Erforschung der siebzehn Kerneigenschaften von Textilfasern

Die Eigenschaften von Textilfasern beziehen sich auf die physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften von Fasermaterialien. Diese Eigenschaften beeinflussen die Verarbeitung, das Weben, das Färben, die Veredelung sowie die endgültige Leistung und Anwendung von Fasern. Von der Festigkeit bis zur Weichheit, von der Feuchtigkeitsaufnahme bis zur Flammwidrigkeit weisen Fasern vielfältige Eigenschaften auf, von denen jede eine entscheidende Rolle spielt. In diesem Artikel befassen wir uns mit den siebzehn Hauptmerkmalen von Textilfasern. Wir nehmen Sie mit auf eine Reise, um dieses faszinierende Gebiet zu erkunden und Ihrer Welt der Fasern einen Hauch von Lebendigkeit zu verleihen!

Abriebfestigkeit

Unter Abriebfestigkeit versteht man die Fähigkeit, dem Verschleiß durch Reibung beim Tragen zu widerstehen und so zur Haltbarkeit von Stoffen beizutragen. Kleidungsstücke aus Fasern mit hoher Zugfestigkeit und guter Abriebfestigkeit halten längerem Tragen stand und zeigen erst nach längerer Zeit Abnutzungserscheinungen.

Nylon wird aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit und Abriebfestigkeit häufig in Sportbekleidung wie Skijacken und Fußballtrikots verwendet. Andererseits wird Acetatfaser, die für ihre hervorragenden Drapiereigenschaften und geringen Kosten bekannt ist, häufig als Futtermaterial in Oberbekleidung und Jacken verwendet.

Allerdings aufgrund der Armen Abriebfestigkeit B. aus Acetatfasern, kann das Futter verschleißen oder Löcher bilden, bevor der entsprechende Abrieb auf dem Oberstoff der Jacken auftritt.

Wasseraufnahmefähigkeit

Unter Wasseraufnahmefähigkeit versteht man die Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen, die oft anhand der Rückgewinnungsrate gemessen wird. Die Wasseraufnahmefähigkeit von Fasern bezieht sich auf den Prozentsatz der Feuchtigkeit, die von trockenen Fasern unter Standardbedingungen von 70 °F (entspricht 21 °C) und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit aufgenommen wird.

Zu den hydrophilen Fasern, die leicht Wasser absorbieren, gehören alle natürlichen Fasern von Tieren und Pflanzen sowie zwei Arten synthetischer Fasern: Viskose und Acetat. Hydrophobe Fasern hingegen können Wasser nur schwer oder nur in geringen Mengen aufnehmen. Mit Ausnahme von Viskose, Lyocellfasern und Acetat sind alle anderen synthetischen Fasern hydrophob. Glasfasern absorbieren kein Wasser, während andere Fasern typischerweise eine Rückgewinnungsrate von nur 4 % oder weniger haben.

Die Wasseraufnahmefähigkeit von Fasern beeinflusst verschiedene Aspekte ihrer Anwendungen, darunter:

1. Hautkomfort: Eine schlechte Wasseraufnahmefähigkeit kann aufgrund der Schweißansammlung zu einem Kälte- und Feuchtigkeitsgefühl führen.
2. Statische Elektrizität: Hydrophobe Fasern können statische Elektrizität ansammeln, was zu Problemen wie Festkleben der Kleidung und Funkenbildung führen kann. Durch statische Elektrizität werden auch Staubpartikel von den Fasern angezogen.
3. Größenstabilität nach dem Waschen: Hydrophobe Fasern neigen dazu, nach dem Waschen weniger zu schrumpfen als hydrophile Fasern, da sie nur wenig Wasser aufnehmen und sich weniger ausdehnen, was zum Schrumpfen des Stoffes beiträgt.
4. Fleckenentfernung: Flecken lassen sich aus hydrophilen Fasern leichter entfernen, da sie Reinigungsmittel und Wasser leichter aufnehmen.
5. Wasserabweisende Eigenschaften: Hydrophile Fasern erfordern häufig eine dauerhaftere wasserabweisende Behandlung, da diese chemischen Behandlungen ihre wasserabweisende Wirkung verstärken.
6. Faltenerholung: Hydrophobe Fasern haben im Allgemeinen eine bessere Faltenerholung, insbesondere nach dem Waschen und Bügeln, da sie kein Wasser absorbieren, sich weniger ausdehnen und in faltigem Zustand trocknen.

Chemische Interaktion

Bei der Textilverarbeitung, etwa beim Drucken, Färben und Veredeln, sowie bei Pflege- und Reinigungsprozessen im Haushalt oder im professionellen Bereich, bei denen Seifen, Bleichmittel und Lösungsmittel für die chemische Reinigung zum Einsatz kommen, kommen Fasern typischerweise mit Chemikalien in Kontakt. Die Art der Chemikalien, ihre Stärke und die Dauer der Einwirkung bestimmen das Ausmaß ihrer Auswirkungen auf Fasern. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen von Chemikalien auf verschiedene Fasern zu verstehen, da sie in direktem Zusammenhang mit der bei der Reinigung erforderlichen Sorgfalt stehen.

Fasern reagieren unterschiedlich auf Chemikalien. Beispielsweise weisen Baumwollfasern eine relativ geringe Beständigkeit gegenüber Säuren auf, weisen jedoch eine gute Beständigkeit gegenüber Laugen auf. Darüber hinaus kann es bei Baumwollstoffen zu einem gewissen Festigkeitsverlust kommen, nachdem sie einer chemischen Behandlung mit knitterfreiem Harz unterzogen wurden.

Abdeckung

Unter Abdeckung versteht man die Fähigkeit, einen bestimmten Bereich auszufüllen. Textilien aus groben Fasern oder gekräuselten Fasern bieten eine bessere Abdeckung im Vergleich zu feinen, geraden Fasern. Diese Stoffe sind warm, fühlen sich angenehm an und erfordern zum Weben weniger Fasern.

Wolle wird häufig für Winterkleidung verwendet, da sie durch ihre Locken eine hervorragende Abdeckung bietet, die einen erheblichen Teil der ruhenden Luft im Stoff einschließt und ihn so vor kalter Außenluft isoliert. Die Wirksamkeit der Faserabdeckung hängt von der Querschnittsform, der Längsstruktur und dem Gewicht ab.

Elastizität

Unter Elastizität versteht man die Fähigkeit, sich unter Zugeinwirkung zu dehnen (Dehnung) und nach Wegnahme der äußeren Kraft wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren (Erholung). Die Dehnung von Fasern oder Stoffen unter Einwirkung äußerer Kräfte kann den Tragekomfort von Kleidungsstücken erhöhen, und der daraus resultierende Schneideraufwand ist relativ gering.

Es gibt auch einen Trend zur Erhöhung der Zugfestigkeit. Eine vollständige Erholung kann dazu beitragen, ein Durchhängen der Kleidungsstücke an Ellbogen oder Knien zu verhindern und so eine entspannte Verformung zu vermeiden. Fasern, die sich um mindestens 100 % dehnen lassen, werden als elastische Fasern bezeichnet. Zu dieser Kategorie gehören Spandexfasern (auch bekannt als Lycra oder Elastan) und Gummifasern. Nach der Dehnung können diese elastischen Fasern nahezu zwangsweise wieder ihre ursprüngliche Länge erreichen.

Umweltbedingungen

Umweltbedingungen haben unterschiedliche Auswirkungen auf Fasern, und es ist entscheidend, wie Fasern und die fertigen Stoffe auf Exposition, Lagerung usw. reagieren.

Hier sind einige Beispiele:

1. Kleidungsstücke aus Wolle müssen während der Lagerung vor Mottenbefall geschützt werden, da sie anfällig für Mottenbefall sind.
2. Wenn Nylon und Seide längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt werden, verlieren sie an Festigkeit, sodass sie für die Verwendung in Vorhängen und Tür-/Fensterverkleidungen ungeeignet sind.
3. Baumwollfasern neigen zur Schimmelbildung und sollten daher nicht über einen längeren Zeitraum in feuchter Umgebung gelagert werden.

Entzündbarkeit

Unter Entflammbarkeit versteht man die Fähigkeit eines Materials, sich zu entzünden oder zu brennen. Dies ist ein wichtiges Merkmal, da das Leben der Menschen häufig von verschiedenen Textilien umgeben ist. Wir wissen, dass Kleidung oder Innenmöbel aufgrund ihrer Entflammbarkeit den Verbraucher ernsthaft schädigen und zu erheblichen Materialverlusten führen können.

Fasern werden im Allgemeinen als leicht entzündlich, nicht brennbar oder schwer entflammbar klassifiziert:

1. Leicht entzündliche Fasern entzünden sich leicht und brennen weiter.
2. Nicht brennbare Fasern haben einen relativ hohen Zündpunkt, brennen langsam und erlöschen von selbst, nachdem die Zündquelle entfernt wurde.
3. Schwer entflammbar Fasern brennen nicht.

Leicht entflammbare Fasern können durch Veredlungsprozesse oder durch Veränderung der Faserparameter in flammhemmende Fasern umgewandelt werden. Beispielsweise ist herkömmliches Polyester leicht entflammbar, Trevira-Polyester weist jedoch nach der Behandlung flammhemmende Eigenschaften auf.

Weichheit

Unter Weichheit versteht man die Eigenschaft von Fasern, sich wiederholt biegen zu können, ohne zu brechen. Aus weichen Fasern, beispielsweise Acetatfasern, lassen sich gut fallende Stoffe und Bekleidung herstellen. Andererseits können starre Fasern wie Glasfasern nicht in der Bekleidungsproduktion verwendet werden, können aber in Dekorationsstoffen verwendet werden, die einen relativ steifen Griff erfordern. Generell gilt: Je feiner die Faser, desto besser der Fall. Die Weichheit beeinflusst auch die Haptik des Stoffes.

Während Stoffe mit gutem Fall oft erwünscht sind, gibt es Situationen, in denen steifere Stoffe benötigt werden. Beispielsweise werden bei Kleidungsstücken mit Umhängen (Kleidung, die von den Schultern herabhängt und nach außen fließt) steifere Stoffe verwendet, um die gewünschte Form zu erreichen.

Handgefühl

Unter Handgefühl versteht man das Gefühl, das beim Berühren von Fasern, Garnen oder Stoffen entsteht. Das Handgefühl einer Faser wird durch ihre Form, Oberflächenbeschaffenheit und Struktur beeinflusst. Fasern gibt es in verschiedenen Formen, etwa rund, flach oder mehrlappig. Außerdem haben sie unterschiedliche Oberflächenstrukturen, etwa glatt, gezackt oder schuppig.

Fasern haben entweder eine lockige oder gerade Form. Garnart, Stoffstruktur und Veredelungsverfahren beeinflussen auch die Haptik des Stoffes. Zu den Begriffen, die üblicherweise zur Beschreibung des Griffgefühls von Stoffen verwendet werden, gehören „weich“, „glatt“, „trocken“, „seidig“, „steif“, „rau“ oder „rau“.

Glanz

Unter Glanz versteht man die Reflexion von Licht an der Oberfläche von Fasern. Unterschiedliche Eigenschaften der Fasern beeinflussen ihren Glanz. Glänzende Oberflächen, weniger Biegungen, flache Querschnittsformen und längere Faserlängen verbessern die Lichtreflexion. Der Streckprozess bei der Faserherstellung erhöht den Glanz durch Glättung der Oberfläche. Durch die Zugabe von Mattierungsmitteln wird die Lichtreflexion gestört und der Glanz verringert.

Der Glanz von Stoffen wird auch von der Garnart, der Webart und allen Veredelungsprozessen beeinflusst. Die Anforderungen an den Glanz hängen von Modetrends und Kundenbedürfnissen ab.

Pilling

Unter Pilling versteht man die Bildung kleiner, wirrer Faserkügelchen auf der Oberfläche eines Stoffes. Diese Kugeln bestehen aus kurzen, gebrochenen Fasern, die ineinander verflochten sind. Pilling tritt typischerweise auf, wenn die Faserenden von der Stoffoberfläche abbrechen, was oft durch Abnutzung verursacht wird. Pilling ist unerwünscht, da Stoffe wie Bettwäsche dadurch alt und unansehnlich aussehen und sich unangenehm anfühlen können. Pilling tritt an Stellen auf, an denen es häufig zu Reibung kommt, etwa an Kragen, Achselhöhlen und Ärmelbündchen.

Hydrophobe Fasern sind anfälliger für Pilling als hydrophile Fasern, da hydrophobe Fasern eher statische Elektrizität anziehen und sich weniger leicht von der Stoffoberfläche lösen. Pilling kommt bei Hemden aus 100 % reiner Baumwolle selten vor, bei Hemden aus Polyester-Baumwoll-Mischungen, die längere Zeit getragen werden, kommt es jedoch sehr häufig vor. Während Wolle hydrophile Eigenschaften hat, kommt es aufgrund ihrer schuppigen Oberfläche zu Pilling. Fasern verdrehen und verheddern sich und bilden eine Pille. Bei starken Fasern besteht eine größere Wahrscheinlichkeit, dass sich Pillen auf der Stoffoberfläche festsetzen. Bei Fasern mit geringer Festigkeit, die zum Bruch neigen, ist die Wahrscheinlichkeit einer Pillingbildung geringer, da sich die Pillen leicht ablösen.

Elastizität

Unter Elastizität versteht man die Fähigkeit eines Materials, seine Form nach dem Falten, Verdrehen oder Verformen wieder elastisch wiederherzustellen. Es steht in engem Zusammenhang mit der Fähigkeit zur Faltenwiederherstellung. Stoffe mit guter Elastizität neigen weniger zur Faltenbildung und behalten dadurch ihr Aussehen gut.

Gröbere Fasern haben eine bessere Elastizität, da sie über eine größere Masse zur Aufnahme von Belastungen verfügen. Darüber hinaus beeinflusst auch die Form der Faser ihre Elastizität, wobei runde Fasern eine bessere Elastizität aufweisen als flache Fasern.

Auch die Beschaffenheit der Faser spielt eine Rolle. Polyesterfasern haben eine hervorragende Widerstandsfähigkeit, während Baumwollfasern eine schlechte Widerstandsfähigkeit aufweisen. Daher werden diese beiden Fasern oft in Produkten wie Herrenhemden, locker sitzenden Oberteilen und Bettlaken vermischt, was nicht verwunderlich ist.

Allerdings können Fasern mit guter Elastizität etwas problematisch sein, wenn sie deutliche Falten auf der Kleidung bilden. Bei Baumwollstoffen oder groben Synthetikstoffen kommt es leicht zu Faltenbildung, bei trockenen Wollstoffen jedoch weniger. Wollfasern sind biege- und knitterfest und können sich danach wieder glätten.

Relative Dichte

Die relative Dichte bezieht sich auf das Verhältnis der Fasermasse zur Masse eines gleichen Wasservolumens bei 4 °C. Aus leichten Fasern können Stoffe entstehen, die warm, aber nicht voluminös sind, was zu dicken, flauschigen Stoffen führt, die dennoch relativ leicht bleiben. Acrylfaser ist das beste Beispiel, da sie viel leichter als Wolle ist, aber ähnliche Eigenschaften besitzt, weshalb sie häufig für leichte und warme Decken, Schals, dicke Socken und andere Winterartikel verwendet wird.

Statische Elektrizität

Statische Elektrizität entsteht durch Reibung zwischen zwei verschiedenen Materialien und führt zur Erzeugung elektrischer Ladungen. Wenn sich diese Ladungen auf der Oberfläche von Stoffen ansammeln, kann die Kleidung am Körper des Trägers haften oder Flusen können am Stoff haften. Der Kontakt zwischen der Stoffoberfläche und einem anderen Gegenstand kann zu statischen Funken oder Stößen führen, was einen schnellen Entladungsprozess darstellt. Das Phänomen der statischen Elektrizität kann beseitigt werden, wenn die Ladung mit der gleichen Geschwindigkeit übertragen wird, mit der sie auf der Faseroberfläche erzeugt wird.

Die in den Fasern enthaltene Feuchtigkeit fungiert als Leiter, um Ladungen abzuleiten und die oben genannten Effekte statischer Elektrizität zu verhindern. Hydrophobe Fasern hingegen neigen aufgrund ihres geringen Feuchtigkeitsgehalts dazu, statische Elektrizität zu erzeugen. Statische Elektrizität kann auch in Naturfasern auftreten, allerdings nur, wenn die Umgebung sehr trocken ist, ähnlich wie bei hydrophoben Fasern. Eine Ausnahme unter den hydrophoben Fasern stellen Glasfasern dar, da sich auf ihren Oberflächen aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung keine statischen Aufladungen ansammeln können.

Bei Stoffen, die elektrobiische Fasern enthalten (Fasern, die Elektrizität leiten können), treten keine Probleme mit statischer Elektrizität auf, da der Kohlenstoff- oder Metallgehalt es den Fasern ermöglicht, angesammelte statische Ladungen zu übertragen. Aufgrund der häufigen Probleme mit statischer Elektrizität bei Teppichen werden Materialien wie Monsanto-Ultron-Nylon verwendet, das elektrochemische Fasern enthält. Elektrofasern verhindern Stöße, Stoffanhaftungen und Staubanhaftungen. Der Einsatz von Fasern mit geringer statischer Aufladung in Umgebungen, in denen statische Elektrizität ein Risiko darstellt, z. B. in Krankenhäusern, in der Nähe von Computern oder in Bereichen mit brennbaren oder explosiven Flüssigkeiten oder Gasen, ist für die Sicherheit von entscheidender Bedeutung.

Stärke

Unter Festigkeit versteht man die Fähigkeit einer Faser, Belastungen standzuhalten. Unter Faserfestigkeit versteht man die Fähigkeit einer Faser, einem Bruch unter Zug oder Belastung standzuhalten. Es ist ein entscheidendes Merkmal, da es die Haltbarkeit und Leistung von Textilien aus der Faser bestimmt. Die Faserfestigkeit wird typischerweise in Einheiten wie Gramm pro Denier (g/d) oder Newton pro Tex (N/tex) gemessen und gibt die Kraft an, die erforderlich ist, um eine einzelne Faser einer bestimmten Länge und Dicke zu brechen. Eine höhere Faserfestigkeit weist auf eine höhere Bruch- und Dehnungsfestigkeit hin, wodurch das Material für verschiedene Anwendungen besser geeignet ist, darunter Bekleidung, Industrietextilien und Verbundwerkstoffe.

Thermische Plastizität

Unter thermischer Plastizität versteht man die Fähigkeit einer Faser, Hitze zu widerstehen, was ein entscheidender Faktor für die Anwendungsleistung ist. Dies ist in der Regel ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Faserverarbeitung, da Fasern bei verschiedenen Textilprozessen wie Färben, Bügeln und Thermofixieren häufig einer Erwärmung unterliegen. Darüber hinaus wird Wärme häufig zur Pflege und Erfrischung von Kleidungsstücken und Inneneinrichtungen eingesetzt.

Einige thermische Effekte sind vorübergehend und reversibel und treten nur bei der Anwendung von Wärme auf. Beispielsweise können sich beim Färben die Fasereigenschaften während der Wärmeeinwirkung vorübergehend ändern, beim Abkühlen jedoch wieder normalisieren. Einige thermische Effekte können jedoch dauerhaft sein, da Hitze eine molekulare Umordnung verursachen kann, die zum Faserabbau führt. Im Gegensatz dazu verändert die Thermofixierung die molekulare Anordnung, um den Stoff stabiler (mit minimaler Schrumpfung) und knitterfreier zu machen, ohne dass es zu einer nennenswerten Verschlechterung kommt. Allerdings kann eine längere Einwirkung hoher Temperaturen zu einer Verschlechterung führen, einschließlich verringerter Festigkeit, Faserschrumpfung und Verfärbung. Viele Verbraucher haben festgestellt, dass ihre Kleidung durch übermäßiges Bügeln bei hohen Temperaturen stark beschädigt oder sogar beschädigt wird.

Beim Erhitzen erweichen thermoplastische Fasern und können bei höheren Temperaturen in einen flüssigen Zustand schmelzen. Viele synthetische Fasern weisen Thermoplastizität auf. Durch Erhitzen von Stoffen, die thermoplastische Fasern enthalten, können Falten und Falten gebildet werden, ohne dass die Fasern schmelzen. Diese Falten und Fältchen werden dauerhaft, sobald die Temperatur sinkt. Beim Erhitzen (Erweichen) können thermoplastische Fasern geformt werden, und nach dem Abkühlen bleibt die geformte Form erhalten (beim Bügeln von Kleidungsstücken aus synthetischen Fasern ist Vorsicht geboten, um ein Erweichen oder Schmelzen zu vermeiden, was dazu führen kann, dass der Stoff am Bügeleisen kleben bleibt). . Diese Methode kann auch zum Formen von Kleidungsstücken verwendet werden und sorgt für eine hervorragende Dimensionsstabilität thermoplastischer Stoffe.

Kernabsorption

Kernabsorption bezieht sich auf die Fähigkeit von Fasern, Feuchtigkeit von einem Ort zum anderen zu transportieren. Typischerweise wandert Feuchtigkeit entlang der Oberfläche von Fasern, sie kann jedoch auch durch Fasern dringen, wenn Flüssigkeiten absorbiert werden. Die Tendenz zur Kernabsorption hängt oft von der chemischen und physikalischen Zusammensetzung der Außenoberfläche der Faser ab. Eine glatte Oberfläche verringert die Kernabsorption.

Bestimmte Fasern, wie zum Beispiel Baumwolle, sind hydrophile Fasern und haben eine gute Kernabsorption. Andere Fasern, wie zum Beispiel Olefine, sind hydrophobe Fasern, können jedoch eine gute Kernabsorption aufweisen, wenn sie einen sehr geringen Denier (dh sehr feine Fasern) haben. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für Kleidungsstücke wie Trainingskleidung und Laufbekleidung. Der vom Körper ausgeschiedene Schweiß wird entlang der Faseroberfläche durch Kernabsorption an die Außenfläche des Kleidungsstücks weitergeleitet, wo er in die Luft verdunstet und so für besseren Komfort sorgt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Eigenschaften von Textilfasern ihre Leistung und Anwendungen maßgeblich beeinflussen. Von der Abriebfestigkeit bis zur thermischen Plastizität spielt jede Eigenschaft eine entscheidende Rolle. Wenn wir diese Merkmale verstehen, können wir bei der Textilauswahl fundierte Entscheidungen treffen. Fasern bereichern unser Leben auf vielfältige Weise, von der Herstellung langlebiger Ausrüstung bis hin zu luxuriöser Kleidung. Feiern wir die Lebendigkeit, die sie unserer Welt verleihen!