服装材料学(第5版)
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第一节 纤维分类及其特征

服装面料所用纤维又细又长,是具有一定的强度、韧性、可纺性和服用性的线状材料。由于人们着装目的、着装效果的不同,使用的纤维原料也各不相同。了解与分析现有纤维品种及其特征成为必然。

一、纤维的分类

通常,按服用纤维的来源将纤维分为天然纤维和化学纤维两大类,前者来自于自然界的天然物质,即植物纤维(纤维素纤维)、动物纤维(蛋白质纤维)和矿物纤维;后者通过化学方法人工制造而成,根据原料和制造方法的差异区分为再生纤维(以天然高聚物如木材等为原料)和合成纤维(以石油、煤和天然气等为原料)两大类。纤维的主要类别如图1-1所示。

纤维按长度区分,可分为长丝与短纤维两大类。当纤维长度达几十米或上百米时,称为长丝,有天然长丝和化学纤维长丝两种,天然长丝是从蚕茧中获得的,一个蚕茧可缫出800~1000m的长丝,而化学纤维长丝可按需要制成任意长度。天然短纤维除蚕丝外,其余都是短纤维,而化学纤维可以根据需要切割为任意的被称为短纤维的结构。

二、纤维特征

服用纤维影响服装的外观、性能和品质。由于服装工作者的任务主要是合理选择与科学应用服装材料。因此,由纤维形态结构与化学结构所引起的服装材料的性能变化是需要了解与掌握的。

(一)纤维形态结构的性能特征

纤维影响服用性能的形态结构特征,主要指纤维的长度、细度和在显微镜下可观察到的横断面和纵截面形状、外观以及纤维内部存在的各种缝隙和孔洞。

图1-1 服装常用纤维分类

1.纤维长度

纤维的长度对织物的外观、纱线质量以及织物手感等有影响。长丝纤维织成的织物表面光滑、轻薄和光洁,而短纤维织物的外观比较丰满和有毛羽。棉花、羊毛和亚麻等天然纤维,其纤维长度越长,在同等线密度下品质越好,纤维长度均匀度也越好。各类纤维的长度如表1-1所示。

表1-1 常见纤维的长度和细度

2.纤维的细度

纤维细度是衡量纤维品质的重要指标,纤维越细手感越柔软,在同等纱线粗细的情况下,纱线断面内纤维根数越多,其强力品质越好。当然如产品是粗犷的或有长毛的,则所用的纤维是长且粗的。各类纤维的细度见表1-1。其细度的表示方法与纱线类同。

3.纤维断面形态

在显微镜下观察纤维的纵向和截面外观,可以发现纤维的差异,如表1-2、表1-3所示。

表1-2 常见纤维纵向、截面外观

表1-3 常见纤维的纵向、截面示意图

续表

(二)纤维化学结构的性能特征

纤维的化学结构由纤维中分子构成,分子排列与分子的聚合度、结晶及结晶区大小等决定,这些是影响纤维织物的物理性质与化学性质的主要因素。纺织纤维都是由高分子化合物组成,不同的纤维有不同的高分子化合物成分及排列、聚合度。无论哪一种纤维都是高分子化合物,高分子化合物的分子量很大,但其分子并不是很复杂,它们的分子常由简单、特定结构的单位多次重复组成的,在高分子化合物中组成大分子的基本链节是单基。高分子化合物中组成大分子的基本链节数目称为聚合度。高分子化合物的性质与聚合度的大小有关。大分子在纤维内部排列的情况有两种:一种是定向度和整列度较好的部分为微晶区,另一种是杂乱无章的部分为无定形区,在整根纤维的内部是不间断的微晶区和无定形区的混合结构。

1.棉纤维

棉纤维是服装用主要原料,适用于各类服装。中国、美国、俄罗斯、埃及、巴基斯坦、印度及西欧均为世界主要产棉国。国际棉花咨询委员会、美国棉花公司等是世界上较有影响的贸易与信息发布机构。

由于品种和产地的气候和土壤等种植条件不同,棉花品种有极大的差异,通常分为长绒棉、细绒棉和粗绒棉。长绒棉又被称为海岛棉,主要产于尼罗河流域,其中最著名的是埃及长绒棉。其纤维细、强力好,纤维长度可达60~70mm,是最优良高级的棉纤维品种,在我国新疆等地已大量种植,常用来纺制精梳棉纱,制织高档棉织物。细绒棉亦称为陆地棉,纤维长度在25~31mm,是目前主要的棉花品种,其产量占全球的比例最大。亚洲棉和非洲棉统称为粗绒棉,纤维短粗,手感硬。各类棉的截面图如图1-2所示。

图1-2 各类棉的截面图

棉纤维的主要化学成分是纤维素,纤维素是天然高分子聚合物,由碳、氢、氧三元素组成,其分子式为(C8H10O5n纤维素大分子中有大量的羟基,纤维素大分子的羟基反应是纤维大分子的主要化学变化。棉纤维具有如下性能:

(1)吸湿性能强,染色性能良好,织物缩水率为4%~10%。

(2)具有优良的穿着舒适性,光泽柔和,富有自然美感,坚牢耐用,经济实惠。

(3)手感柔软,但弹性较差,经防皱免烫树脂整理可提高其抗皱性和服装保型性。

(4)棉纤维织物耐碱不耐酸,用浓度达20%的苛性钠溶液处理棉织物,可使布面光泽增加,起到丝光作用。此时织物强度提高,长度及宽度剧烈收缩。

(5)棉纤维织物可用各种氧化剂进行处理,如漂白粉、双氧水、次氯酸钠等,但并不是越白越好,要防止过白的织物氧化后变黄。

(6)在日晒及大气条件下,棉布可缓慢氧化使其强度下降,100℃温度下长时间处理会造成一定破坏,在125~150℃高温条件下将随时间的延续而炭化,因此在熨烫、染色和保管中应加以注意。

(7)棉织物不易虫蛀,但易受微生物的侵蚀而霉烂变质。在服装及棉布存放、使用和保管中应防湿、防霉。

棉纤维可以纯纺,也可以与其他任何纤维混纺或交织。可用于各类内衣、外衣、袜子和装饰用布等。

围绕棉纤维人们进行了新品种的开发,有天然彩色棉纤维、绿色生态棉纤维等。

天然彩色棉是指不用化工染整工艺而直接获得的具有缤纷的色彩。1972年,美国科学家运用转基因技术培育彩色棉获得成功;20世纪80年代前后,彩色棉花的配置及其制品受到了世界各国的普遍重视;1994年,我国引进此项技术。因为其天然性、环保性,市场反应良好。目前彩色棉制品的缺点是色彩黯淡、单调,品种变化少,所以今后的发展方向就是研究培育出新的色彩类型,并争取在色素稳定性方面有重大突破。

绿色生态棉纤维是指在棉花的生长过程中,用有机肥代替化肥,用生态方法防治病虫害;或用转基因方法培育出抗虫害的绿色生态棉花,不需人工落叶的棉花,具有优良性能的棉纤维等,从而避免了棉花生长过程中的各类污染物对人体造成的损害。

2.麻纤维

麻纤维是世界上最早被人类所使用的纤维,被誉为凉爽和高贵的纤维。服装用麻主要是亚麻和苎麻,近年来还开发了大麻等其他麻来制作服装。亚麻主要产于俄罗斯、法国、比利时和爱尔兰等地。我国的亚麻主要产区为黑龙江省和吉林省。苎麻起源于中国,被称为“中国草”,中国、菲律宾、巴西是主要产地。我国苎麻产地主要是湖南、湖北、广东、广西和四川等地。麻纤维也属于纤维素纤维,与棉纤维相似,因其产量较少和风格独特,被视为珍贵纤维。

(1)天然纤维中麻的强度最高。湿态强度比干态强度高20%~30%,其中苎麻布的强度最高;亚麻布、各种麻布坚牢耐用。

(2)各种麻布的吸湿性极好。当含水量达自身重量的20%时,人身体并不感到潮湿。其导热性均为优良,因此,麻布衣料在夏季干爽利汗、穿着舒适。

(3)各种麻织物具有较好的防水、耐腐蚀性,不易霉烂且不虫蛀。在洗涤时使用冷水,不要刷洗,不会有起毛现象。

(4)麻织物的染色由于原色麻坯布不易漂白,用手工染的麻布色调灰暗,色牢度较差。但机织麻布在染色前处理较好,故其色泽及色牢度有所改善。各种染色麻布具有独特的色调及外观风格。麻布服装具有自然纯朴的美感。

(5)本白或漂白麻布具有天然乳白或淡黄色,光泽自然柔和明亮。作为衣料有高雅大方之感。

(6)各种麻织物均较棉布挺硬,抗皱及弹性稍好。

(7)各种麻织物均具有较好的耐碱性,但在热酸中易损坏,在浓酸中易膨润溶解。

3.毛纤维

毛纤维主要为动物的毛,以绵羊毛为主,还有山羊毛、马海毛、兔毛、骆驼毛、牦牛毛、羊驼毛、骆马绒等。

毛纤维为天然蛋白质纤维,是由多种α-氨基酸缩聚而成,它不仅具有酸性基(羟基—COOH),又具有碱性基(胺基—NH2),故纤维对酸性和碱性的化学药剂都不十分的稳定。分子中有胱氨酸中的二硫键,其中硫对提高羊毛的弹性等品质有重要影响。羊毛分子排列较稀疏,结晶度较小,取向度不高。羊毛纤维表面有鳞片,如图1-3所示,鳞片的状态影响毛的光泽、缩绒性等。

在羊毛纤维中,由于羊的品种、产地和羊毛生长的部位等不同,品质有很大的差异。澳大利亚、俄罗斯、新西兰、阿根廷、南非和中国都是世界上主要产毛国,其中澳大利亚的美利奴羊是世界上品质最为优良的,也是产毛量最高的羊种。我国的新疆、内蒙古、青海、甘肃等地是羊毛的主要产区。国际羊毛局(IWS)是国际上有关羊毛的权威机构,其羊毛标志如图1-4(1)所示是羊毛制品品质保证的标识。如图1-4(2)所示为新西兰羊毛局的厥叶标志。

图1-3 羊毛纤维表面的鳞片

图1-4 羊毛制品的品质保证标识

采用以羊毛为主要原料经粗梳或精梳毛纺系统加工成的各种毛织物,具有以下主要特点。

(1)纯毛纤维织物光泽柔和自然,手感柔软富有弹性,穿着舒适美观,一般为高档或中高档服装用料。

(2)羊毛纤维织物遇水收缩,常称为缩绒性。羊毛纤维织物水中变形的原因是由于羊毛缩绒的产生不是一次完成的,在服装的穿着、使用过程中始终存在。因此,也常常进行去鳞处理。

(3)各种毛纤维织物比棉、麻、丝等天然纤维织物具有较好的弹性、抗折皱性,特别是在服装加工熨烫后有较好的裥褶成型和服装保型性。

(4)羊毛不易导热,吸湿性亦好,因此表面毛茸丰满厚实的粗纺呢绒具有良好的保暖性,是春秋冬各季节理想的服装衣料。轻薄滑爽、布面光洁的精纺毛织物又具有较好的吸汗及透气性,夏季穿着干爽舒适,因而,派力司、凡立丁等织物多用于制作夏装;较厚实稍密的华达呢、啥味呢一般多用做春秋装衣料。

(5)合成纤维与毛混纺的织物,可提高其坚牢度和挺括性,黏胶、棉等与羊毛混纺亦可降低成本。因此,混纺及纯毛衣料在服装业中各有所用。

其他纤维情况如下:

(1)山羊绒是紧贴山羊皮生长的浓密的绒毛,柔软、轻盈且保暖性好。由于一只山羊年产羊绒只有100~200g,所以羊绒有“软黄金”之称。我国是山羊绒生产和出口大国。

(2)马海毛原产于土耳其安哥拉地区,所以又称安哥拉山羊毛。美国、南非、土耳其是三大产地,我国宁夏也有少量生产。马海毛纤维粗长,卷曲少,长度为200~250mm,光泽强、强度大,不易毡缩,易于洗涤。

(3)兔毛有绒毛和粗毛,具有轻软柔和保暖性好的特点,强度低。由于其鳞片少且光滑,故抱合力差,织物容易掉毛。不同品种中,安哥拉长毛兔的品质最好。

(4)骆驼毛由粗毛和绒毛组成。具有独特的驼色光泽。我国的内蒙古、新疆、宁夏、青海等地是主要产区,其中以宁夏毛较好,粗毛多用制作衬垫。绒毛质地轻盈,保暖性好。

(5)牦牛毛由绒毛和粗毛组成。绒毛细而柔软,光泽柔和,弹性好,保暖性好。

(6)羊驼毛是粗细毛混杂着的,属于骆驼类毛,比马海毛更细、柔软,其色泽为白色、棕色、淡黄褐色或黑色,其强力和保暖性均高于羊毛。主要产于秘鲁、阿根廷等地。

(7)骆马绒毛质细柔,富有光泽,是动物纤维中最细的毛,多为黄褐色。由于产量少,因此价格昂贵。骆马绒主要产于秘鲁山区。

新型羊毛纤维主要是针对羊毛本身采用一定的科技手段达到改良羊毛纤维服用目的的,目前主要有如下品种:

(1)表面变性羊毛。通过氧化/氯化、氯化/酶处理等多种方法,将羊毛的鳞片剥除,使羊毛纤维直径变细为0.5~1μm,手感变得柔软、细腻,吸湿性、耐磨性、保温性、染色性能等均有提高,光泽变亮。但纤维强力伸长略有下降,缩绒性减少。根据羊毛鳞片剥取的程度不同,又分为丝光羊毛和防缩羊毛。丝光羊毛比防缩羊毛剥取的鳞片更为彻底,两种羊毛生产的毛纺产品均有防缩、机可洗效果,丝光羊毛的产品有丝般光泽,手感更滑糯,被誉为仿羊绒的羊毛。

(2)拉细羊毛。拉细羊毛是澳大利亚联邦工业与科学研究院(CSIRO)研制成功的羊毛拉细技术所获得,1998年投入工业化生产并在日本推广。经拉细处理的羊毛长度伸长、细度变细约20%,具有丝光、柔软效果,其价值成倍提高,但断裂伸长率下降。产品轻薄、滑爽、挺括、悬垂性良好、有飘逸感,穿着无刺扎、刺痒感,无粘贴感,可成为新型高档服装面料。

(3)超卷曲羊毛。即经过卷曲加工的羊毛,又称膨化羊毛,其卷曲性能较高,纤维间的抱合力增大,改善了纤维的可纺性,提高羊毛产品的品质档次。膨化羊毛编织成衣在同等规格的情况下可节省羊毛约20%,并提高服装的保暖性,手感更蓬松柔软、服用更舒适,为毛纺产品轻量化及开发休闲服装、运动服装创造了条件。

(4)彩色毛。彩色毛是世界最大产毛国澳大利亚通过配种繁殖的彩色绵羊所获得的,繁殖数代羊毛没有褪色且毛质优良。其他原本带有天然颜色的动物毛,如羊绒类的青绒、紫绒,驼色的骆驼绒,咖啡色的牦牛绒,也得到很好利用。

4.蚕丝

蚕丝为天然蛋白质纤维,光滑柔软,富有光泽,穿着舒适,被称为纤维皇后。蚕丝最早产于中国,目前我国蚕丝产量仍居世界第一。此外,日本和意大利也生产蚕丝。蚕丝分为家蚕丝和野蚕丝两种。家蚕丝即桑蚕丝,在我国主要产于浙江、江苏、广东和四川等地;野蚕丝即柞蚕丝,主要产于辽宁和山东等地。蚕丝的特点如下所示:

(1)各类纯丝织物的强度均较纯毛织物高,但其抗皱性比毛织物差。

(2)桑蚕丝织物色白细腻、光泽柔和明亮、手感爽滑柔软、高雅华贵,为高级服装衣料。

(3)柞蚕丝织物色黄光暗,外观较粗糙,手感柔而不爽、略带涩滞,坚牢耐用,价格便宜,为中档服装及时装衣料。特别在回潮率为30%时,亦无潮湿感。

(4)丝织物的耐热性较棉、毛织物好,一般熨烫温度可控制在150~180℃。熨烫时垫布方可避免出极光。对柞蚕丝织物应避免喷水,以防造成水渍难以除去,影响织物外观。

(5)绢纺织物表面较为粗糙,有碎蛹屑呈现黑点,手感涩滞柔软,呈乳白本色,别有风格,价格比长丝织物便宜,亦为外用服装理想面料。

(6)丝织物耐光性在各类织物中最差,故长期光照服用性差。

(7)丝织物对无机酸较稳定,但浓度大时会造成水解。对碱反应敏感,洗涤时应采用中性皂。

为获得更好的蚕丝服用效果,人们进行了新品种的研究与开发,主要有:

(1)彩色蚕丝。这是利用家蚕基因突变培育出的,制成服装后颜色不褪不掉。目前我国培育的转基因家蚕丝已具有红、黄、绿、粉红、橘黄等颜色,国外也有报道已经培育出红色蚕茧。

(2)改良蚕丝。这是运用生物学、遗传工程学方法,改变蚕的遗传基因,培育出“蛛丝”,其性能优异,断裂强度比蚕丝大10倍,比尼龙丝大5倍,伸缩率达35%。可用来制作防弹背心等功能性服装。

5.再生纤维

以木材、大豆、牛奶等天然材料为原料,采用化学的方法聚合而成的聚合物。分为再生纤维素纤维(如黏胶纤维、竹纤维、醋酯纤维、天丝纤维、莫代尔纤维等)、再生蛋白质纤维(如大豆纤维、玉米纤维、牛奶纤维、甲壳质纤维等)。

(1)黏胶纤维。黏胶纤维以木材、棉短绒、芦苇等含天然纤维素的材料经化学加工而成。从性能分,有普通黏胶纤维、高湿模量黏胶纤维等不同品种;从形态分有短纤维和长丝两种形式。黏胶短纤维常被称为人造棉,长丝被称为人造丝。分为有光、无光和半无光三种光泽。黏胶纤维具有天然纤维素纤维的基本性能,染色性能好,色谱全,色泽鲜艳,牢度好。织物柔软,比重大,悬垂性好,但织物弹性差,容易起皱和不易回复,因此服装的保型性差。其吸湿性好,回潮率可达13%~15%,穿着凉爽舒适,不易产生静电、起毛和起球。下水后,黏胶纤维因吸收大量水分,直径变粗,长度收缩,而且变重变硬,强力也几乎下降一半,因此不耐水洗和不宜在湿态下加工。在加工服装之前,应经过预缩处理。加工缝头应留大一些,针脚应稀一些。黏胶纤维耐碱性和酸性低于棉纤维,在高温高湿下容易发霉。熨烫温度低于棉纤维,一般为120~160℃。

高湿模量的黏胶纤维被称为富强纤维或虎木棉,其强度(特别是湿强度)和弹性都优于普通黏胶纤维,在服用性能方面有较大改善。

(2)醋酯纤维。醋酯纤维是由含纤维素的天然材料经化学加工而成。其主要成分是纤维素醋酸酯,在性质上与纤维素纤维相差较大,有二醋酯纤维和三醋酯纤维之分。二醋酯纤维大多具有丝绸风格,多制成光滑柔软的绸缎或挺爽的塔夫绸,但耐高温性差,难以通过热定型形成永久保持的褶裥,其强度低于黏胶纤维,湿态强力也较低,耐用性较差。为避免缩水变形,其宜采用干洗。因其比重小于纤维素纤维,穿着轻便舒适。三醋酯纤维酷似锦纶,具有良好的弹性和弹性回复性能,并且改善了强度和弹性。其熨烫温度应控制在110~130℃。

(3)竹纤维。竹纤维是一种天然纤维,是以竹子为原料,通过一定化学加工技术制成的再生纤维素纤维。竹纤维具有优良的着色性、回弹性、悬垂性、耐磨性、抗菌性,其吸湿、放湿性能、透气性居纤维之首。它又是一种可降解的纤维,在泥土中可完全分解,对环境不造成损害,是一种环保材料。不耐酸碱,耐热性较棉好。

(4)天丝纤维。是一种新型纤维素纤维,20世纪70年代,由荷兰开始研究获得成功,1989年在英国实现了工业化生产,并将其产品注册为Tencel(我国译为天丝),学名为Lyocell(莱赛尔)。与黏胶纤维相同,天丝纤维是以针叶树为主的木质浆粕等天然纤维素为原料。在生产过程中,用有机溶剂NMMO(N-甲基吗啉氧化物)取代黏胶生产中使用的有毒物质二氧化硫,该溶剂可循环利用,利用率可达99.5%以上,因而被称为绿色纤维或环保纤维。Lyocell纤维性能优异,其物理机械性能远远超过普通黏胶纤维,而且可生物降解。

(5)莫代尔(Model)纤维。同样采用天然原材料木浆制成,是一种变化型的高湿模量黏胶纤维,它的干湿强力和缩水率均比黏胶纤维好。用Modal纤维制成的各种织物色泽鲜艳,手感柔软、顺滑,光泽高雅,吸湿性优良。Modal纤维可生物降解,具有环保功能,但它在制造过程中磺化时使用较少的二氧化硫,而二氧化硫为有害物质,因此它是一种部分实现环保化的产品。

(6)大豆纤维。大豆纤维是从大豆中提炼出的蛋白质溶解液经纺丝而成,是一种再生植物蛋白质纤维。其生产过程对环境和人体等无污染,易生物降解。2000年3月,我国在国际上首次成功地进行了大豆蛋白纤维工业化生产。大豆纤维单丝线密度低,密度小,强伸度较高,耐酸耐碱性较好,手感柔软,纤维明亮柔和,光泽亮丽,具有蚕丝般的光泽;具有较好的吸湿和导湿性,类似麻纤维的吸湿、快干特点;柔韧蓬松,具有羊绒的滑糯手感,穿着舒适、保暖。但是大豆纤维耐热性较差。

(7)玉米纤维。玉米纤维也称聚乳酸纤维或PLA纤维,商品名为Lactron。它是以玉米淀粉发酵形成的乳酸为原料,经脱水反应制成的聚乳酸溶液纺丝而成,可生物分解。玉米纤维的初始原料淀粉再生循环周期短,是一种环保产品。玉米纤维具有良好的形态保持性,较好的光泽,丝绸般的手感,良好的芯吸性能,服装与皮肤接触不发黏,使人感觉干爽。

(8)牛奶纤维。牛奶纤维是将牛奶蛋白融入特殊液体喷丝而成,也称为牛奶丝或牛奶绒。20世纪末,日本首先成功地开发出牛奶纤维,牛奶纤维织物悬垂性、通透性好,吸水率高,制成的内衣裤具有校正身形的功能,牛奶纤维原料中含有的17种氨基酸,使面料具有润肌养肤、抗菌消炎的功能。

(9)甲壳质纤维。甲壳质纤维是从虾、蟹、蛹的外壳及菌类、藻类的细胞壁中提炼出的天然生物高聚物,它的分子结构与纤维素的结构非常相似,呈白色或灰白色半透明状固体,具有动物骨胶原组织和植物纤维组织的双重性质,对动、植物细胞均有良好适应性。甲壳素在大自然中每年生物合成量高达数千亿吨,是地球上第二大再生资源。甲壳质纤维耐热、耐碱、耐腐蚀、可生物降解,与人体有极好的生物相融性,可被生物体内的溶菌酶分解而吸收,还具有消炎、止血、镇痛的作用。因此医学上用它制造人造皮肤、止血材料以及外科手术缝合线等,服装方面用来做针织保健内衣、童装和床上用品,以及用作防雨剂、吸湿剂和防霉、抗腐剂等。目前甲壳质纤维作为纺织材料的成本较高,主要通过与其他纤维共混,以降低成本,扩大应用领域。

(10)其他再生纤维。以相关的天然材料为原料制成的再生纤维还有:蜘蛛丝纤维、蛹蛋白纤维、白松纤维、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维等天然纤维也在开发研究中。

6.合成纤维

以石油、煤和天然气等为原料,以化学技术加工而制成的长丝,并可按需要切成所要求的纤维长度。

(1)涤纶。涤纶属于聚酯纤维,是当前合成纤维中发展最快、产量最大的化学纤维。它有许多商品名称,如Terylene、Dacron、Tetoron等。涤纶纤维平滑光洁,均匀无条痕;其截面可以有各种形状,以圆形为主。有长丝、短纤维,其粗细与天然纤维接近,也有超细纤维。当前的差别化纤维主要是以涤纶制成的。在外观和性能上模仿毛、麻、丝等天然纤维,已达到以假乱真的程度。

涤纶纤维织物具有较高的强度与弹性恢复能力。它不仅坚牢耐用,而且挺括抗皱,洗后免熨烫。涤纶织物吸湿性较小,在穿着使用过程中易洗快干极为方便。其湿后强度不下降、不变形,有良好的洗可穿服用特性。涤纶织物服用不足之处是透通性差,穿着有闷热感,易产生静电而吸尘沾污,抗熔性较差,在穿着使用中接触烟灰、火星立即形成孔洞。涤纶织物具有良好的耐磨性与热塑性,因而,所做的服装其褶裥、保型性都较好。

(2)锦纶。锦纶为聚酰胺纤维,自从1938年美国杜邦(Du Pont)公司把聚酰胺纤维以“尼龙”(Nylon)命名以来,又出现了许多商品名称,如Caprolan、Anid、Nailon等,锦纶是我国对这类纤维的命名。有长丝、变形丝和短纤维之分。根据化学成分和聚合情况不同,常用的有锦纶6.锦纶66,我国以前者为主,其染色性能优于后者。

锦纶纤维织物的耐磨性能居各种天然纤维与化学纤维织物之首,同类产品比棉和黏胶织物高10倍,比纯羊毛织物高20倍,比涤纶织物高约4倍。其强度也很高,且湿态强度下降极小。因此,锦纶纯纺及混纺织物均具有良好的耐用性。在合成纤维织物中锦纶织物的吸湿性较好,故其穿着舒适感和染色性要比涤纶织物好。除丙纶和腈纶织物外,锦纶织物较轻。因此,作为登山服、运动服等冬季服装衣料颇有轻装之感。锦纶织物的弹性及弹性恢复性能极好,但在小外力下易变形。因此,服装褶裥定型较难,穿用过程受力易变皱,故锦纶织物服装适用性能不如涤纶衣料。锦纶织物耐热性和耐光性均差,在阳光下易泛黄和强力下降。在使用过程要注意洗涤、熨烫和服用条件,以免损坏。

(3)腈纶。腈纶为聚丙烯腈纤维,酷似羊毛,被称为“人造羊毛”。商品名称很多,如“Orlon、Exlon、Acrilan”等。腈纶以短纤维为主,用来纯纺或与羊毛等其他纤维混纺。

腈纶的弹性与蓬松度可与天然羊毛媲美。腈纶织物不仅挺括抗皱,而且保暖性较好。在同体积的织物中含有较多的静止空气层。保温测定结果证明,腈纶织物保暖性比同类羊毛织物高15%左右。腈纶织物的耐光性居各种纤维之首,在日光下曝晒一年的蚕丝、锦纶、黏胶纤维及羊毛织物等已基本破坏,而腈纶织物强度仅下降20%左右。因此,腈纶织物为户外服装、运动服等理想衣料。腈纶织物色泽艳丽,与羊毛适当比例混纺可改善外观光泽且不影响手感。腈纶织物有较好的耐热性,它居合成纤维第二位,且有耐酸、耐氯化剂作用,故适用范围较广。在合成纤维织物中,腈纶织物比较轻,因此,亦为轻便服装衣料之一。腈纶织物吸湿性较差,穿着有闷气感,舒适性较差。腈纶纤维结构决定其织物耐磨性不好,是化学纤维织物中耐磨性最差的产品。

(4)丙纶。丙纶为聚丙烯纤维,也有的称作Herculan、Hostalen等。有长丝和短纤维。丙纶与棉同类织物相比,仅为其重量的3/5,纤维体积质量也仅为0.91g/cm3,是最轻的原料品种。因此,丙纶织物也属于轻质面料之一。丙纶织物强度及耐磨性好,坚牢耐用。丙纶织物吸湿性极小(回潮率0%),基本不缩水,故用料省,但舒适性差。丙纶织物耐热性差,不宜高温熨烫,洗涤水温小于80℃,否则会收缩硬化。耐腐蚀,但不耐光,洗后不宜曝晒。

(5)氨纶。氨纶纤维是以聚氨基甲酸酯为主要成分的,故也称作聚氨酯纤维,俗称弹性纤维,最著名的商品名称是美国杜邦公司生产的“莱卡”(Lycra),此外还有Estane、Spanzelle、Opelon等。它以单丝、复丝或包芯纱、包缠纱形式与其他纤维混合。尽管在织物中含量很少,但能大大改善织物的弹性,使服装具有良好的尺寸稳定性,改善合体度,且紧贴人体又能伸缩自如,便于活动。氨纶的回潮率在1.5%以下。对多数酸比较稳定,但对碱尤其是热碱易被溶解;对其他化学剂也比较稳定。长期在日光下,强度会逐渐下降,颜色也会发生变化。

(6)维纶。维纶的化学名称叫聚乙烯醇缩甲醛纤维,简称聚乙烯醇纤维。其商品名称有Vinylon、Kuralon等。其织物的外观与手感似棉织物。维纶纤维织物吸湿性在合成纤维织物中较好(回潮率为4.5%~5%,高时可达10%左右),而且坚牢,耐磨性能均好,质轻舒适。染色性与耐热性差,织物色泽不鲜艳,抗皱挺括性也差,故维纶织物的缝纫及服用性能欠佳。耐腐蚀、耐酸碱,价格低廉,一般多用做工作服或帆布。

(7)其他新型合成纤维。随着科学技术的发展及人们生活中各类活动的需要,新型合成纤维也在不断地涌现。已见的有:

①PBT纤维。PBT纤维即聚对苯二甲酸丁二酯纤维,一种新型的聚酯纤维。PBT纤维手感柔软,耐化学药品性、耐光性、耐热性好,拉伸弹性、压缩弹性极好,弹性回复率优于涤纶,上染率高,色牢度好,并仍具有普通聚酯纤维所具有的洗可穿、挺括、尺寸稳定等优良性能。PBT纤维的弹性与氨纶相同,但价格比氨纶便宜。近年来在弹力织物中得到广泛应用,用于制作游泳衣、体操服、弹力牛仔服、连裤袜、医疗上应用的绷带等。PBT纤维可与其他纤维混纺,也可用于纺制复合纤维。

②PEN纤维。PEN纤维即聚对苯二甲酸乙二酯纤维,一种新型的聚酯纤维,由美国首先研制成功。PEN纤维高模量、高强度,抗拉伸性能好,尺寸稳定性好,耐热性好,化学稳定性和抗水解性能优异。与常规的涤纶相比,在力学性能和热学性能等方面都比较突出。PEN纤维不仅是一种理想的服用纺织新原料,在产业用纺织品方面也有着广阔的发展前景。

③PTT纤维。PTT纤维即聚对苯二甲酸丙二酯纤维,一种新型的聚酯纤维。它与PEN纤维、PBT纤维一样,由同类聚合物纺丝而成。PTT纤维的各项物理指标和性能都优于PEN纤维,兼有涤纶和锦纶的特性,防污性能好,易于染色,手感柔软,弹性回复性好,具有优良的抗折皱性和尺寸稳定性。可用于开发高档服装和功能性服装。

图1-5 复合纤维的截面结构图

④新型复合合成纤维。复合纤维是由两种或两种以上的聚合物或者是性能不同的同种聚合物复合而成的纤维,其复合的方式各有不同,常见的双组分复合纤维的截面结构有并列型、皮芯型、海岛型以及多层型、放射型等,如图1-5所示。

两种或两种以上纤维复合可扬长避短,优势互补。已有的产品有:高吸水性合成纤维Hygra、热塑性纤维(ES纤维)等。前者是日本开发的,它是以网络构造的吸水聚合物为芯、聚酰胺为皮的皮芯结构复合纤维。其吸收水分能力可达自重的3.5倍。因此,吸汗性能特别好且无发黏的感觉。后者也叫热黏纤维,是用聚乙烯和聚丙烯复合而成,外层为聚乙烯(熔点为110~130℃),内层为聚丙烯(熔点为160~170℃)这种热塑性纤维经热处理后,外层部分熔融而起黏接作用,内层仍保留纤维状态。它已广泛用于服装的非织造布、热熔衬、填充材料以及仿绗缝材料等。

⑤异形纤维。常规合成纤维的截面一般为圆形,相对于圆形而言生产出来的合成纤维被人们称为异形纤维。纤维的截面变形后,其手感、外观光泽等发生变化,如图1-6所示。

图1-6 异形纤维截面和喷丝孔板形