服装用纺织纤维与纱线.ppt
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1、第二章 服装用纺织纤维与纱线,第一节纤维概念与分类第二节 纤维性能与特征第三节 纱线分类及性能,第一节纤维概念与分类,一、纺织纤维分类(Classification ofFibers)问题:是否所有的纤维原料都能用于纺织?,纺织纤维:狭义地说,服装原料是指纺织用纤维,即直径数微米到数十微米,长度比直径大许多倍(甚至上千倍)且在数十毫米以上,具有一定的强度、一定的可挠曲性和其他服用性能的纤细物质。,用作服装原料的纤维,必须具备一定的条件:,具有一定的长度和细度 具有一定的强度和可挠性 具有一定的化学稳定性 具有一定的服用性能,第二节 纤维性能与特征,(一)纤维分子结构的基本概念指纤维的微观结构,
2、即构成该纤维的大分子的组成、构形及它们在空间的排列位置。,(二)纤维分子结构特征,1.纤维的组成单元长链大分子 纤维属于高分子化合物,即分子是由成千上万个原子组成的大分子。纤维大分子在纤维内一般呈直线状的长链,故也常将纤维分子结构称为链结构。聚合度:是指链节的数量.,2.长链分子的排列和堆砌,一根纤维是由许多长链分子组成的,而每条长链分子所含有的原子团、空间的几何形状及长短却有差异,不完全相同,因此,这些长链大分子在纤维内的排列不可能完全平行,表现出无一定的规律性,长链分子依靠分子间的相互作用力(分子引力、氢键、盐式键、化学键)聚集结合,排列堆砌成整根纤维。,三、纤维原料的形态结构特征,(一)
3、形态结构(1)微观形态结构 用电子显微镜能够看到的结构,微细缝隙、孔洞(2)宏观形态结构 用光学显微镜能能够看到的结构,纵向表面特征、纵向形状,截面形态,(二)常用纤维的形态特征,1棉纤维(Cotton Fiber)的形态结构将棉纤维放在显微镜下观察,可见:纵向形态:呈扁平带状,表面有天然转曲;横截面形态:呈腰圆形,中间有中腔。,按品种分:1.细绒棉(大陆棉)长23-33mm,Nm7000-45002.长绒棉(海岛棉)长33-45mm,细度7000公支以上3.亚洲棉(粗绒棉、中棉)4.非洲棉(草棉),截面结构,按初步加工分,按色泽分,1.白棉 正常成长,吐絮的棉花,主要纺织原料。2.黄棉 棉铃
4、受霜冻影响,一般是低级棉,少量使用。3.灰棉 发育中经吐絮后,雨水量多,纤维成长受阻,质量差,很少用。,按地域分,1.黄河流域 2.长江流域 3.西北内陆 4.辽河流域 5.华南棉区,棉纤维的化学组成,组成元素:碳44.4%,氢6.17%,氧49.39%,分子式:,棉纤维(Cotton Fiber)棉花 属一年收获型草本植物。棉纤维 是由棉籽上的种子毛成熟后经采集轧制加工而成。,棉纤维(Cotton Fiber)形态:纵向细长,呈扁平转曲带状;横截面呈腰圆形,有中腔。,棉纤维(Cotton Fiber)棉纤维主要成分是纤维素,此外有脂肪、糖类、灰分和一些水溶性物质。生长期愈长,纤维素含量愈高,
5、成熟棉纤维中的纤维素含量高达90以上。棉纤维的结构单元为(C6H10O5),聚合度约20003000。,棉纤维(Cotton Fiber),棉纤维的主要性能较好的吸湿性和染色性较高的强力、较低的延伸性耐碱不耐酸,可丝光处理棉纤维耐热性好,熨烫温度可达190 耐日晒较好,但不如亚麻和羊毛易霉变、弹性差、易褶皱,木棉纤维(Kapok)木棉属被子植物门、双子叶植物纲、木棉科植物。木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉种和吉贝属的吉贝种这3种植物果实内的绵毛。一株成年期的木棉树可产5-8kg的木棉纤维。木棉纤维有白、黄和棕色3种颜色。木棉纤维附着于木棉蒴果壳体内壁,由内壁细胞发育、生长而成。,木棉花,
6、木棉纤维(Kapok)木棉纤维纵向外观呈圆柱型,表面光滑,不显转曲;光泽好。截面为圆形或椭圆形,中段较粗,根端钝圆,梢端较细,两端封闭,截面细胞未破裂时呈气囊结构,破裂后纤维呈扁带状。中空度高达80%90%,木棉纤维(Kapok)木棉纤维含有64%左右的纤维素,约13%的木质素,此外还含有8.6%的水分、1.4%3.5%的灰分、4.7%9.7%的水溶性物质和2.3%2.5%的木聚糖以及0.8%的蜡质。,木棉纤维(Kapok)木棉纤维长度 834 mm,纤维平均直径为3036m,壁厚0.52m,纤维细度0.93.2dtex,单纤维密度为0.29g/cm3(棉1.53 g/cm3)。木棉纤维具有良
7、好的化学性能,其耐酸性好,常温下稀酸对其没有影响,醋酸等弱酸对其也没有影响,且木棉纤维耐碱性能良好,常温下NaOH对木棉没有影响。,木棉纤维是目前天然生态纤维中最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。它的细度仅有棉纤维的 1/2,中空率却达到86%以上,是一般棉纤维的2-3倍。,木棉纤维(Kapok)可用于中高档服装、家纺面料 中高档被褥絮片、枕芯、靠垫等的填充料 旅游、娱乐用品,纤维块体在水中可承受相当于自身2036倍的负荷而不致下沉。在木棉褥上漂浮、做日光浴,由于木棉纤维不吸水,上岸后稍加晾晒木棉褥就可用于夜间露宿。,太空棉播种,超长太空棉,麻纤维(Bast Fiber&Leaf Fiber)
8、麻 较早成为人类衣着的纺织原料。麻纤维 指韧皮纤维和叶纤维,是各种麻类植物经脱胶等工艺获取的纤维总称。,2.麻纤维的形态结构,麻纤维(Bast Fiber&Leaf Fiber)纵向形态特征苎麻:比较平直,有竖纹横节。亚麻:细长的两端封闭的尖状体,表面比较平滑但有横向裂节。,苎麻纤维 纵向形态:表面有横节和竖纹;横截面形状:呈腰圆形,有中腔。截面上呈现大小不等的裂缝纹。,苎麻(Ramie)中国草分为白叶苎麻和绿叶苎麻,白叶为好。纤维比亚麻长而粗。脱胶后的苎麻色白而富有光泽。强度与模量在天然纤维占首。用于服装和家纺装饰。,苎麻纤维,Ramie stalks with decorticated a
9、nd degummed fibers.,Ramie plants during early growth.,苎麻纤维,亚麻纤维,纵向形态:同苎麻;横截面形状:呈多角形,有较小的中腔。,亚麻(Flax)色泽为银白色、淡黄色或灰色强度和伸长率比棉高,湿强大于干强。断裂伸长率非常低,弹性模量很高。吸湿、放湿容易,速度快。耐光性,导热性能好,适于夏季服用。,亚麻工艺纤维,亚麻,罗布麻,大麻:A.抑菌保健 B.防紫外线、抗静电 C.舒爽,麻纤维:主要成分为纤维素,并含较多的半纤维素和木质素,还有果胶、水溶性物质、蜡质和灰分等。,半纤维素:木糖或甘露糖等组成的多糖的总称(多缩戊糖),麻纤维主要性能良好的吸
10、湿放湿性良好的导热性较高的强度、较小的伸长对霉菌病菌有抑制作用耐碱不耐酸纤维粗硬,手感挺爽弹性差,易生褶皱,毛纤维(Animal Fiber)纺织业常用的天然动物毛有绵羊毛、山羊绒、马海毛、兔毛、骆驼毛、耗牛毛等,使用量最大的为绵羊毛,俗称羊毛。,羊毛(Wool)国内绵羊毛土种毛:未经改良的我国土种羊的羊毛改良毛:经过改良和培育的细毛羊毛和半细毛羊毛国外绵羊毛美利奴羊毛:纤维细匀、品质最好林肯毛:,羊毛的形态纵向形态 鳞片包覆的圆柱形,天然卷曲横向形态 圆形或椭圆形,羊毛的成分与结构成分:蛋白质纤维,由多种氨基酸组成。结构:鳞片层 表皮层皮质层 是决定羊毛 物理、化学性质的基 本物质。髓质层
11、最内层,羊毛的特性纤维较长,一般为60120mm。表面有鳞片,有益于纺纱抱合。(缩绒性)导热性小,保暖性好。具有自然卷曲,卷曲度越高,品质愈好。羊毛吸湿性好,标准状态可达15左右。强力很低,但弹性好,有身骨,不易起皱羊毛纤维耐酸不耐碱,对氧化剂敏感。羊毛易受虫蛀,也易霉变。,山羊绒(Cashmere wool)从山羊身上梳取下来的绒毛。平均长3040mm,平均直径为1516m。强伸度、弹性变形比绵羊毛好,有细、轻、柔、软、保暖性好等优良特性。既可作粗纺高级服装原料,也可作精纺高级服装原料。,马海毛(Mohair)即安哥拉山羊毛,直径为1090m,长约120150mm,表面光滑,光泽也强。卷曲少
12、,纤维强度较高,回弹性也高,不易收缩,也难成毡。容易洗涤,适于作提花毛毯、长毛绒、顺毛大衣呢。,牦牛毛(Yak Hair)由粗毛和绒毛组成,牦牛绒很细,平均直径约为20m,长约30mm。光泽柔和。牦牛毛平均直径约70m,长约110mm,外形平直,表面光滑,刚韧而有光泽。牦牛绒手感柔软、滑腻,可与羊毛、化纤、绢丝等混纺作精纺呢绒原料。牦牛毛可作衬垫织物、帐篷及毛毡等用。,骆驼绒(Camel Hair)双峰驼毛的品质较好,单峰驼毛没有纺纱价值。骆驼毛被中有细毛和粗毛纤维,粗毛纤维构成外层保护毛被,通称驼毛。细短纤维构成内层保暖毛被,通称驼绒。骆驼绒主要由鳞片层和皮质层组成。驼绒的强度大,光泽好,御
13、寒保温性能很好。,兔毛(Rabbit Hair)纺织用兔毛来源于家兔和安哥拉兔。兔毛有绒毛和粗毛,绒毛细度530m,截面呈近圆形或不规则四边形;粗毛直径为30100m,截面为腰子形或椭圆形。兔毛长度集中在2545mm之间。比重较小,约为1.10,吸湿性比其他纤维都高,纤维细而蓬松。轻、软、暖、吸湿性好是兔毛的特点。兔毛卷曲少,表面光滑,抱合差,强度较低,多与羊毛等纤维混纺。,羊驼毛(Alpaca)羊驼是珍贵动物,属骆驼科,主要产自秘鲁。羊驼毛为粗细毛混在一起,粗毛长达200mm,细毛50mm左右。比马海毛更为柔软而富有光泽,手感特别滑糯,羊驼毛多用于冬季高档服装等。,骆马毛(Vicuna)骆马
14、是南美高原的野生动物,属骆驼科,性情凶猛,须射杀后取毛。骆马平均直径13.2mm,是动物纤维中最细的,柔软,光泽好。骆马毛是纺织纤维中最贵的一种,多用于高档时装。,美利奴绵羊(Merino),羊毛的形态结构,1鳞片层,由片状细胞组成,根部附着于毛干,梢部张开并指向毛尖。鳞片覆盖形式有三种:环状、瓦状、龟裂状。细羊毛鳞片密度高(单位面积上的鳞片数多),鳞片张角大,多呈环状。鳞片主要保护毛干,会影响羊毛的光泽、手感和缩绒性。,2皮质层,是羊毛的主要组成部分。一般由两种皮质细胞组成:正皮质,结构松散;偏皮质,结构紧密。绵羊毛的两种皮质分居纤维的两侧,且沿长度方向改变位置,形成双侧结构。由于力学性质的
15、差异,形成了羊毛的天然卷曲。皮质层的比例越大,羊毛的性能越好。,3髓质层,结构松散,使羊毛的强度、弹性、卷曲、染色性都变差。一般羊毛越粗,髓质层的比例越大。,绵羊毛形态,1.纵向:天然卷曲的圆柱状,表面有鳞片2.横向:近似圆形,可分为鳞片层,皮质层和髓质层,毛纤维的物理性质,1.保暖 2.吸湿透气为天然纤维之最。纤维含亲水基团,COOH-,-NH2 3.弹性好:内因:二硫键-S=S-外因:表面有卷曲4.光泽柔和:每一根纤维表面鳞片有漫射现象5.藏垢现象:灰尘藏到鳞片里,漫射6.缩水:热水、碱性、机械外力强时缩水很大7.不耐晒、不耐热,耐热性不如棉纤维好,熨烫温度一般160180,摩擦与缩绒性,
16、1方向性摩擦效应 逆鳞片的摩擦系数大于顺鳞片的摩擦系数。2缩绒性 羊毛在湿热条件下,经机械外力反复作用,纤维集合体逐渐收缩紧密、交编毡化的性能。应用:粗纺织物的缩绒、短纤维的粘合。,内因:(a)表面鳞片的摩擦效应,(b)天然卷曲(c)高度的回复弹性外因:(a)湿(b)热:45度 以上(c)助剂作用(d)机械外力利与弊:利织物手感丰满、风格独特,可用于加工暖绒产品,如大衣呢等。弊尺寸不稳定、缩水大,可通过氧化法或树脂法进行防缩处理。,耐热性,羊毛耐热性较差,在加工与使用过程中,要求干热不超过70。在100-105时,毛纤维很快失水、干燥而变的脆弱、泛黄、强度降低。热塑性:1.大分子 螺旋型与曲折
17、链型,因-S=S-的存在,可在一定条件下相互转换2.转换条件:湿、热,外力作用3.降温后变形可保持 吸湿性 吸湿性好,回潮率一般在15%-16%。截面吸湿膨胀率较高(18%)。在开水或水蒸汽中,纤维损伤明显。,毛纤维的化学性质,1、水:羊毛角蛋白不溶解于冷水,但可使纤维膨化,干燥后羊毛则会复原,但当处于110度以上的水中时,羊毛会遭到破坏,200度时几乎全部溶解。2、酸:弱酸或低浓度的强酸对羊毛不会构成破坏,短时间在硫酸作用下也不会损坏,但长时间会遭到破坏。,3、碱:对角朊的作用是剧烈的,在煮沸的 NaOH溶液中(3%以上浓度)使羊毛全部溶解,表现出不耐碱。4、氧化物:对羊毛是有损伤的,当浓度
18、不高时,注意控制可用来漂白羊毛。5、霉蛀性:耐霉菌,但不耐虫蛀。6、有机溶剂:耐一般的有机溶剂。,蚕丝(Silk)纤维皇后蚕丝腺分泌液经吐丝结茧后得到的天然蛋白质纤维。是天然纤维中唯一的长丝。家蚕:桑蚕野蚕:柞蚕、蓖麻蚕、木薯蚕、天蚕,2.2 天然纤维,蚕丝(Silk),桑蚕一生经过四眠五龄成为熟蚕,然后吐丝做茧。,2.2 天然纤维,桑蚕丝(Mulberry Silk)一个茧内约有8001000m长度的蚕丝。一个茧内抽取的丝称为茧丝,几个茧一起抽得的称为生丝。,桑蚕丝的成分和构造蛋白质纤维,多种氨基酸丝素(丝朊)72-80%,丝胶18-25%2根单丝平行粘和、内为丝素、外围丝胶 纵向平直光滑,
19、单丝截面三角或半椭圆性,桑蚕丝的性能吸湿性能好,8-9纤细长丝,强力较高光泽柔和美丽,有丝鸣质轻、细软、光滑、富有弹性耐光性差,导热性小酸和碱都会使蚕丝纤维水解多用于夏衣、时装、内衣等,柞蚕丝(Tussah Silk)柞蚕丝大多呈扁平带状。吸湿后干燥产生2.5的收缩,常温下稍有卷曲(约4)。化学性能也较桑蚕丝为稳定,对强酸强碱的盐类有较强的抵抗力。,野蚕丝,柞蚕丝(Tussah Silk)具有天然的淡黄色,光泽柔和,比桑蚕丝粗,强度比桑蚕丝高,有良好的吸湿透气性能,耐酸耐碱性优于桑蚕丝,但光泽、光洁度、柔软度不如桑蚕丝。既可用于轻薄的夏季衣料,也可用于冬季防寒絮料,还可织制中厚型室内装饰丝毯等
20、。,蓖麻蚕丝(Eri Silk)蓖麻蚕茧,两端尖细,形如枣核,尾部封闭,头部有一出蛾小孔,茧衣较厚,茧层松软,一般不能缫丝,常用为绢纺原料。蓖麻蚕丝断面形状类似桑丝,但较扁平,茧丝较细,纤度约为1.73.3dtex,强度低于桑蚕丝,断裂伸长率相近。耐酸性与桑蚕丝接近,但耐碱性略强于桑蚕丝。,化纤是人工产品,是可以人为改变和控制的,可以制得各种不同性能的纤维:民用:大家很熟悉,强度高,比重轻,耐磨损,不霉蛀,易洗快干等。工农业:包装材料,传送带,渔网,绳索等。交通运输:轮胎帘子线。医疗:人造器管,缝合线,消毒纱布,卫生用品国防:炮衣,降落伞,军用帐蓬,各种防护服宇航:耐辐射,耐高低温纤维,飞行服
21、,宇宙飞船减速器。,一、化纤分类,(1)按高聚物的来源分:再生纤维:是以天然聚合物为原料,经过化学和机械方法制成的,化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。合成纤维:以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后,经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维。,(2)按形态结构分 长丝:化学纤维加工的到的连续丝条,不经过切断工序的。又分为单丝、复丝与变形丝。短纤维:化纤在后加工中切断成为各种长度规格的短纤维。异形纤维:是指经一定几何形状(非圆形)喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。,复合纤维:由两种及两种以上聚合物,或具有不同性质的同一聚合物,经复合纺丝法纺制成的化学纤维。分并列型、
22、皮芯型和海岛芯等。超细纤维:单丝线密度较小的纤维,又称微细纤维。根据线密度范围又可划分为:细特纤维(0.441.11dtex);超细特纤维(0.0110.44dtex),(3)按用途分:普通纤维:特种纤维:是指具有特殊的物理化学结构、功能或用途的化学纤维,其某些技术指标显著高于常规纤维。包括:1、具有特殊力学性能的纤维 2、具有特殊热学性能的纤维 3、具有化学稳定性的纤维 4、具有特殊物理性能的纤维 5、具有特殊物化性能的纤维 6、具有特殊生物性能的纤维如:耐高温纤维、耐辐射纤维、高湿高模纤维等。,杜邦芳纶纤维,东丽3K碳纤维,假发纤维,玻璃纤维短切丝,聚乙烯渔网线,尼龙复丝渔网,军用帐篷,非
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