакой связи с волосяными фолликулами. У овец потовая железа расположена между двумя основными долями сальной железы. Волосяные влагалища по форме бывают прямые (например, кроющий волос) и извилистые в различной степени. Шерстяные волокна, имеющие высокую извитость (к примеру, пух), имеют и более изогнутые волосяные влагалища. Направление волосяного влагалища зависитотугла наклонакорня шерстяного волокна в коже. Во влагалище волокон, выросших из первичных фолликулов, имеются и выводные протоки потовых желез.

Физиологическая роль потовых желез заключается в содействии регулированию теплоотдачи и выделению из организма ненужных продуктов обмена веществ.

Большинствопотовыхжелезоткрываетсянаповерхностикожи. Это позволяет непосредственно над поверхностью кожи стержням шерстяных волокон, покрытых кожным салом, соприкасаться с выделениями потовых желез – потом. В результате химического взаимодействия кожного сала с потом образуется жиропот, находящийся на поверхности шерстяных волокон и между ними. В коже овец корни шерстяных волокон располагаются, как правило, по 5–20 штук. Достаточно обособленное место в каждой группе обычно занимает одно волокно – основной (направляющий) волос. В большинстве своем он толще остальных, образуется из первичного фолликула раньше других волокон, в отличие от которых имеет два пучка гладких мышц (двуглавая мышца), прикрепленных к волосяному влагалищу в его нижней трети. Друг от друга групповые волокна настолько близко залегают, что часто от одного влагалища выходят по два и более волокон. Групповое залегание волосяных фолликулов обусловливает и групповое располо-

91

жение вырастающих из них шерстяных волокон. Следовательно, в коже, покрытойшерстью, находитсякомплексэлементов, анатомически и функционально довольно органично связанных с шерстным покровом. Группа волокон с принадлежащим ей направляющим волосом, сальные железы групповых и направляющего волоса, гладкие мышцы этого волоса и потовые железы, залегающие в данном участке кожи, – всю эту совокупность называют кожным комплексом. Обнаружить эту группировку волокон возможно толькопригистологическомисследованиикожисеешерстнымпокровом. При этом насколько отчетливо можно распознать все элементыкожногокомплекса, втакойжемерепрактическиневозможно над поверхностью кожи отличить основные волокна от групповых и обнаружить даже само групповое их размещение.

Закладка комплексов кожи с входящими в них группами фолликулов шерстяных волокон в полной мере завершается уже во время эмбрионального развития ягненка.

Гистологическое строение шерстяного волокна. Шерсть представляет собой массу волос, или шерстинок, называемых также шерстяными волокнами, состоящими из длинных расщепленных клеток, тесно вместе сцементированных. При микроскопическом исследовании видна очень сложная структура шерсти по сравнению с другими текстильными волокнами и довольно легко можно обнаружить отличия ее от родственных волокон, таких, как шерстный пух и волос. К наиболее важным структурным особенностям шерсти относятся: густота шерстного покрова и образование сложных клеток, а также механическое расположение чешуек или клеток с пиловидными зубчиками на концах.

Разновидности чешуек позволяют отличать шерсть от волоса и других волокон животного происхождения, и различные породы и типы шерсти имеют значительные расхождения в этом отношении (рис. 11).

Чешуйчатость как фактор частично влияет на большую вариабельность номера качества пряжи. Истинное шерстяное волокно состоит из многочисленных мельчайших клеток, которые образуются благодаря подаче питательных веществ кровеносными сосудами в основание волосяных сосочков в шерстяных фолликулах. Шерстяное волокно имеет очень сложное строение. В его составе несколько морфологически и функционально различимых сло-

ев (рис. 12).

92

Рис. 11. Разновидности чешуек

1

2

4

3

5

6

7

Рис. 12. Компоненты шерстяного волокна:

1 – эндокутикулы; 2 – экзокутикулы; 3 – эпикутикулы; 4 – чешуйчатая клетка; 5 – фибрилла; 6 – оставшееся ядро; 7 – кортикальная клетка

93

Внешний слой волокна – кутикула – состоит из плоских, тонких, похожих на чешуйки клеток. Поэтому этот слой называют также чешуйчатым. В свою очередь, в кутикуле различают экзо-, эндо- и эпикутикулы, различающиеся особенностями их кератинов. Эпикутикула имеет толщину от 50 до 100 Ао, представляя собой по сути тончайшую пленку, которая, будучи неустойчивой при механических воздействиях, таких даже, как умеренное трение поверхности волокна, в то же время в процессе роста шерсти у овец имеет существенное значение в защите от проникновения внутрь волокна высокомолекулярныхжидкостейигазов, всегдаимеющихсяввоздухе в местах постоянного их содержания. В этом смысле важное значение имеет все то, что может способствовать сохранению целостностичешуйчатогослоя: надлежащееколичествовшерстистойкого жиропота, хорошая густота шерсти при плотном взаиморасположении шерстяных волокон внутри пучков (штапелей, косиц), пастьба и содержание овец в местах, где нет пыли и газов, соблюдение щадящего режима купки овец и т. д. На долю кутикулы приходится около 10 % массы волокна тонкой шерсти. Поперечные размеры чешуек – 20–30 мкм, толщина – 0,3–0,6 мкм. Чешуйки бывают кольцевидные и некольцевидные. Кольцевидные чешуйки имеют лентовидную форму и располагаются в виде полностью замкнутых колец, надетых на стержень. Верхний и нижний их края редко бывают параллельными, часто они извилистые. Различную форму и размеры имеют некольцевидные чешуйки. Они бывают крупнее и располагаются по 2, 3 и более, чтобы охватить шерстинки вокруг. Подобно плиткам черепичной крыши верхний край каждой чешуйки несколько прикрывает нижнюю часть вышележащей соседней чешуйки, что особенно характерно для кольцевидных чешуек. Эти выступы, или зубцы, обусловливают очень важное свойство шерстяного волокна – чешуйчатость (рис. 13). Эта особая структура поверхности обнаруживается у большинства волокон животного происхождения, но чешуйчатость особенно хорошо развита у шерсти. Другой важной особенностью этих пластинчатых клеток кутикулы является то, что они всегда располагаются в одном и том же направлении с отслаиваемым концом – вверх и наружу по отношению к верхнему концу волокна. Хотя это и можно увидеть только при сильном увеличении под микроскопом (для тонкорунной шерсти более чем в 2000 раз на 1 см), их можно определить на ощупь,

94

если штапель проходит между большим и указательным пальцем от кончика до основания штапеля.

У тонкорунных мериносов эти клетки кутикулы больше перекрывают друг друга и расположены под большим углом, образовывая лучше сформированную чешуйчатость. В более грубой шерсти клетки кутикулы не так близко расположены, меньше перекрывают друг друга, что придает волокну более гладкую поверхность. Мериносовая шерсть, даже при хорошо развитой чешуйчатости, меньше отражает свет, тогда как более грубая шерсть от английских длинношерстных пород овец имеет более крупные клетки кутикулы, расположенные ближе к стержню, создавая более гладкую поверхность, которая обладает и более высокой отражательной способностью, приближаясь к блестящей или люстровой.

Черепицеобразная поверхность (рис. 13 и рис. 14) шерстяных волокон относится к числу факторов, обеспечивающих такое ценное техническое свойство шерсти, как свойлачивание. Козья однородная шерсть (мохер) имеет крайне слабую чешуйчатую зазубренность поверхности волокон и потому практически не поддается валке, а хорошей свойлачиваемостью обладает мериносовая шерсть, в которой особенно хорошо выражена чешуйчатая зазубренность поверхности шерстяных волокон.

95

Разрушение кутикулы ведет к утрате волокном важнейших физических свойств шерсти, таких, как крепость, упругость, эластичность и др. (рис. 15).

Рис. 15. Разрушенное шерстяное волокно, где видна корковая структура клеток

Кутикула, являющаяся наружной поверхностью волокна, представляет собой отличительный морфологический признак шерсти от всех других природных и химических текстильных волокон и обла- даетсущественнымифизико-химическимиитехническимисвойства- ми, характерными для шерстяного волокна. Чешуйки представляют собой эпителиальные клетки, из которых они произошли, но сильно видоизмененные, ороговевшие и утратившие все структурные и функциональные особенности. Для них характерны различные размеры и формы в волокнах пуха, ости, мертвого и переходного волоса. Для шерсти различных видов сельскохозяйственных животных и даже овец различных направлений продуктивности изменчивость в этом отношении весьма специфична, что послужило основанием для попытки использовать признаки морфологических вариантов чешуйчатого слоя в качестве одного из дополнительных классификационных показателей в характеристике пород овец. Эта однослойная оболочка шерстяного волокна из незначительной толщины чешуек

96

(0,5–1,0 мкм) защищает от проникновения внутрь не только жидкостей, но и паров и газов. Существуют надлежащие микрохимические приемыобнаружениявволокнахучастковсповрежденнымиилиполностью разрушенными чешуйками. Об этом можно судить, к примеру, по интенсивности их окрашивания метиленовой синькой или по диазореакции, котораязаключаетсявразличномдействиидиазотированной сульфаниловой кислоты на кератин коркового вещества шерстяного волокна и кератин его чешуйчатого слоя. Волокна мериносовой шерсти, интенсивно окрасившиеся от метиленовой синьки, имели пониженную крепость до 50 % и уменьшение растяжимости до 40–45 %, а волокна полутонкой шерсти соответственно до 30 и 30– 35 %.

Корковый, или волокнистый (кортекс), слой обусловлива-

ет главные физико-технические свойства шерсти. Корковый слой состоит из двух взаимно соприкасающихся полуцилиндров – паракортекса и ортокортекса, отличающихся разным строением и степенью восприимчивости к влаге и химическим воздействиям. Шагом скрученности пара- и ортокортекса является длина волны извитости, причем паракортекс располагается на внутренней части, а ортокортекс – на наружной стороне извитка.

Корковыйслойсостоитиздлинныхмногогранныхклеток, аони– из макрофибрилл, соединенных между собой массой, богатой цистином. Вотличиеотчешуекклеткикорковогослояимеютвиднетонких пленок, а веретенообразных, заостренных с обоих концов роговидных образований длиной около 80–150 мкм с утолщением посереди- недо2–10 мкм, содержащихостаткиядраипротоплазмы.

Макрофибриллы состоят из микрофибрилл, расположенных пучками и имеющих местами упорядоченную кристаллическую структуру, новосновномхарактеризующихсябеспорядочным(аморфным) состоянием. Пустоты, разделяющие микрофибриллы, в основном заполненымежклеточнымцементирующимвеществом– матриксом.

Матрикс состоит из разрушенных спиралей полипептидных цепей, удерживаемых вместе ковалентными связями внутри и межцепными водородными связями, солевыми связями и силами молекулярного притяжения Ван-дер-Ваальса.

Микрофибриллы, в свою очередь, делятся на протофибриллы, являющиеся спиральными переплетениями из цепей – спиралей (аминокислот). Внутри каждой микрофибриллы содержится 11 протофибрилл: 2 в центре и 9 по окружности.

97

Каждая протофибрилла включает в себя 3 альфа-спирали, перекрученные между собой. Альфа-спирали представляют собой спиральные аминокислоты.

Корковыйслой, находясьнепосредственноподчешуйчатым, представляетвместеснимвсюилиосновнуюмассувеществаволокна(переходныйволос, пух), исключаялишьостевыеволокнаимертвыйволос, в которых в той или иной степени развит третий сердцевинный слой, достигающий в некоторых из этих волокон таких больших размеров, чтооказываетсявнихпосвоеймассепреобладающим. Поаналогии с чешуйчатым слоем корковый состоит из значительно видоизмененных ороговевших эпидермальных клеток луковицы. В этих клетках также нет структуры и свойств, характерных для живых клеток. Клетки коркового слоя имеют вид не тонких пленок, а веретенообразной формы роговидных образований длиной около 80–150 мм с утолщением посредине до 2–10 мкм и заостренными обоими концами. Такие клетки расположены несколькими параллельными рядами, ориентированными своими продольными осями вдоль волокон, что придает корковому слою подобие волокнистой ткани. Это под- тверждаетсяприобработкеволокнавтечение3–5 минвслабом(примерно 3–5 %) растворе едкого натрия или едкого калия или даже после выдержки в течение нескольких часов в мыльной воде. При такой обработке волокна набухают, и частично разрушается вещество коркового слоя, что в конечном итоге позволяет при рассмотрении под микроскопом обнаружить продольную просвечивающуюся через чешуйки штриховатость коркового слоя, соответствующую границам соприкосновения друг с другом отдельных веретенообразных клеток и их групп. Эта особенность объясняется различной преломляемостью лучей света веретенообразными клетками коркового слоя и меньшей стойкостью кератина, из которого состоят периферийные части веретенообразных клеток. В отличие от чешуек в их утолщенной зоне сохранилась полость микроскопических размеров, в которой находилось клеточное ядро, хотя веретенообразные клетки не обладают обычными функциями живых клеток, в том числе и свойством роста. В связи с тем, что в процессе образования клеток коркового слоя ороговение не достигло такой степени, как при образовании чешуек, обнаруживается меньшая стойкость коркового слоя по сравнению с чешуйчатым к внешним физико-химическим влияниям. Между чешуйчатым и корковым слоями находится непрерывная пленка (мембрана), которая называется субкутикулой и является

98

самостоятельным структурным элементом шерстяного волокна и отличается по аминокислотному составу от химического волокна в целом. Субкутикула менее упругая, чем волокно в целом, но в химическом и механическом отношении более стойкая и более эластичная, чемкорковыйслой. Небезоснованийможноутверждать, чтоэта физико-химическая особенность шерстяных волокон является одной из причин эластичности и стойкости шерсти, а также изделий из нее против сминания. От концентрации меланина, расположенного в веретенообразных клетках коркового слоя, зависит естественная окраска шерстяных волокон. Степень развития коркового слоя в пуховых волокнахдостигает90 %, вости– 60–70 %, авмертвомволосе– толь- ко5–6 %. Вэтомслоенакапливаетсяосновноеколичествосеры. Корковый слой заключает в себе основные свойства шерсти: крепость, растяжимость, упругость, эластичностьидр.

Сердцевинный слой, или сердцевина (мозговой канал, серд-

цевинный канал), – третий от поверхности слой, в значительной мереотличающийсяотчешуйчатого, корковогослоевпреждевсего тем, что он обнаруживается лишь в остевых и мертвых волокнах, а в пуховых и в большинстве переходных волокон он, как правило, не обнаруживается. Этот слой, составляющий центральную часть волокна, представляетсобойнеплотнуюткань, асильнопористую, рыхлую, с содержанием воздуха в большом количестве полостей, стенки которых состоят из плотного рогового вещества. Нет абсолютных доказательств того, что в образовании этого слоя участвуют как эпидермальные, так и соединительнотканевые слои кожи. По всей вероятности, происходит не только ороговение клеток, но и механические процессы, вызывающие изменения в их объеме и форме, включая разрывы и появления полостей в этом слое. По длине волокна толщина и степень развития сердцевины подвержены большой изменчивости главным образом в связи с получением шерсти от различных пород или их групп с одновременными большими индивидуальными вариациями в пределах породы. К тому же в пределах волокна колебания в развитии сердцевины также характерны. Несмотря на то, что не доказано влияние внешних факторов и в том числе фактора кормления на образование и развитие сердцевины, установлено, что при ухудшении кормления овец сердцевинный слой недоразвивается, и даже его образование полностьюпрекращаетсянаучасткахволокон, выросшихвпериод недостаточного поступления в кровь питательных веществ.

99

Какпористая, воздухоноснаяткань, сердцевинаспособствуетснижению теплопроводности шерстяных волокон и повышению их гигроскопичности, что имеетважное технологическое и биологическое значение. При прочих равных условиях волокна с сердцевиной уступают бессердцевинным по следующим основным технологическим свойствам шерстяных волокон: крепости, растяжимости, мягкости, цвету, эластичности, гибкости, извитости, обусловливающим прядильные качества шерсти, но превосходят их в предохранении животных от переохлаждения зимой и от перегрева летом. В некоторых волокнах на долю сердцевины приходится до 15 % массы волокон. Определеннаядефектнаяшерстьибольшаячастьволосаимеютсердцевинный слой клеток, или мозговое вещество. Такая шерсть называется модулированной (имеющей сердцевину) шерстью. Наличие сердцевинного слоя отражается на качестве шерсти, а именно, цвете, мягкостииэластичности.

Геометрическаяформаволокон. Напоперечномсечениишер-

стяные волокна имеют округлую форму: эллипсовидную, неправильного круга, иногда почти круглую. Поэтому видимые и измеряемые поперечные размеры лежащего волокна зависят от его положения.

По мере утонения шерстяных волокон их форма все больше приближается к цилиндрической, и при этом их поперечные срезы напоминают круги. И, наоборот, по мере утолщения шерстяных волокон их поперечные срезы все больше и больше отклоняются от формы круга и нередко имеют очень неправильные контуры. Форма поперечного сечения волокна является важным показателем прядильных свойств шерсти. Ибо шерстяные волокна, по форме сильно уклоняющиеся от цилиндров, имеют худшее расположение в пряже. Весьма важно также, в каких сочетаниях при прядении шерсти находятся волокна, отличающиеся между собой по форме своих поперечных сечений.

Типы шерстяных волокон

По внешнему виду, морфологическому строению и технологическим свойствам различают следующие типы шерстяных волокон: пух, ость, переходный, сухой, мертвый и кроющий волос и песигу (рис. 16).

100