第一节　天然纤维

大自然中能够称作纤维的有成千上万种，但是目前能够被纺织工业广泛使用的天然纤维也就是十几种，而其中以棉、毛、丝、麻使用最为广泛。天然纤维最大的特点是外观形态以及力学性能等方面的离散性很大，这给纺纱带来很多特殊的问题。喷气涡流纺由于特殊的纺纱方式，对天然纤维的可纺性能有着更高的要求。

一、棉纤维

从外观形态上来讲，棉纤维最大的优点是纤维的直径细，其缺点是纤维长度偏短且纤维整齐度偏差。从纺纱的原理来讲，在其他条件相同时，纤维越长，其构成纱线的力学性能越好。在保证成纱具有一定力学性能的前提下，棉纤维的长度越长，纱线的毛羽就越少，条干等方面的指标也就越好，所以，纤维主体长度成为决定棉花价值的重要因素。因喷气涡流纺纺锭到前罗拉握持中心最小距离为18.5mm，且喷气涡流纺纺锭孔直径较小，为防止棉籽皮杂质堵纺锭等问题出现，喷气涡流纺适合生产精梳棉纤维。棉纤维经清梳工序的打击梳理与并条工序的牵伸后，部分纤维会受损造成短绒增加，故建议配棉时采用原棉主体长度大于26mm的棉纤维。棉纤维长度26～29mm可纺20～40英支纱，长度29mm以上的可纺40～50英支纱，棉花的短绒率建议不超过16%。棉纤维的马克隆值应控制在4.0～4.5，可以改善涡流纺的纱线强力；棉纤维长度过短会造成涡流纺落棉过多，马克隆值过大会造成纱线强力弱环较多，断头增加。

由于棉纤维优良的性能特点，种植棉花的区域也比较多，因此，棉花的种类很多。按照棉花的品种可以分为细绒棉、长绒棉和粗绒棉。在我国长江、黄河中下游地区生长的细绒棉，纤维线密度和长度中等，一般长度为23～35mm，受生产环境和气候的影响，线密度为1.43～2.22dtex，强力在4.5cN左右。长绒棉又称海岛棉，主要在新疆、广州等地生长，纤维细而长，一般长度在33mm以上，强力在4.5cN以上。长绒棉品质优良，线密度在1.54～1.18dtex（6500～8500公支），是棉纤维中的优质资源，因此，可以纺制喷气涡流纺高档的优等棉纱。喷气涡流纺选配棉花时，应结合客户的品质要求和实际的棉花品质情况，做到长绒棉和细绒棉的合理选配。粗绒棉又称草棉，主要分布在印度以及中国的西北内陆地区，纤维粗而短，长为15～24mm，线密度为2.5～4.0dtex，不适合生产喷气涡流纺纱线。进口棉（如美棉、澳棉、巴西棉等）可根据实际的棉花品质情况以及客户的需求进行选配使用。

二、麻纤维

麻纤维种类也很多，主要以亚麻、苎麻、大麻、黄麻、罗布麻为主。麻类纤维的主要特征是细度相对偏粗，缺少卷曲、纤维模量偏高、刚度较大、纺纱毛羽多、纺高支纱难度大。喷气涡流纺可采用亚麻纤维。

麻类纤维中亚麻的特点是相对较细，单纤维细度一般在12～17μm，但纤维的长度较短，为17～25mm。从力学性能来看，亚麻比较硬脆、刚性大、弹性低、抱合力差、纤维断裂与伸长率小，纤维可纺性较差，成纱支数也难以提高。所以，亚麻纤维生产喷气涡流纺纱需要与纤维素纤维混纺，且亚麻纤维比例建议不超过30%。为提高亚麻纤维在喷气涡流纺工序的可纺性，应使用脱胶效果好、麻皮含量少的高档亚麻，在棉纺设备上生产麻纤维，应在生产前对亚麻纤维进行充分的预处理，喷气涡流纺成纱支数也建议在40英支以下。

亚麻茎的结构由外向内分为皮层和芯层，皮层由表皮细胞、薄壁细胞、厚角细胞、维管束细胞、初生韧皮细胞、次生韧皮细胞等组成；芯层由形成层、木质层和髓腔组成。韧皮细胞集聚形成纤维束，有20～40束纤维环状均匀分布在麻茎截面外围，一束纤维中有30～50根单纤维由果胶等粘连成束。每一束中的单纤维两端沿轴向互相搭接或侧向穿插。麻茎中皮层占13%～17%，皮层中韧皮纤维含量为11%～15%。在皮层和芯层之间有几层细胞为形成层，其中一层细胞具有分裂能力，这层细胞向外分裂产生的细胞，可以逐渐分化成新的次生韧皮层；向内分裂产生的细胞则逐渐分化成次生木质层。木质层由导管、木质纤维和木质薄壁细胞组成，木质纤维很短，长度只有0.3～1.3mm，木质层占麻茎的70%～75%。髓部由柔软易碎的薄壁细胞组成，是麻茎的中心，成熟后的亚麻麻茎在髓部形成空腔。

亚麻单纤维包括初生韧皮纤维细胞和次生韧皮纤维细胞，纵向中间粗，两端尖细，中空、两端封闭无转曲。纤维截面结构随麻茎部位不同而存在差异，麻茎根部纤维截面为圆形或扁圆形，细胞壁薄，中腔大而层次多；麻茎中部纤维截面为多角形，纤维细胞壁厚，纤维品质优良；麻茎梢部纤维束松散。亚麻纤维横截面细胞壁有层状轮纹结构，轮纹由原纤层构成，厚度为0.2～0.4μm，原纤层由许多平行排列的原纤以螺旋状绕轴向缠绕，螺旋方向多为左旋，平均螺旋角为6°18′，原纤直径为0.2～0.3μm。亚麻纤维结晶度约为66%，取向因子为0.934。亚麻纤维物理性能特点如下。

1.纤维规格

亚麻单纤维的长度差异较大，麻茎根部纤维最短，中部次之，梢部最长。单纤维长度为10～26mm，最长可达30mm，宽度为12～17μm，线密度为1.9～3.8dtex。

2.断裂比强度与断裂伸长率

亚麻纤维有较好的强度，断裂比强度约为4.4cN/dtex，断裂伸长率为2.5%～3.3%。

3.初始模量

亚麻纤维刚性大，具有较高的初始模量。亚麻单纤维的初始模量为145～200cN/dtex。

4.色泽

亚麻纤维具有较好的光泽。纤维色泽与其脱胶质量有密切关系，脱胶质量好，打成麻后呈现银白或灰白色；次者呈灰黄色、黄绿色；再次为暗褐色，色泽萎暗，同时其纤维品质较差。

5.密度

亚麻纤维胞壁的密度为1.49g/cm3。

6.吸湿性

亚麻纤维具有很好的吸湿、导湿性能，在标准状态下的纤维回潮率为8%～11%，公定回潮率为12%。润湿的亚麻织物经过4.5h即可阴干。

7.抗菌性

亚麻纤维对细菌具有一定的抑制作用。古埃及时期，人们用亚麻布包裹尸体，制作木乃伊。第二次世界大战时，人们将剪碎的亚麻布蒸煮，然后用蒸煮液代替消毒水给伤员冲洗伤口。亚麻布对金黄葡萄球菌的杀菌率可达94%，对大肠杆菌杀菌率达92%。

三、竹纤维

竹纤维是我国自行开发的一种再生纤维素纤维，是21世纪特别优良的绿色环保纤维，已投入工业化生产。竹纤维又分为原生竹纤维（竹原纤维）与竹浆纤维两种，它具有天然纤维与合成纤维的许多优点，不仅干湿强度高，耐磨性与悬垂性好，其吸湿放湿性和透气性居各类纤维之首，具有优良的服用性能，穿着时倍感凉爽、舒适、透气，对皮肤无过敏反应，且有抗紫外线、抗菌护肤保健功能，是夏季服装首选的织物。

原生竹纤维截面呈扁平状，有中空腔和大小不等的孔洞，无皮芯层结构，纤维表面存在沟槽和裂缝，横向还有枝节，无天然扭曲。与棉、麻纤维的不同点是纤维中存在大量的大小不一的孔洞，这可能就是它质轻（相对密度仅为0.8dtex，麻纤维则为1.3～1.6dtex），手感柔软，吸湿导湿和透气性优良的原因之一。竹浆纤维纵向表面粗糙无扭曲，但有多条较浅的平行沟槽，横截面接近圆形，边缘有不规则的锯齿状，无皮芯结构，这种表面结构是与其纺丝成型条件有关的。竹浆纤维表面有一定的摩擦力，纤维的抱合力好，有利于纺纱。竹浆纤维手感柔软，吸湿放湿很快，透气性也好，干湿强度比棉、黏胶纤维均好，其断裂伸长率比棉高，比黏胶纤维低。竹纤维对酸、碱、氧化剂的耐受性稍差，这在染整加工时要尽量避免强碱、高张力及高温烘焙处理。

竹纤维还具有明显的抗菌抑菌功能，应用高新技术进行处理，能使竹纤维即使经受洗涤、日晒也不失去这种优良性能。竹纤维织物的抗菌性不同于用后整理剂赋予织物的抗菌性，因为化学合成的整理剂可能使人体皮肤产生过敏反应，造成不良后果。竹纤维适用于生产喷气涡流纺纱线，纺纱性能优良。

四、羊毛及羊绒

羊毛主要分为绵羊毛和山羊毛。绵羊毛形态上最大的特点是够长而不够细，且细度差异大。按细度来分，绵羊毛可分为超细毛（直径＜14.9μm）、细毛（直径18～27μm，长度＜12cm）、半细毛（直径25～37μm，长度＜15cm）以及粗毛（直径20～70μm）。超细毛也就是极细羊毛，由于生物育种技术的发展，国际上极细羊毛的细度也是越来越细，有的已经可以达到13μm以下。从力学性能来讲，绵羊毛纤维强度偏低、弹性大、断裂伸长率高。绵羊毛的纺纱性能较差，从生产实际来看喷气涡流纺可以生产一定比例的绵羊毛品种，建议与纤维素纤维混纺，所占比例不超过30%。在棉纺设备上生产毛型纤维，需在生产之前对绵羊毛纤维的长度和养生方面进行充分的预处理，以提高其可纺性，喷气涡流纺成纱支数也建议在40英支以下。

羊绒纤维属于特种动物纤维，只有出自山羊身上的绒才称作羊绒，也就是山羊绒。羊绒是一根根细而弯曲的纤维，其中含有很多空气，并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不会降低。羊绒比羊毛细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑，因此，重量轻、柔软、韧性好。纤维横截面近似圆形，直径比细羊毛还要细，平均细度多在14～16μm，细度不匀率低，约为20%，长度一般为35～45mm，强伸长度、吸湿性优于绵羊毛，集纤细、轻薄、柔软、滑糯、保暖于一身。羊绒与羊毛纤维可纺性能相似，若生产喷气涡流纺纱线，建议与纤维素纤维混纺，所占比例不超过30%，羊绒纤维在生产之前同样需要进行预处理，以保证纤维可纺性能的提高。