Исследование семнадцати основных свойств текстильных волокон

Свойства текстильных волокон относятся к физическим, химическим и структурным свойствам волокнистых материалов. Эти атрибуты влияют на обработку, плетение, крашение, отделку, а также на конечные характеристики и применение волокон. От прочности до мягкости, от влагопоглощения до огнестойкости — волокна обладают разнообразным спектром свойств, каждое из которых играет решающую роль. В этой статье мы углубимся в семнадцать ключевых характеристик текстильных волокон, отправим вас в путешествие по изучению этой увлекательной области и добавим нотку яркости в ваш мир волокон!

Сопротивление истиранию

Сопротивление истиранию относится к способности противостоять износу от трения во время ношения, что способствует долговечности тканей. Одежда, изготовленная из волокон с высокой прочностью на разрыв и хорошей стойкостью к истиранию, выдерживает длительный износ, проявляя признаки износа только по истечении длительного периода.

Нейлон широко используется в спортивной одежде, такой как лыжные куртки и футбольные майки, благодаря своей исключительной прочности и стойкости к истиранию. С другой стороны, ацетатное волокно, известное своими превосходными драпирующими свойствами и невысокой стоимостью, часто используется в качестве подкладочного материала в верхней одежде и куртках.

Однако из-за плохого стойкость к истиранию из ацетатного волокна подкладка может изнашиваться или образовывать дыры до того, как на внешней ткани курток появится соответствующая потертость.

Водопоглощение

Водопоглощение означает способность поглощать влагу, часто измеряемую скоростью восстановления. Водопоглощение волокон означает процент влаги, поглощенной сухими волокнами при стандартных условиях: 70°F (эквивалент 21°C) и относительной влажности 65%.

К гидрофильным волокнам, легко впитывающим воду, относятся все натуральные волокна животных и растений, а также два типа синтетических волокон: вискозное волокно и ацетатное волокно. С другой стороны, гидрофобные волокна с трудом впитывают воду или могут поглощать лишь минимальное количество воды. За исключением вискозы, волокон лиоцелла и ацетата, все остальные синтетические волокна гидрофобны. Стеклянные волокна не впитывают воду, в то время как коэффициент восстановления других волокон обычно составляет всего 4% или ниже.

Водопоглощение волокон влияет на различные аспекты их применения, в том числе:

1. Комфорт для кожи: плохая впитываемость воды может привести к ощущению холода и сырости из-за скопления пота.
2. Статическое электричество. Гидрофобные волокна могут накапливать статическое электричество, что приводит к таким проблемам, как прилипание одежды и искрение. Частицы пыли также притягиваются к волокнам из-за статического электричества.
3. Стабильность размера после стирки: гидрофобные волокна имеют тенденцию сжиматься после стирки меньше, чем гидрофильные, поскольку они впитывают минимальное количество воды и меньше расширяются, что способствует усадке ткани.
4. Удаление пятен: пятна легче удалить с гидрофильных волокон, поскольку они легче впитывают чистящие средства и воду.
5. Водоотталкивающие свойства. Гидрофильные волокна часто требуют более прочной водоотталкивающей обработки, поскольку эта химическая обработка усиливает их водоотталкивающие свойства.
6. Восстановление морщин. Гидрофобные волокна обычно лучше восстанавливаются после стирки и глажки, поскольку они не впитывают воду, меньше расширяются и высыхают в сморщенном состоянии.

Химическое взаимодействие

При обработке текстиля, такой как печать, крашение и отделка, а также в процессах домашнего или профессионального ухода и очистки, включающих использование мыла, отбеливателей и растворителей для химической чистки, волокна обычно вступают в контакт с химикатами. Тип химикатов, их сила и продолжительность воздействия определяют степень их воздействия на волокна. Понимание воздействия химикатов на различные волокна имеет решающее значение, поскольку оно напрямую связано с уходом, необходимым во время чистки.

Волокна по-разному реагируют на химические вещества. Например, хлопковые волокна имеют относительно низкую устойчивость к кислотам, но обладают хорошей устойчивостью к щелочам. Кроме того, хлопчатобумажные ткани могут немного потерять прочность после обработки без складок химической смолой.

Покрытие

Покрытие означает возможность заполнить определенную область. Текстиль из грубых или скрученных волокон обеспечивает лучшее покрытие по сравнению с тонкими прямыми волокнами. Эти ткани теплые, приятные на ощупь и требуют меньшего количества волокон для плетения.

Шерсть широко используется в зимней одежде благодаря ее превосходной укрывистости, обеспечиваемой завитками, которые удерживают значительное количество неподвижного воздуха внутри ткани, изолируя ее от внешнего холодного воздуха. Эффективность покрытия волокна зависит от формы его поперечного сечения, продольной структуры и веса.

эластичность

Под эластичностью понимается способность удлиняться при воздействии напряжения (растяжение) и возвращаться в исходное состояние при устранении внешней силы (восстановление). Удлинение волокон или тканей под действием внешних сил может сделать одежду более удобной для ношения, а получаемая в результате швея будет относительно небольшой.

Также наблюдается тенденция к увеличению прочности на растяжение. Полное восстановление может помочь предотвратить провисание одежды в локтях или коленях, что позволяет избежать расслабленной деформации. Волокна, которые могут удлиняться не менее чем на 100%, называются эластичными волокнами. К этой категории относятся волокна спандекса (также известного как лайкра или эластан) и резиновые волокна. После удлинения эти эластические волокна могут почти принудительно вернуться к своей первоначальной длине.

Условия окружающей среды

Условия окружающей среды по-разному влияют на волокна, и решающее значение имеет то, как волокна и конечные ткани реагируют на воздействие, хранение и т. д.

Вот несколько примеров:

1. Шерстяные изделия нуждаются в защите от моли во время хранения, так как они подвержены заражению молью.
2. Нейлон и шелк при длительном воздействии солнечного света теряют прочность, что делает их непригодными для использования в шторах и покрытиях для дверей и окон.
3. Хлопковые волокна склонны к образованию плесени, поэтому их не следует хранить в течение длительного времени во влажной среде.

воспламеняемость

Под воспламеняемостью понимается способность материала воспламеняться или гореть. Это важная характеристика, поскольку жизнь людей часто окружена разнообразным текстилем. Мы знаем, что одежда или домашняя мебель из-за своей горючести может нанести серьёзный вред потребителям и повлечь за собой значительные материальные потери.

Волокна обычно классифицируются как легковоспламеняющиеся, негорючие и огнестойкие:

1. Легковоспламеняющиеся волокна легко воспламеняются и продолжают гореть.
2. Негорючие волокна имеют относительно высокую температуру воспламенения, медленно горят и самозатухают после удаления источника возгорания.
3. Негорючего волокна не горят.

Легковоспламеняющиеся волокна можно превратить в огнестойкие путем обработки или изменения параметров волокна. Например, обычный полиэстер легко воспламеняется, а вот полиэстер Тревира после обработки проявляет огнезащитные свойства.

Мягкость

Мягкостью называют свойство волокон многократно сгибаться, не ломаясь. Мягкие волокна, такие как ацетатные волокна, можно использовать для производства тканей и одежды с хорошей драпировкой. С другой стороны, жесткие волокна, такие как стекловолокно, нельзя использовать в производстве одежды, но можно использовать в декоративных тканях, требующих относительно жесткой руки. Как правило, чем тоньше волокно, тем лучше драпировка. Мягкость также влияет на ощущение ткани на руке.

Хотя часто желательны ткани с хорошей драпировкой, бывают случаи, когда необходимы более жесткие ткани. Например, в одежде с накидками (одежда, свисающая с плеч и струящаяся наружу) используются более жесткие ткани для достижения нужной формы.

Рука чувствовать

Ощущение рук — это ощущения, возникающие при прикосновении к волокнам, пряже или тканям. На ощущение волокна на руке влияют его форма, характеристики поверхности и структура. Волокна бывают различной формы: круглые, плоские или многодольчатые. Они также имеют различную текстуру поверхности, например гладкую, зубчатую или чешуйчатую.

Волокна имеют вьющуюся или прямую форму. Тип пряжи, структура ткани и процессы отделки также влияют на ощущение ткани на ощупь. Термины, обычно используемые для описания ощущения от ткани на ощупь, включают мягкую, гладкую, сухую, шелковистую, жесткую, грубую или грубую.

Блеск

Глянец означает отражение света от поверхности волокон. Различные характеристики волокон влияют на их блеск. Глянцевые поверхности, меньшее количество изгибов, плоские формы поперечного сечения и более длинные волокна улучшают отражение света. Процесс растяжения при производстве волокна увеличивает блеск за счет сглаживания поверхности. Добавление матирующих веществ нарушает отражение света, уменьшая блеск.

На блеск тканей также влияют тип пряжи, переплетение и все процессы отделки. Требования к глянцу зависят от модных тенденций и потребностей клиентов.

Пиллинг

Пиллинг – это образование маленьких клубков из запутанных волокон на поверхности ткани. Эти шарики состоят из коротких разорванных волокон, которые переплетаются друг с другом. Скатывание обычно происходит, когда концы волокон отрываются от поверхности ткани, что часто вызвано износом. Пиллинг нежелателен, так как из-за него такие ткани, как простыни, выглядят старыми и неприглядными, а также вызывают дискомфорт. Скатывание возникает в местах частого трения, таких как воротники, подмышки и манжеты рукавов.

Гидрофобные волокна более склонны к скатыванию, чем гидрофильные волокна, поскольку гидрофобные волокна с большей вероятностью притягивают статическое электричество и с меньшей вероятностью сбрасывают с поверхности ткани. Пиллинг редко встречается на рубашках из 100% чистого хлопка, но он очень распространен на рубашках из смеси полиэстера и хлопка, которые носят некоторое время. Хотя шерсть обладает гидрофильными свойствами, из-за ее чешуйчатой ​​поверхности происходит образование катышков. Волокна скручиваются и перепутываются друг с другом, образуя пилюлю. Прочные волокна с большей вероятностью прилипнут к катышкам на поверхности ткани. Низкопрочные волокна, склонные к разрыву, с меньшей вероятностью будут скатываться из-за легкого отделения таблеток.

Устойчивость к повреждениям

Под упругостью понимается способность материала упруго восстанавливать свою форму после сгиба, скручивания или деформации. Это тесно связано со способностью восстановления морщин. Ткани с хорошей эластичностью менее склонны к образованию складок, поэтому хорошо сохраняют свой внешний вид.

Более грубые волокна обладают большей устойчивостью, поскольку имеют большую массу, способную поглощать напряжения. Кроме того, форма волокна также влияет на его эластичность: круглые волокна обладают большей эластичностью, чем плоские.

Характер волокна также имеет значение. Полиэфирные волокна обладают превосходной эластичностью, тогда как хлопковые волокна обладают плохой эластичностью. Поэтому эти два волокна часто смешивают в таких изделиях, как мужские рубашки, свободные топы и простыни, что неудивительно.

Однако волокна с хорошей эластичностью могут вызывать некоторые проблемы при формировании отчетливых складок на одежде. На хлопчатобумажных тканях или грубых синтетических тканях легко образуются складки, на сухих шерстяных тканях – не так сильно. Волокна шерсти устойчивы к изгибу и складкам, а после могут снова распрямляться.

Относительная плотность

Относительная плотность представляет собой отношение массы волокон к массе равного объема воды при 4°C. Из легких волокон можно создавать теплые, но не громоздкие ткани, в результате чего получаются толстые, пушистые ткани, которые при этом остаются относительно легкими. Лучшим примером является акриловое волокно, поскольку оно намного легче шерсти, но обладает аналогичными свойствами, что позволяет широко использовать его в легких и теплых одеялах, шарфах, толстых носках и других зимних предметах.

Статическое электричество

Статическое электричество — это результат трения между двумя разными материалами, приводящий к образованию электрических зарядов. Когда эти заряды накапливаются на поверхности ткани, одежда может прилипать к телу пользователя или ворс может прилипать к ткани. Контакт между поверхностью ткани и другим предметом может привести к возникновению статических искр или ударов, что представляет собой быстрый процесс разряда. Явление статического электричества можно устранить, если заряд переносится с той же скоростью, с которой он генерируется на поверхности волокна.

Влага, содержащаяся внутри волокон, действует как проводник, рассеивая заряды и предотвращая вышеупомянутые эффекты статического электричества. С другой стороны, гидрофобные волокна имеют тенденцию генерировать статическое электричество из-за низкого содержания влаги. Статическое электричество также может возникать в натуральных волокнах, но только в том случае, если окружающая среда очень сухая, как и в гидрофобных волокнах. Стекловолокна являются исключением среди гидрофобных волокон, поскольку из-за химического состава на их поверхности не могут накапливаться статические заряды.

Ткани, содержащие электробные волокна (волокна, способные проводить электричество), не страдают от проблем со статическим электричеством, поскольку содержание углерода или металла позволяет волокнам переносить накопленные статические заряды. Из-за распространенных проблем со статическим электричеством на коврах используются такие материалы, как нейлон Monsanto Ultron, который содержит электробные волокна. Электробные волокна исключают удары, прилипание ткани и прилипание пыли. Использование волокон с низким уровнем статического электричества в средах, где статическое электричество представляет опасность, например, в больницах, рядом с компьютерами или в местах с легковоспламеняющимися или взрывоопасными жидкостями или газами, имеет решающее значение для безопасности.

Силы

Прочность означает способность волокна противостоять нагрузкам. Прочность волокна означает способность волокна сопротивляться разрыву при растяжении или нагрузке. Это важнейшая характеристика, поскольку она определяет долговечность и эксплуатационные характеристики текстиля, изготовленного из волокна. Прочность волокна обычно измеряется в таких единицах, как граммы на денье (г/день) или ньютоны на текс (Н/текс), что указывает на силу, необходимую для разрыва одного волокна определенной длины и толщины. Более высокая прочность волокна указывает на большую устойчивость к разрыву и растяжению, что делает материал более подходящим для различных применений, включая производство одежды, промышленного текстиля и композитных материалов.

Термическая пластичность

Термическая пластичность означает способность волокна противостоять нагреву, что является решающим фактором, влияющим на его эксплуатационные характеристики. Как правило, это важный фактор при обработке волокон, поскольку волокна часто подвергаются нагреву во время различных текстильных процессов, таких как крашение, глажка и термофиксация. Кроме того, тепло часто используется для ухода и освежения одежды и внутренней мебели.

Некоторые тепловые эффекты являются временными и обратимыми и возникают только во время применения тепла. Например, при крашении свойства волокна могут временно измениться при нагреве, но вернуться к норме при охлаждении. Однако некоторые термические эффекты могут быть постоянными, поскольку тепло может вызвать молекулярную перестройку, приводящую к деградации волокна. Напротив, термофиксация изменяет молекулярное расположение, делая ткань более стабильной (с минимальной усадкой) и устойчивой к морщинам без существенного ухудшения качества. Однако длительное воздействие высоких температур может привести к деградации, включая снижение прочности, усадку волокна и изменение цвета. Многие потребители столкнулись с серьезной деградацией или даже повреждением своей одежды в результате чрезмерной глажки при высоких температурах.

При нагревании термопластические волокна размягчаются и могут плавиться в жидкое состояние при более высоких температурах. Многие синтетические волокна обладают термопластичностью. При нагревании тканей, содержащих термопластичные волокна, можно образовывать складки и складки, не плавя волокна. Эти складки и складки становятся постоянными после снижения температуры. При нагревании (размягчении) термопластические волокна могут формоваться, а при охлаждении формованная форма сохраняется (при глажке одежды из синтетических волокон необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать размягчения или плавления, из-за чего ткань может прилипнуть к утюгу). . Этот метод также можно использовать для придания формы одежде, обеспечивая превосходную стабильность размеров термопластичных тканей.

Поглощение ядра

Поглощение сердцевины означает способность волокон переносить влагу из одного места в другое. Обычно влага распространяется по поверхности волокон, но она также может проходить сквозь волокна при впитывании жидкости. Склонность к поглощению сердцевины часто зависит от химического и физического состава внешней поверхности волокна. Гладкая поверхность снижает поглощение сердцевины.

Некоторые волокна, такие как хлопок, являются гидрофильными волокнами и имеют хорошую впитывающую способность сердцевины. Другие волокна, такие как олефины, являются гидрофобными волокнами, но они могут демонстрировать хорошее поглощение сердцевины, если имеют очень низкий денье (т.е. очень тонкие волокна). Это свойство особенно важно для такой одежды, как спортивная одежда и беговая одежда. Пот, выделяемый телом, переносится по поверхности волокон за счет впитывания сердцевины на внешнюю поверхность одежды, где он испаряется в воздух, обеспечивая больший комфорт.

В заключение отметим, что свойства текстильных волокон существенно влияют на их характеристики и применение. От стойкости к истиранию до термопластичности — каждая характеристика играет решающую роль. Понимая эти особенности, мы можем сделать осознанный выбор при выборе текстиля. Волокна обогащают нашу жизнь по-разному: от создания прочного снаряжения до роскошной одежды. Давайте отметим яркость, которую они добавляют в наш мир!