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紡織纖維的表面形態-截面形狀

2020/07/15

纖維的截面形狀隨纖維種類而異,天然纖維具有各自的形態,化學纖維則可以根據人們的意願設計異形噴絲孔,從而獲得具有各種異形截面的纖維,此外,即使噴絲孔相同,也可通過控制纖維的成形過程而形成不同的截面形狀。

截面形狀影響纖維的捲曲狀態、比表面積、抗彎剛度、密度、摩擦性能等,並與纖維手感及性能密切相關,進而在纖維紡成紗時,不同截面形態的纖維在紗線截內的填充程度也不同,這同樣也會影響到最終織物的品質。

天然纖維中毛纖維大部分為圓形,棉纖維接近腰圓形,木棉纖維為近圓形,蠶絲纖維近似三角形,麻纖維為?圓形或多角形等。

纖維異形化

非圓形截面的化學纖維稱為異形纖維。為了使纖維品種多樣化,國內外不斷研究利用物理、化學和機械等方法使合成纖維變性,以改善其性能,擴大其使用範圍,使化學纖維從形態、性能上模仿天然纖維,並向超天然纖維的方向發展。

纖維截面變化又稱異形化,是物理改性的一項重要手段,可分為兩種:一種是纖維截面形狀的非圓形化,包括輪廓波動的異形化和直徑不對稱的異形化;另一種是截面的中空和複合化。異形截面纖維一般蓬鬆度較好,抗起毛起球,可以消除化纖光滑的手感,可以解決絲的光澤和絲鳴問題;異形中空絲與常規纖維相比改變了纖維集合體的密度、熱阻、孔隙率、蓬鬆度、纖維截面的極慣性矩、比表面積,中空纖維的空隙內有大量的靜止空氣,從而可提高其熱阻和保溫性能;中空纖維降低了纖維的密度,實現了纖維材料的輕量化;纖維中空化還可以提高纖維截面的極慣性矩,即提高了纖維的剛度;纖維中空化改變了其光學特性,中空部對光的漫反射可增強纖維的不透明感;中空化可以提高纖維的孔隙率、蓬鬆度及比表面積,從而改善了纖維集合體的濕熱傳遞特性,可以使織物具有較好的吸濕、透氣、保溫機能。中空微孔纖維也可作為過濾材料。常見的異形纖維及中空異形纖維截面如圖1所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

圖1 常見異形與中空異形纖維的截面

 

纖維異形化的發展過程是逐漸從單一改變纖維直徑到截面輪廓的波動,從單孔到多孔,從單組分到多組分,從對稱到不對稱,其至從徑向截面異形絲發展到縱向隨機變形的異形絲。這不僅豐富了紡織纖維的內容,而且使纖維製品及其性能趨向於多樣化、機能化和舒適化。常見異形截面纖維的形狀與所突出的機能效果如表1。

 

表1  常見異形截面纖維的截面形狀和機能效果


《本篇取自台灣區毛紡織工業同業公會出版之紡織材料與科技原理(上冊)》

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