Klasyfikacja włókien
Włókno jest podstawową jednostką tkaniny. Włókna tekstylne można podzielić na 4 główne grupy w następujący sposób:
1. Naturalne włókna roślinne.
2. Naturalne włókna białkowe.
3. Włókna regenerowane, które jako surowce wykorzystują niektóre naturalnie przygotowane substancje.
4. Włókna syntetyczne, które jako materiały wyjściowe wykorzystują proste, sztucznie wytworzone związki organiczne.
Podstawą składu chemicznego wszystkich włókien roślinnych jest celuloza, która występuje w większym lub mniejszym stopniu. Oprócz tych włókien roślinnych, niektóre włókna sztuczne, takie jak włókna wiskozowe i włókna miedziowo-sztuczne, również składają się z celulozy. W celu odróżnienia ich od sztucznych włókien celulozowych, włókna roślinne nazywane są naturalnymi włóknami celulozowymi. Naturalne włókna celulozowe są zazwyczaj podzielone na 4 rodzaje: włókna nasienne (takie jak bawełna i kapok), włókna łykowe (takie jak len, juta i ramia), włókna liściowe (takie jak sizal i pinia) oraz włókna owocowe (takie jak kokos).
Naturalne włókna białkowe, takie jak wełna i jedwab, pozyskiwane są z sierści zwierzęcej i wydzielin zwierzęcych. Wszystkie te włókna składają się z białka, w którym powtarzalną jednostką jest aminokwas. Aminokwasy są połączone ze sobą wiązaniami peptydowymi, tworząc polimer białkowy. Niektóre włókna sztuczne są również wytwarzane z aminokwasów, ale tylko włókna zwierzęce są naturalnymi włóknami białkowymi. Naturalne włókna białkowe mają wyższy poziom odzysku wilgoci i ciepła niż naturalne włókna celulozowe. Naturalne włókna białkowe mają dobrą sprężystość i dobrą sprężystość, ale mają słabą odporność na alkalia.
Istnieją 3 rodzaje włókien regenerowanych: włókna wiskozowe, włókna octanowe i włókna regenerowane białkowo. Pierwsze dwa rodzaje są wytwarzane z naturalnych polimerów, które zazwyczaj pozyskiwane są z lintersu drzewnego i bawełnianego. Te ostatnie mogą być wytwarzane z białek zwierzęcych i roślinnych. Przepływ produkcji sztucznego jedwabiu wiskozowego obejmował głównie: ekstrakcję i utlenianie celulozy, modyfikację celulozy, wytłaczanie włókien i obróbkę końcową.
Pierwszym włóknem syntetycznym jest nylon (jedno z włókien poliamidowych), który został wyprodukowany komercyjnie w Stanach Zjednoczonych w 1939 roku. Główne rodzaje włókien syntetycznych to: włókna poliamidowe, poliestrowe i poliakrylonitrylowe, które są szeroko stosowane w przemyśle włókienniczym.
Właściwości błonnika
Włókno charakteryzuje się wysokim stosunkiem długości do średnicy oraz wytrzymałością i elastycznością. Włókna mogą być pochodzenia naturalnego lub sztucznie wytworzone z polimerów naturalnych lub syntetycznych. Dostępne są w różnych formach. Włókna staplowe są krótkie, a ich stosunek długości do średnicy wynosi około 103 do 104, podczas gdy ten stosunek dla włókien ciągłych wynosi co najmniej kilka milionów. Forma i właściwości włókien naturalnych, takich jak bawełna, są stałe, ale w przypadku włókien syntetycznych z założenia dostępny jest szeroki wybór właściwości. Odmiany obejmują włókna staplowe dowolnej długości, pojedyncze włókna ciągłe lub przędze składające się z wielu włókien. Włókna lub włókna ciągłe mogą być błyszczące, matowe lub półmatowe, drobne lub ultradrobne, okrągłe lub o wielu innych przekrojach poprzecznych, proste lub karbowane, regularne lub modyfikowane chemicznie, pełne lub puste. Połysk i uchwyt zależą od kształtu przekrojów i stopnia karbikowania.
Włókna naturalne mają szereg nieodłącznych wad. Wykazują duże różnice w długości zszywek, delikatności, kształcie, karbowaniu i innych właściwościach fizycznych, w zależności od lokalizacji i warunków wzrostu. Włókna zwierzęce i roślinne zawierają również znaczne i zmienne ilości zanieczyszczeń, których usunięcie przed barwieniem jest niezbędne i wiąże się z dużą obróbką. Sztucznie wykonane włókna są znacznie bardziej jednolite pod względem właściwości fizycznych. Ich jedynymi zanieczyszczeniami są niewielkie ilości słabo rozpuszczalnych polimerów o niskiej masie cząsteczkowej oraz niektóre smary powierzchniowe i inne chemikalia dodawane w celu ułatwienia przetwarzania. Są one stosunkowo łatwe do usunięcia w porównaniu z trudnością oczyszczania włókien naturalnych.
Absorpcja wody jest jedną z kluczowych właściwości włókien tekstylnych. Włókna białkowe lub celulozowe są hydrofilowe i pochłaniają duże ilości wody, co powoduje pęcznienie. Jednak hydrofobowe włókna syntetyczne, takie jak poliester, prawie nie wchłaniają wody i nie pęcznieją. Hydrofilowy lub hydrofobowy charakter włókna wpływa na rodzaje barwników, które będzie wchłaniał. Barwienie w szerokiej gamie odcieni i głębi jest kluczowym wymogiem dla prawie wszystkich materiałów tekstylnych.
Odzysk włókna to masa wchłoniętej wody na jednostkę masy całkowicie wysuszonego włókna, gdy jest ono w równowadze z otaczającym powietrzem przy danej temperaturze i wilgotności względnej. Odzysk wzrasta wraz ze wzrostem wilgotności względnej, ale maleje ze wzrostem temperatury powietrza.
Podczas barwienia ilość użytych barwników jest zwykle wyrażana jako procent masy materiału, który ma być barwiony. Zatem 1 procent barwienia odpowiada 1 g barwnika na każde 100 g włókna, zwykle ważonego w warunkach otoczenia. W przypadku włókien hydrofilowych zmiana masy włókna w zależności od warunków atmosferycznych jest zatem ważnym czynnikiem wpływającym na odtwarzalność koloru podczas wielokrotnego barwienia. Na przykład waga 100 g suchej bawełny waha się od około 103 g do 108 g, gdy wilgotność względna powietrza zmienia się z 20 procent do 80 procent w temperaturze pokojowej.
Skręt przędzy
Włókna są formowane w przędze z pewną ilością skrętu w końcowej przędzy. Stopień skręcenia jest czasami określany ogólnie jako niski, średni lub wysoki. Ilość niezbędnego skrętu zależy od końcowego zastosowania przędzy w tkaninie. Zarówno przędze pojedyncze, jak i skręcone są skręcone. Normalnie przędza staje się cieńsza, wymaga więcej skrętu; cięższe przędze mogą mieć bardzo niski skręt. Wytrzymałość przędzy wynika częściowo z nadanego skręcenia. Mocne przędze wymagają znacznego skręcenia. Jednak poza optymalnym punktem dodatkowy skręt spowoduje załamanie przędzy i ostatecznie utratę wytrzymałości.
Skręcenie definiuje się jako liczbę zwojów wokół własnej osi na jednostkę długości, zanotowaną we włóknie lub przędzy. Wyraża się go w zwojach na cal lub zwojach na metr.
Licznik skrętu to przyrząd, który określa liczbę zwojów skrętu na cal we wszystkich rodzajach przędzy. Służy również do znajdowania ilości nawijania przędzy z powodu skręcenia. Próbkę do badania wkłada się między dwa zaciski, z których jeden jest nieruchomy, podczas gdy w celu usunięcia skręcenia przędzy drugi może swobodnie obracać się w dowolnym kierunku i jest podłączony do licznika obrotów. Odległość między zaciskami jest regulowana i można ją ustawić zgodnie ze standardowymi wymaganiami testowymi. Naprężenie próbki lub próbki jest również regulowane, licznik jest wyposażony w urządzenie do rejestrowania rzeczywistej wielkości skręcenia przędzy.
Ważny jest również kierunek skrętu. Przędze można skręcać za pomocą skrętu S lub skrętu Z. Kierunek skrętu potwierdza środkowy pasek litery S lub Z.
