第一节 纺织纤维
纺织纤维是指具有可纺性和一定强力、柔韧性和细度(长度远大于细度)的物质,可用以制造纺织品的天然纤维和化学纤维是生产纺织面料的基本原料。作为纺织纤维,应具备以下性能:良好的物理力学性能,一定的细度和长度,良好的保温性,一定的吸湿性和透气性,一定的化学稳定性和一定的染色性能。
纺织纤维的分类可从下图中一目了然。要说明的是,利用现代生物工程技术培育出的彩棉、改性羊毛和蚕丝,还有一些在“七大纶”基础上研发出来的差别化纤维、功能性纤维、改性纤维等诸多新型纤维,因篇幅有限未能在纺织纤维分类中一一列举。
一、天然纤维
天然纤维是自然界生成或形成的适用于纺织用的纤维材料。天然纤维来源于自然界,天然纤维包括以下几种。
1.纤维素纤维(或称植物纤维)
其中最常见且用量最大的是种子纤维,例如棉;其次是韧皮纤维,例如苎麻、亚麻、黄麻、大麻等;此外,还有叶纤维,例如蕉麻;果实纤维,例如椰子纤维。
棉纤维细长柔软,手感温暖,吸湿性好,而且穿着舒适,不易产生静电。染色性好,风格自然朴实。棉纤维耐碱不耐酸,在烧碱的作用下,棉纤维的直径膨胀,长度缩短,面料发生强烈的收缩,若此时施加张力,棉纤维面料会变得平整光滑,能改善其染色性能和其光泽。棉纤维面料的缺点是弹性差、不挺括、易起皱。
麻纤维面料的吸湿性好,吸湿和放湿都很快,且导热性好,挺爽,穿着出汗后不贴身,尤其适合做夏季服装面料。麻纤维面料的缺点是弹性差、比较粗硬、易起皱、毛羽与人的皮肤接触会有刺痒感。
2.蛋白质纤维(或称动物纤维)
最常见的是羊毛、驼毛、兔毛等动物的毛发,此外,蚕丝(包括桑蚕丝、柞蚕丝)也属于蛋白质纤维。
羊毛纤维面料手感柔糯,触感舒适,但贴身穿会有刺痒感,毛纤维面料的弹性好,保型性好,有身骨不易起皱,其热导率低,保暖性好,是理想的冬季服装面料。羊毛的耐酸性比耐碱性好,所以不能用碱性洗涤剂洗涤。
蚕丝的触感柔软舒适,光泽优雅悦目,纤维的吸湿性好,穿着舒适,染色后的色泽鲜艳,丝织物较轻薄,一般适用于做夏季服装面料。
二、化学纤维
化学纤维是指通过化学方法和物理方法制成的纤维,包括以下三大类。
1.再生纤维(或称人造纤维)
再生纤维是指利用天然的高分子化合物为原料,经过一定的加工,如溶解或熔融而纺制成的纤维,如黏胶纤维、铜氨纤维、大豆纤维、花生纤维等。其中大量使用的是黏胶纤维,这种纤维的吸湿能力优于棉,且导热性好,穿着凉爽舒适,不易产生静电,也不易起毛起球,其手感柔软平滑,悬垂性好,但其强力尤其是湿强力较差,面料的尺寸稳定性差,起皱严重且不易回复,使用时应注意服装的保养。
2.合成纤维
合成纤维是以煤、石油、天然气中的低分子化合物为原料,通过聚合的方法制得的高分子化合物,经过溶解或熔融形成纺丝液,然后从喷丝孔喷出,凝固形成纤维。包括常见的涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶和氨纶等。
合成纤维有以下共同特征:纤维的均匀度好;吸湿性差,洗可穿性好,舒适性不如天然纤维,且易起静电;纤维的强度高,弹性好,制成服装结实耐用,合成短纤面料易起毛起球;化学稳定性好,不霉不蛀,耐气候性好;大多合成纤维热定型性好,具有热收缩性和热塑性;一般光泽较强,但可人为控制和调节。
3.无机纤维
无机纤维包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、石棉纤维等都是从矿物中经加工获得的(也有人称为矿物纤维),除了金属纤维可以用于生产防静电织物和作为防辐射织物面料外,无机纤维一般不用作服装面料。这几种纤维在工业上的用途则较多。
三、新型纤维
新型纤维是指近年来研发出的新型纺织纤维,其品种越来越多,主要包括以下几种类型。
1.新型天然纤维
包括彩棉、彩丝、彩色羊毛、竹原纤维、菠萝纤维等。
2.新型再生纤维
包括天丝(Tencel)、莫代尔(Modal)、富强纤维(Polynosic)、丽赛(Richcel)、竹浆纤维、圣麻纤维、大豆蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维、甲壳素纤维和海藻纤维等。
3.新型合成纤维
新型合成纤维包括差别化纤维和功能性纤维。
(1)差别化纤维:包括高吸湿涤纶、异形纤维、超细纤维、中空纤维等。
(2)功能性纤维:包括舒适型合成纤维,如美国杜邦的Coolmax;空调纤维Outlast;能生物降解的聚乳酸纤维PLA;能用阳离子染料上染的改性聚酯纤维;能不在空气中燃烧的高强度的阻燃纤维芳纶1414(PPTA)和芳纶1313(PMIA);氨纶弹性纤维(Spandex、Lycra、Elastance);聚烯烃弹性纤维DOW XLA;新型聚酯纤维(PTT、PBT、T-400);新型改性聚酰胺纤维(Tactel)系列等。
四、纺织纤维的鉴别
在织物分析时,常需要对织物中的纤维品种加以鉴别。鉴别纤维的方法很多,归纳起来可分成两类。一类是感官鉴别法,即通过人的感觉器官(不需要任何药品和仪器)凭经验来鉴别。这种方法适用于纯纺或交织产品,虽简单易行,但准确度不高,只能作初步参考,可供广大读者在选用衣料或需要识别织物组成时做粗略判断。另一类方法是利用纤维的各种不同物理性质、化学性质,通过试验加以鉴别。常用方法有燃烧鉴别法、溶剂溶解鉴别法、试剂显色鉴别法、显微镜鉴别法等。这类鉴别法比感官鉴别法准确、可靠。对混纺织物品种,一般需要几种方法配合使用,进行综合的定性和定量分析,才能得到确切的结论,这需要化验室人员或纤维检验专业人士使用专业仪器才能完成。
1.燃烧法
最简单、快速、实用的纺织纤维鉴定法当属燃烧法。燃烧法是根据纤维靠近火焰、接触火焰和离开火焰时的状态以及燃烧时所产生的气味和燃烧后的残留物的特征来辨别纤维类别的,是纺织品贸易从业者都容易掌握并简单易行的方法。但这种方法只能粗略地区分出纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维三大类。
在用燃烧法鉴别纺织纤维时,用镊子夹住一束待鉴别的纤维,缓慢地移近酒精灯火焰,仔细观察纤维在接近火焰时、在火焰中和离开火焰时的燃烧状态,用嗅觉辨别燃烧时产生的气味,并观察灰烬特征,对照下表中各种纺织纤维燃烧状态的描述就可以粗略地鉴别出纤维的类别。
各种纺织纤维的燃烧状态
续表
当然,这种最简单的鉴定方法只能粗略地对单一成分做出初步判断。近年来随着全球纺织科学的进一步发展,新型再生纤维素纤维、蛋白质纤维、改性纤维等新型纤维层出不穷,这些纤维在形态、溶解性、熔点等方面与传统纤维虽均有相似之处,但同类纤维由于产地、加工工艺等不同,其形态也会发生变化,给鉴别带来困难。燃烧法并不能将化学纤维中同一大类中的小品种区分开,例如,竹浆纤维和黏胶纤维同属再生纤维素纤维,两者的燃烧特征基本相同,非常难分辨,虽然也有实验表明两者的残渣不一样,竹浆纤维的燃烧残渣是深灰色的,而黏胶纤维的是灰白色的,但是这只有专业人员才可能分辨得出,因此,具体认定还需要显微镜法或溶解法加以辅助。
综上所述,燃烧法比较适用于纯纺织物和交织物,不适用于混纺织物(多组分织物),也不适用于经过防火或阻燃整理的织物品种。
2.显微镜法
显微镜法适用于纯纺、混纺和交织产品中的植物纤维、动物纤维、矿物纤维和化学纤维的鉴别,但对横截面和纵向外观相差不多的纤维不易区分,常用来鉴别棉、毛、丝、麻等天然纤维。