ملخص عن الحرير الطبيعي

 مقدمة – اكتشاف الحرير و انتشاره

لقد نشأت صناعة تربية دودة القز و صناعة الحرير في الصين حيث تتكون خيوط الحرير عندما تقوم الدودة ببثق الخيوط و نسجها حول نفسها لصنع شرنقة تتحول فيها إلى فراشة , و يتم بثق مادة الحرير من جسم الدودة في خيط واحد مستمر من بدايته إلى نهايته ،
اكتشف الصينيون هذه العملية و عرفوا قيمة الحرير و خيوطه التي تنسجها الدودة و قاموا بالمحافظة على سر الطريقة لمئات السنين . و يرجع الفلكلور الصيني بداية اكتشاف الحرير إلى الأميرة ( سي لينج شي ) التي تعرفت عليه في عام 2650 قبل الميلاد , و طبقا للأسطورة فإن الأميرة راقبت الديدان و هي تغزل الحرير لتصنع الشرانق بينما كانت موجودة في حديقتها ثم حاولت فك الخيوط الطويلة و قد نجحت في ذلك بعد إجراء العديد من المحاولات و التجارب ثم أمرت خادماتها أن ينسجن لها قماش جميل و رائع من تلك الخيوط الحريرية كأغطية للرأس و أثواب جميلة , و نتيجة لهذا العمل فإن الشعب الصيني قدر لها هذا العمل الرائع و كافأها عليه باختيارها أحد آلهة الصين القديمة

على الرغم من القيود و الحراسات التي صاحبت إنتاج الحرير إلا أن العديد من الأمم الأخرى استطاعت بطريقة أو بأخرى الحصول على ديدان الحرير . فقد قيل أن اليابانيين قاموا باختطاف أربعة فتيات من الخبراء في صناعة الحرير و أجبروهم على إفشاء سر هذه الصناعة , كما قيل أن إحدى الأميرات حملت معها بيض دودة الحرير و بعضاً من بذور شجرة التوت عندما غادرت الصين للزواج من أمير في مملكة أخرى ( حيث خبأت البيوض و البذور في شعرها )
و في فترات متأخرة أي القرن السادس الميلادي في عام ( 555 م ) تمكن الإمبراطور البيزنطي (جاست ينيان ) الذي أرسل اثنين من الزهاد أو النساك إلى الشرق لمعرفة كيفية أنتاج و نسج هذه المنسوجات اليدوية الرائعة , ثم رجع هؤلاء الزهاد إلى الإمبراطور حاملين معهم بيض دودة الحرير و بذور شجرة التوت في عصيهم المجوفة التي يستندون عليها , و من خلال هذه البذور ازدهرت صناعة الحرير في المملكة البيزنطية , و انتشرت تربية ديدان الحرير و إنتاج الحرير إلى إيطاليا ثم فرنسا و بعد ذلك في العديد من دول العالم
و لكن تجارة الحرير كانت منتشرة قبل ذلك بكثير أي قبل 3000 سنة و الفضل الأكبر في ذلك يعود إلى طريق الحرير

و فيما يلي مخطط لطريق الحرير عام 150 م و أهم المدن التي يمر فيها من الصين و حتى أوروبا و الطرق الفرعية أيضا عن طريق الحرير و امتداداتها

الشكل (1): طريق الحرير عام 150م

الحرير و الحشرات التي تنتجه 

ينشأ الحرير و يخزن كسائل بروتيني في الغدد اللعابية في رأس الحشرة , و عند الحاجة إليه ينقل هذا السائل عبر أنابيب دقيقة إلى الفوهة الغازلة الموجودة تحت أجزاء الفم لمعظم الحشرات على عكس العناكب حيث توجد هذه الفوهة في الخلف على سطحها السفلي . تعتبر دودة القز المنتج الرئيسي للحرير و لكن هناك بعض الحشرات الأخرى التي تفرز الحرير الطبيعي و لكنها ذات كمية لا تذكر و أهميتها محلية فقط لذلك يمكن القول أن الحشرات التي تنتج الحرير هي

دودة القز SILKWORM

و هي المنتج الرئيسي لهذه المادة و سندرسها بالتفصيل لاحقا

الشكل (2) : دودة القز

 العناكب SPIDER 

يتميز حرير العناكب بقوته و مرونته حيث يوصف بأنه أقوى من الفولاذ و مرن أكثر من المطاط . مثالي للاستخدامات الطبية والصناعية  و نسعى الأبحاث لمحاكاة عملية غزل العنكبوت لهذه الخيوط من أجل تقليدها

الشكل (3) : عنكبوت

 يرقة العث الغجري GYSPY MOTH LARVAL

تستعمل هذه اليرقة غير القادرة على الطيران المليئة بالشعر الحرير من أجل التنقل , حيث تستخدم خيط الحرير كمظلة من أجل أن يحمله الهواء لمسافات بعيدة تصل إلى أميال عدة

الشكل (4) : يرقة العث الغجري

 دودة الخريف FALL WEBWORM 

كمثال عن العديد من الحشرات التي تقوم بـيسروعاتها ببناء خيمة من الحرير من أجل الراحة و الحماية من الأعداء الطبيعيين و الظروف الجوية مثل المطر و الهواء , في مناطق مناسبة لها من حيث الطعام

الشكل (5): دودة الخريف تحت خيمة حرير

 أنواع أخرى

مثل اليسروع ذو العش البشع و غيره من الحشرات التي تقوم باستخدام أوراق الأشجار و الحرير من أجل بناء أعشاش و مأوى لها

الشكل(6): مأوى من الأوراق و الحرير 

 إنتاج الحرير

يأتي الحرير الطبيعي الخام معظمه من دودة القز ( Mulberry Silk Worm ) , من الشرنقة التي تكون على شكل بيضوي تغلف الدودة نفسها بها قبل أن تتحول إلى فراشة , و يسحب الحرير من الشرنقة على شكل خيوط بطول مستمر هي الحرير الخام
و في جنوب الصين حيث المناخ الدافئ و أوراق التوت التي تتغذى عليها دودة القز متوفرة طوال العام , يمكن الحصول على اثنين حتى ستة مواسم في العام الواحد , أما في البلاد الأخرى فإن محصول الشرانق يكون عادة مرة واحدة في العام
تعيش الفراشة التي تخرج من الشرنقة أياما قليلة تضع فيها الأنثى البيض للجيل الجديد من الدود على قطع من الورق أو القماش , ثم تموت بعد ذلك . و في حال الحصول على عدة محاصيل في العام الواحد تجرى عملية الفقس للبيض مباشرة بعد وضعه . أما في حالة المحصول الواحد في العام فإن الفقس يؤجل متى يتوفر محصول ورق التوت الطازج في الموسم التالي مما يتطلب الاحتفاظ بالبيض لمدة ستة أشهر في حاضنات مبردة صناعيا و في الربيع يفقس البيض بتركه لمدة شهر في صواني خاصة في درجة ( 20 – 30 ) درجة مئوية. و بعد أن يتم الفقس يرش ورق التوت الغض المفروم جيداً في صواني الفقس يبدأ الدود الصغير الناتج في التغذية و يزداد وزنه و حجمه بسرعة ملحوظة حتى يتم نموه في مدة خمسة أسابيع تقريبا و يكون طول الدودة بعد الفقس ( 3 ) مم و عندما يتم النمو يكون الطول (90) مم و وزنها ( 5 ) غرام , و بعد ( 24 ) ساعة من امتناع الدودة عن الأكل يتحول لونها الأخضر إلى لون شفاف عند الرقبة وعندها تبدأ الدودة في إخراج خيط الحرير من فوهة برأسها . و يكون الخيطان ملتصقين بمادة صمغية ( Silk Gum ) , و بعد أن تضمن الدودة استقرار مكانها تبدأ في تغليف نفسها بخيوط الحرير و التي قد يصل طولها إلى ( 1800 ) متر , حيث تفرزها و ترصها حولها طبقة فوق طبقة حتى يكتمل بناء الشرنقة فتتوقف عن الإفراز عندما تنفذ المادة المكونة للحرير
يتم بناء الشرنقة في مدة ثلاثة أو أربعة أيام(72 ساعة) تتحول الدودة بعدها إلى يرقة , ثم بعد أسبوعين أو ثلاثة تتحول اليرقة إلى فراشة حية تكسر الشرنقة لتفتح لها طريقا إلى الخارج , و تقوم بوضع البيض لتحفظ النسل و تكرر الدورة
و بالتالي يمكن القول أن دورة حياة الدودة عبارة عن أربع مراحل رئيسية كالتالي

الشكل(7):دورة حياة دودة القز

و في حال ثقب الشرنقة لخروج الفراشة تنقطع الخيوط المستمرة و بذلك لا يمكن سحبها من الشرنقة في صورة خيوط بطول لا نهائي بل يمكن الحصول في هذه الحالة على خيوط قصيرة ( Staple Fiber ) و يسمى الحرير في هذه الحالة حرير ( الشاب )
و للحصول على خيوط مستمرة يجب قتل الفراشة قبل أن تكسر الشرنقة و ذلك بوضع الشرنقة في ماء ساخن عند الدرجة ( 70 – 80 ) درجة مئوية
يتم إفراز الحرير من خلال جسم الدودة بواسطة غدتين لعابيتين متناظرتين , تتألف من أربعة مناطق منفصلة و هذا النظام الغددي لدودة القز كما يلي

الشكل ( 8 ) : النظام الغددي لدودة الحرير

1 – المنطقة الخارجية (1) : و التي تتشكل فيها مادة الفيبرون اللزجة .

2 – المنطقة (2) : التي تجمع مادة الفيبرون فيها و تفرز المادة الصمغية( السيرين ) .
3 – المنطقة (3) : تتم فيها عملية الغزل و تتكون من مغزلين متوازيين , تحدث فيها عملية ترقيق (تنعيم) للمادة اللزجة و توجيه السلاسل الجزئية الشعرية التي تغلف بمادة السيرين الصمغية .
4 –المنطقة (4) : منطقة التقاء المغزلين و بثق (إفراز) المادة الخيطان بوسط حمضي و يلتحم الخيطان بمجرد تعرضهما للجو الطبيعي

كما و تخرج مادة السيرين من غدتين أخريين غير غدتي إفراز الحرير و توجدان بجانب بعضهما البعض .

التركيب الكيميائي للحرير

يتكون الحرير أساسا من مادة بروتينية ( الفيبرون ) ( Fibroin ) و من مادة صمغية (سيرين) (Siricin ) و تكسب الحرير اللون الذهبي بالشكل التالي:

الشكل(9) : مقطع بخيط حرير
الشكل (10): بنية الحرير السيرين و الفيبرون

I – السيرين , II – ألياف الفيبرون , III – ألياف ثانوية

1– غلاف سيرين , 2– طبقات السيرين , 3– غلاف الفيبرون , 4– طبقات الفيبرون , 5– لب الفيبرون
A – منطقة اللب , B – طبقة الألياف , C – الغلاف
a- ليف أولي , b- ليف دقيق , c- ليف ماكرو , d – حبل ليفي
أما نسب المواد الكيميائية فهي كما يلي
الفيبرون 75 %
السيرين 23 %
شمع و دهون 1.5 %
أملاح و دهون 1.5 %
لذا يعتبر الفيبرون المادة الأساسية التي يتكون منها الحرير الطبيعي و هي في طبيعتها تماثل مادة الكيراتين في الصوف لكنها لا تحتوي على الكبريت في بنية الفيبرون , حيث يحتوي الفيبرون على العناصر التالية
– كربون ( 48 – 49 ) %
– هيدروجين 6.5 %
– نتروجين 18 %
– أكسجين 27.5 %

و البنية الكيميائية له كالشكل التالي

 طريقة فك الحرير من الشرانق 

تعرف الخيوط الناتجة من عملية فك الحرير بالخيوط المفردة الخام , و هي تمثل الحرير الطبيعي الخام . و النمرة الأكثر شيوعا للخيوط المفردة هي (( 13 – 15 )) دنيير , و هذا يتطلب تجمع الخيوط من خمسة أو أكثر من الشرانق حسب نعومة الخيوط الموجودة .تبلغ نمرة الخيط منزوع السيرين 1-3 dtex أي (15 – 25 ) ميكرون
في عملية الفك ينصهر الصمغ الموجود بين الخيوط بفعل الماء الساخن ( 80 – 90 ) درجة مئوية مم يسهل سحبها من الشرانق . و عندما تجف المادة الصمغية تساعد على التصاق الخيوط المجمعة في الخيط بدون إضافة أي برمات مما يعطي خيطا متماسكا و صالحا لعمليات النسيج
و يتم استخلاص الحرير من الشرانق إما بطريقة منزلية أو بطريقة آلية , و تسحب الخيوط من عدد من الشرانق يتوقف على نمرة الخيط المطلوب و تتجه للأعلى لتمر خلال دليل ثم تلف الخيوط على عجلة تدوير سداسية تلف على شكل شلة . و يبلغ محيط الشلة الناتجة (132.08) سم , و تدور بسرعة ( 75 – 90 ) دورة / دقيقة و تختلف باختلاف متانة الخيط تساعد عملية التفاف الخيط هذه على نفسه على توزيع المادة الصمغية بانتظام على طول الخيط و إلى جعل الخيط ذو قطاع دائري مما يرفع الجودة . و للمحافظة على شكل الشلة , تربط عرضيا بخيط و بذلك تكون جاهزة للتسويق
و إذا لم يكن هناك التفاف فإن الخيط يكون ذو سطح خشن بسبب عدم انتظام الطبقة الصمغية التي تغطيه و الخيط لن يكون اسطوانيا بل شريطيا

الشكل ( 11 ) : عملية حل و تشكيل خيوط الحرير
الشكل ( 12 ) : شلل الحرير الخام المسوق

توجد أنواع متعددة و كثيرة من الخيوط الحريرية تستعمل في تصنيع معظم المنتجات الحريرية , و تختلف مواصفاتها حسب عدد الخيوط التي تتألف منها هذه الغزول و أهم هذه الأنواع في سوريا هي:

– خيط حرير نمرة 20/22 دنيير و يتألف من خيوط مستمرة من 8-9 شرانق
– خيط حرير نمرة 26/28 دنيير و يتألف من خيوط مستمرة من 10-11 شرنقة
– خيط حرير نمرة 30/35 دنيير و يتألف من خيوط مستمرة من 12-14 شرنقة
– خيط حرير نمرة 40/45 دنيير و يتألف من خيوط مستمرة من 16-18 شرنقة

حيث أن الدنيير
هو عبارة عن الوزن بالغرام لكل تسعة كيلو مترات من الخيط , و هو ترقيم وزني ( مباشر ) و يستعمل للخيوط الصنعية و الحرير

 المواصفات الميكانيكية و الفيزيائية و الكيميائية للحرير 

 المتانة و الاستطالة
يعتبر الحرير واحدا من أقوى الألياف الطبيعية حيث تصل قوة الشد إلى (2.5-5 ) cN/dtex أي ما يقارب الخيوط الصنعية و تبلغ الاستطالة ( 13 – 20 ) % . تقل المتانة بالرطوبة بنسبة ( 10 – 25 ) % .

 المظهر الميكروسكوبي
يلاحظ أن المقطع العرضي عموما مثلث الشكل ذو أركان دورانية و أحيانا يكون مستدير أو بيضاوي أو غير منتظم
أما بالاتجاه الطولي فإن خيوط الحرير غير منتظمة الكثافة الخطية حيث لها شكل شبيه بالقضبان الناعمة الشفافة مع و جود انتفاخات أحيانا أو عدم تماثل
و يختلف الكثافة الخطية من جزء إلى آخر حسب مكانه في الشرنقة فنجد أن الجزء الأول هو الأكثر سمكا (حوالي 3 دنيير ) و يستمر كذلك بطول ( 200 – 300 ) م ثم يقل الكثافة الخطية بعد ذلك حتى يصل إلى ( 2 دنيير ) بعد حوالي ( 600 – 700 ) م و بعد هذا الطول تصبح الخيوط رفيعة جدا لدرجة يصعب فكها و بذلك تكون نسبة طول الخيوط التي يمكن فكها من الطول الكلي تبلغ حوالي 60% من الوزن الكلي للحرير

الشكل (13 ) : مقطع عرضي لألياف الحرير و مظهر طولي لها

 اللماعية

لماعية الخيوط المزال عنها الصمغ عالية جدا , حيث أنه بسبب مقطعها المثلثي الشكل يعطي لمعة أكثر من باقي الخيوط الطبيعية . كما تساعد الأملاح المنحلة في مادته اللاصقة على اللماعية

اكتساب الرطوبة و الامتصاص
الحرير له امتصاص جيد و تصل نسبة اكتساب الرطوبة إلى 11 % بالجو العادي مما يجعل الملبوسات المصنوعة منه مريحة في الارتداء . أما بجو رطوبته النسبية 100% فيمتص 30% دون أن يبتل .

الكثافة
تصل كثافة الحرير المنزوع السيرين إلى 1.25 غ/سم3 أما بدون نزع السيرين 1.37 غ/سم3 و يمكن صنع منسوجات خفيفة الوزن من الحرير نظرا لصغر قطر الخيوط و تماسكه القوي

 المرونة و الرجوعية
تمتاز ألياف الحرير بالمرونة الجيدة و الرجوعية المتوسطة و يعتبر التخلص من التجعد بطيئاً و ليس جيداً

ثبات الأبعاد
الحرير جيد من ناحية ثبات الأبعاد فلا يحدث لألياف الحرير أي شد أو انكماش مؤثر في الأبعاد

 التوصيل الحراري و الكهربائي
الحرير منخفض التوصيل الحراري و لذلك فإن الأقمشة المنسوجة منه يمكن أن تصبح دافئة نسبيا . و مع ذلك يمكن صناعة ملبوسات خفيفة الوزن منه تناسب في استعمالاتها فصل الصيف الحار
و التوصيل الكهربائي ضعيف و بالتالي تعمل الأنسجة على بناء شحنات كهربائية ساكنة و خصوصا في الجو الدافئ

قابلية الاحتراق و تأثير الحرارة
يحترق الحرير عند التعرض للهب , و عند إبعاد اللهب عنه لا يستمر في الاشتعال و لذلك لا يمكن اعتباره قابل للاحتراق
يتلف الحرير بالحرارة الجافة و يجب كيه عند درجات حرارة منخفضة و توضع فوقه قطعة قماش مبللة بالماء

الخواص الكيميائية و تأثير المواد
الحرير مادة حساسة لفعل القلويات , مثل بقية الألياف البروتينية و لكنه يتلف ببطء أكبر من الصوف و للأحماض قدرة كبيرة على إحداث تلف لألياف الحرير بشكل يفوق ما يحدث لألياف الصوف
يتميز فيبرون الحرير بأنه حمضي قلوي أي ( أمفتوري ) أي ذو أيونات ثنائية الشحنة . محب للماء بسبب وجود حمض الأمين
رابط حمضي


رابط أساسي


تزداد قوة الروابط الحمضية بزيادة حمضية الوسط
و تعمل مواد التنظيف المحتوية على الكلور على تغيير طبيعة الألياف و لكن يمكن استخدام بيروكسيد الهيدروجين أو أي مواد تبييض من نوع البرواكسجين
المذيبات العضوية الكيميائية المستخدمة في التنظيف الجاف لا تسبب الضرر للحرير . يسبب العرق تغير في طبيعة الحرير . و كما يسبب العرق تأثير سلبي على الصبغات مما يعمل على إزالة الألوان بعد التعرض المتكرر

 الحشرات و الكائنات الحية الدقيقة
لا يعاني الحرير من الفطريات و العفن كما أن العتة لا تضر الحرير النظيف , إلا أن خنافس السجاد يمكنها مهاجمة المنسوجات الحريرية و إتلافها

 الظروف البيئية المحيطة
تعمل أشعة الشمس على تغيير طبيعة الحرير بشكل أسرع من الصوف مسببة اصفرار المنسوجات . كما أن التقادم يؤثر على قوة الألياف و لذلك يراعى عند تخزين المنسوجات الحريرية أن تحفظ في أماكن بعيدة عن الضوء

 الصباغة
إن الأصناف التي تصبغ الحرير هي الصباغ الحمضي , المباشر , و النشطة بشكل أساسي أما بقية الأصبغة مثل الكاتيونية, و الإنديكو فإنها تستعمل و لكن في حالات خاصة

زوي الخيوط الحريرية

و ذلك لزيادة الكثافة الخطية الخيوط الحريرية و زيادة متانتها و إعطائها شكلا مفنناً . و هنالك غاية أخرى من الزوي و هي إظهار النقشات بشكل واضح حيث أنه في حال وجود نقشة فيها نقطة من لون معين و محيطها من لون مغاير , فإن زوي هذا الخيط المستعمل فيها يظهر هذه النقطة بشكل واضح في النقشة
و على سيبل المثال نورد فيما يلي بعض أشكال للخيوط الحريرية المبرومة و المزوية و المفننة مع عدد البرمات لكل منها

الشكل (14) : عدد من أنواع الخيوط لحريرية و برماتها و اتجاه هذه البرمات

المراجع

الخامات النسيجية د . محمد أحمد سلطان

 الحرير في سوريا د . ريم منصور الأطرش

 تكنولوجيا الألياف الصناعية محمد إسماعيل عمر

 Encyclopaedia of textile finishing, Prof.Hans-KarlRouette

Insect-Produced Silk From Textiles to ”Tensts”, Douglas C Allen, The New York  Forest Owner 37:6, 1999.

————————————————————————————–

Uttu-Textiles //Yousef & Hasan// : 9th November 2012

يرجى الاشارة للمرجع عند الاقتباس

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s