第一節　紡織纖維的種類及指標

一、纖維和紡織纖維

1.纖維　纖維是以細長為特征，直徑一般為幾微米到幾十微米，而長度比直徑大許多倍的細長物體。幾種常見的天然纖維細度和長度特征見表2-1。

表2-1　常見的天然纖維細度和長度特征

在自然界中這種細長物體有許多，但并不是所有纖維都可用于紡織工業。

2.紡織纖維　可用來制造紡織品的纖維，稱為紡織纖維，它除了具有纖維的特征以外，還必須具有一定的可紡性、力學、化學、熱學等性能。

（1）可紡性。纖維的可紡性是指紡紗過程中纖維加工成紗的難易程度。纖維要形成紗線，一般需要有幾十毫米以上的長度、一定的細度、抱合性、柔軟度、撓曲性和包纏性等。

（2）力學性能。紡織纖維必須具有一定的強力、變形能力、彈性、耐磨性、摩擦力。

（3）耐化學品性。紡織纖維能夠與染料和整理劑發生作用，并對各種化學試劑的破壞具有一定的抵抗能力。

（4）熱學性能。紡織纖維及其制品在加工和使用過程中會遇到不同的溫度作用，如漿紗、煮練、染色、熨燙等工藝過程中會遇到一百多度的高溫，因此，必須要能承受一定的溫度。

二、紡織纖維的分類

1.按纖維的來源分類　通常分為天然纖維和化學纖維兩大類。凡是自然界原有的，或從人工培植的植物中、人工飼養的動物中獲得的紡織纖維稱為天然纖維。根據它的生物屬性又可分為植物纖維、動物纖維和礦物纖維。凡是以天然的或合成的高聚物為原料，主要經過化學方法加工制造出來的紡織纖維稱為化學纖維，簡稱化纖。按原料、加工方法和組成成分的不同，化學纖維又可分為再生纖維、合成纖維和無機纖維，見表2-2。

表2-2　紡織纖維分類表

2.按纖維的長短分類　可分為短纖維和長絲纖維兩大類。若纖維長度達幾十米或上百米，不用紡紗直接可作紗線使用的，稱為長絲。如天然纖維中的蠶絲，一個繭子上的絲的長度可達800～1200m。長度較短的纖維稱為短纖維，如天然纖維中的棉、麻、毛，一般長度為幾十到幾百毫米，必須要經過紡紗才能形成連續的長條，作紗線使用。化學纖維根據需要可制成長絲和短纖維，長絲主要有滌綸（長）絲、錦綸（長）絲、丙綸（長）絲、黏膠（長）絲、氨綸（長）絲、天絲（Tencel長絲）、牛奶絲。

三、紡織纖維的基本性能指標

1.紡織纖維的長度　纖維的長度是指纖維伸直但未伸長時兩端之間的距離。天然纖維的長度是不均一的，即使是同一粒棉籽或同一只綿羊上的纖維長度差異也很大。天然纖維的長度隨動、植物的種類、品系及生長條件等而不同。化纖可根據需要切斷成各種規格，其長度一般是均一的。

纖維的長度性質與成紗質量的關系十分密切。纖維的長度與成紗強度和成紗毛羽有關，在其他條件相同的情況下，纖維長度越長，成紗強度越大。纖維長度較短時，長度的增加對成紗強度影響較大，當長度增加到一定程度后，纖維長度再增加對成紗強度的影響增加不大。長度較長的纖維，由于單位長度紗線內纖維的頭和尾較少，成紗表面比較光滑，毛羽較少。

纖維的長度與紡紗工藝有直接關系。不同長度的纖維要采用不同的紡紗設備，例如，棉纖維及棉型化學纖維在棉紡設備上紡紗；毛纖維及毛型化學纖維在毛紡設備上紡紗等。紡紗時有關的工藝參數的選擇也與纖維長度有關。

2.紡織纖維的細度　天然纖維的細度也是不均一的，即使同一根纖維其各處的細度也不相同，如棉纖維的細度中部最粗，梢部最細，根部適中。同一根羊毛纖維不同部位的細度最大差異可達7μm。化學纖維的細度可根據需要人為控制，細度差異要比天然纖維小得多。表示紡織纖維細度的指標有兩大類，一是直接指標，主要是直徑；二是間接指標，利用纖維和紗線的長度和重量關系來表示。

（1）直接指標——直徑（D）。

它的度量單位是纖維常用微米（μm），紗線常用毫米（mm）。只有當截面接近圓形時，用直徑表示較為合適。在纖維中羊毛纖維有時會用直徑來表示其細度。

（2）間接指標。

①線密度（Tt）。線密度是指1000m長的纖維在公定回潮率時的質量克數，特克斯（tex）是我國法定的線密度計量單位。其計算式如下：

式中：Tt——纖維的線密度，tex；

L——纖維的長度，m或mm；

Gk——纖維的公定質量，g或mg。

1tex=10dtex=100mtex

②纖度（ND）。指的是9000m長的纖維在公定回潮率時的質量（g），計算式為：

式中：ND——纖維的纖度，旦；

L——纖維的長度，m或mm；

Gk——纖維的公定質量，g或mg。

以上兩個指標為定長制指標，其數值越大，表示纖維越粗。

③公制支數（Nm）。指的是每克纖維在公定回潮率下的長度（m），計算式為：

式中：Nm——纖維的公制支數，公支；

L——纖維的長度，m；

Gk——纖維的公定質量，g。

公制支數（Nm）為定重制指標，其數值越大，表示纖維越細。

纖維細度與產品質量及紡紗工藝也有密切的關系。在其他條件相同的情況下，纖維越細，成紗強度越大。與長度一樣，纖維的細度對成紗強度的影響開始時比較明顯，而當細到一定程度后，則影響不明顯。必須注意，對棉纖維而言，成熟度差的纖維雖然較細，但由于纖維強度較低，天然轉曲少，對成紗強度會帶來不良影響。纖維細度細時，成紗條干較均勻。

在保證一定成紗質量的前提下，細而均勻的纖維可紡紗的細度也細。

纖維的細度對織物服用性能也有很大影響。粗纖維紡成的紗線較粗，因而織制的織物厚而硬；細纖維紡成的紗線往往較細，因而織制的織物薄而軟，但易起毛起球。

紡紗工藝的選擇也要考慮纖維的細度，如細纖維要注意在開清棉過程中避免纖維損傷或糾纏。

3.紡織纖維的強度　纖維在紡紗過程中不斷受到外力的作用，具備一定的強度是纖維具有紡紗性能的必要條件。其他條件相同時，纖維強度越高，紡成紗的強度也越高。纖維制品的堅牢度在一定程度上也取決于纖維本身的強度。紡織纖維的強度指標有以下四個。

（1）斷裂強力。指纖維能夠承受的最大拉伸外力，單位為厘牛頓（cN，1N=100cN）。斷裂強力P是一個絕對指標，與纖維的細度有關。

（2）斷裂應力。指纖維單位面積上能承受的最大拉力，單位為厘牛每平方毫米（cN/mm2）。其計算式為：

式中：σ——纖維的斷裂應力，cN/mm2；

P——纖維的斷裂強力，cN；

S——纖維的截面積，mm2。

（3）斷裂強度。又稱相對強度，指1tex纖維能承受的最大拉力，單位為厘牛每特（cN/tex）。其計算式為：

式中：Ptex——纖維的斷裂強度，cN/tex；

P——纖維的斷裂強力，cN；

Tt——纖維的線密度，tex。

（4）斷裂長度。以長度形式表示纖維強度的指標，其物理意義是設想將纖維連續地懸吊起來，直到它因本身重力而斷裂時的長度，也就是重力等于強力時的纖維的長度，單位為千米（km）。其計算式為：

式中：Lp——斷裂長度，km；

P——斷裂強力，cN；

Nm——公制支數，公支；

g——重力加速度，g=9.8m/s2。

4.紡織纖維的吸濕性　紡織纖維在空氣中吸收或放出水蒸氣的性能稱為吸濕性。紡織纖維吸濕的多少會影響紡織纖維重量、強力等許多物理性能，從而影響其工藝和使用性能。紡織纖維吸濕能力的大小還直接影響服用織物的穿著舒適性。吸濕能力小的纖維不易吸收人體排出的汗液，故有悶熱不適的感覺。表示吸濕性大小的指標有以下幾個。

（1）含水率。即纖維所含水分與纖維濕重比值的百分數，其計算公式為：

式中：M——纖維的含水率；

G——纖維的濕重，g；

G0——纖維的干重，g。

（2）回潮率。即纖維所含水分與纖維干重比值的百分比，其計算公式為：

式中：W——纖維的回潮率。

紡織纖維在不同的大氣條件下，其回潮率是不同的。為了測試計重和核價方便，需對各種纖維及其制品的回潮率規定一個標準，即公定回潮率（在相對濕度為65%±2%、溫度為20℃±2℃的條件下的回潮率），表2-3為我國常見纖維的公定回潮率。

表2-3　我國常見纖維的公定回潮率

5.紡織纖維的體積質量　纖維的體積質量是指單位體積的纖維質量，單位為克每立方厘米（g/cm3）。纖維的體積質量影響織物的覆蓋性，體積質量小的纖維具有較大的覆蓋性，制成的服裝較輕。各種纖維的體積質量見表2-4。

表2-4　各種纖維的體積質量

續表

四、常見紡織纖維的代號

纖維原料在表達時為了方便，常用英文字母代號表示。這些代號沒有統一的標準規定，因此，同一種纖維可能有不同的代號。表2-5是常見纖維的代號。

表2-5　常見纖維的代號