何謂化學纖維?
利用「天然」或「合成」的高分子(polymer)物質,予以化學加工(又名紡絲,fibre spinning or fibre extrusion)而取得的化學纖維,又稱人造纖維或機製纖維;是人類科學史上非常重要的發明,因為沒有它之前,人類完全依賴棉、麻、毛、蠶絲來製作紡織品或服飾。
化學纖維分為四類:再生纖維(regenerated fibre)、半合成纖維(semi-synthetic fibre)、合成纖維(synthetic fibre)與無機纖維(inorganic fibre)。
再生纖維的原料主要來自天然纖維素、蛋白質、海藻及甲殼素,溶解加工後再凝固成為纖維,常見的再生纖維:嫘縈(rayon)、大豆纖維、玉米纖維、花生纖維、酪素(牛奶)纖維。
半合成纖維是用天然纖維素或蛋白質為原料之一的纖維,經溶解加工再纖維化後,化學結構產生變化,如:纖維素醋酸酯纖維、玉米聚乳酸纖維。最具代表性的是醋酸酯纖維(cellulose acetate fibre, acetate fibre),常用於衣料、絲束經加工後可用作香煙過濾嘴。
目前,在中國大陸,多將半合成纖維納入為再生纖維(因為製得的纖維,均含主要原料之成分);而在日本則將以大豆、玉米、花生、酪素為的原料的化學纖維,納為半合成纖維。
合成纖維,原料多來自石油提煉的有機物質,經過化學反應製成高分子聚合體,再以紡絲方式將其纖維化。目前全世界的紡織纖維用是有六成以上為聚酯纖維、耐隆纖維、亞克力纖維、聚丙烯纖維。
嫘縈(rayon)
1884年法國有位科學家以人工方法製造出一種硝化纖維(nitrocellulose fibre, cellulose nitrate fibre),替它取名「人造絲(artificial silk)」,這是第一個取得專利的化學纖維,只是這種纖維容易燃燒,後來用在塗料和火藥上。
1892年,英國科學家將木漿加以溶解,然後把溶解過後的液體,從類似蓮蓬頭構造的模具中押出,它凝固成為纖維狀物質。這方法順利取得專利後,開始大量商業化生產。纖維剛開始時被當人造絲來賣,1926年正式用法文衍生而來的rayon [tqTFn]來行銷,意思是「放射的光線(rays of light)」,因為這種纖維有蠶絲般的光澤。
嫘縈因是天然植物纖維素(cellulose)加工製造而成,屬再生纖維的一種。纖維質地輕柔、光滑、吸濕力強,穿起來涼爽舒適、也易染色、除了作為衣料外,還能織成毛毯、窗簾、緞帶或輪胎簾子布等。只是用於螺縈上的染料和定型劑對於濕度極為敏感,所以碰到水之後很容易有褪色和變色的現象,甚至有些嫘縈布在水洗後有縮水現象,所以很多此類衣服的水洗標籤上都標明「只能乾洗」。
耐隆纖維(nylon fibre)
耐隆也音譯為尼龍纖維,其實耐隆(Nylon)是商品名,他的化學名稱是聚醯胺纖維(polyamide fibre)。耐隆纖維彈性好、耐熱、吸水性也比聚酯纖維好,摸起來的手感像蠶絲,適合作為衣料使用。1939年10月杜邦耐隆纖維織的絲襪,上市第一天以60萬雙的數量銷售一空。
耐隆纖維除衣著服飾用途外,最大用途是地毯和產業用紡織品,因為它具有強度高、韌性強且質輕,可用於汽車輪胎、消防管及降落傘等。也常被製成安全帶、氣囊、繩索、過濾布、帆布上。只是它的纖維製造成本比較高,正面臨聚酯纖維的激烈競爭。所幸,耐隆保有獨特的觸感和色澤外觀,所以,仍佔一席之地。
聚酯纖維(polyester fibre)
聚酯纖維是目前人類應用最多的一種合成纖維,用量比棉花還多一點。它的最大優點是生產成本較低、所以價格比起其他纖維較便宜。另外,聚酯纖維表面光滑、彈性好、不易變型、耐用、適合衣料、只是不耐強鹼,染色起來較困難,僅能用高溫高壓來染色。再者,它幾乎不吸水,雖然布料洗過易乾,但若沒經過特殊處理,穿起來的舒適性沒有天然纖維好,也容易產生靜電與起毛毬。
無論是聚酯或耐隆纖維,台灣目前都是全球第三大的生產地。
亞克力纖維(acrylic fibre)
亞克力合成纖維的手感非常像羊毛,所以常拿來織成毛衣,只是它比真的羊毛重,只好與天然羊毛混紡在一起。最近市面上出現一種仿山羊絨(cashmere like)的織物,非常輕柔、一掃亞克力纖維給人的傳統形象。
亞克力纖維比羊毛容易清洗,且易乾,不易起縐也不易縮水變形。但缺點是不太能吸汗,容易產生靜電和起毛毬。另外,雖然對多數化學藥劑有良好的抵抗力,但對鹼(alkali)及含氯(chlorine)漂白劑毫無招架之力。亞克力正確的化學名稱是聚丙烯腈纖維(polyacrylonitrile fibre),跟我們常聽的壓克力(甲基丙烯酸甲酯,methyl methacrylate, MMA)不一樣。亞克力纖維除了衣著用途外,因為不怕太陽光照射也不怕發黴及蟲蛀,所以常拿來窗簾、遮陽棚、帳棚、防雨布、防火布等素材。
聚丙烯纖維(polypropylene fibre)
簡稱PP纖維,它色澤光亮、耐水洗、對於一般化學藥劑的抵抗性也不錯,一般以地毯、不織布等型式應用。PP本身染色官能基,減低在紡織品的用途,另一罩門是怕光,紫外線照久了纖維容易變色,裂解(decomposition)。PP纖維的另一項特點是比重比水輕,可作衣物、袋子、布包等,達到輕量化的效果。
Jan 9, 2009
Jan 8, 2009
What are natural fibres?
天然纖維:
應用在紡織領域的植物纖維,以棉、麻為代表
動物纖維有綿羊毛、獸毛、蠶絲…
礦物纖維則為石綿纖維,石綿因是礦物,所以不吸水,但可耐酸鹼、也耐高溫。
由於源於自然界,天然纖維會因種類、品種、產地以及天候不同而有差異,如同一品種的綿羊生長在澳洲或紐西蘭,羊毛品質可能不相同;同樣在美國的棉花,今年收成和去年收成的也會不一樣,甚至同一個蠶繭,前半段吐的絲與後半段也不一樣,所以很難得到完全一模一樣的天然纖維。
棉(cotton)
棉花並不是棉的花朵,而是棉的花朵凋謝成果,果實成熟崩裂後,內含許多纖毛的種籽,將棉籽上的纖維剝取而得棉纖維。現在許多棉農種植帶有顏色,訴求不需染色而環保。
棉纖維適宜生長在濕熱的砂土地帶,並需要充分的日照。主產地為中國大陸、美國、印度、巴基斯坦。棉纖維是親水性纖維(hydrophilic fibre),同時主要的化學成分是纖維素(碳水化合物),吸水性佳,不易產生靜電(static electricity),也易被染色或織成各種紡織品與服飾。
容易縐和易縮水是它的缺點,但利用搭配定型和防縮處理技術,就能改善
但日晒過久也易變黃、燃燒、發霉、被蟲蛀。
棉纖維平均長度為1-6公分,屬短纖維,纖維越細長越有經濟價值,因為較長的棉纖維(長絨棉)可織出手感非常細緻的高級服飾。
純棉(pure cotton)的布料透氣性、吸濕性都好,保暖和柔軟、適合做襪子、內衣褲、床單、被套、襯衫、休閒服的素材。
棉紡織品耐碱性強,若以苛性鈉溶液妥適處理,可具有蠶絲般的光澤,謂之「絲光棉」(mercerized cotton)
麻(bast and leaf fibres)
人類最早用來做衣著的紡織纖維就是麻纖維;根據考古,埃及人八千年前就開始用亞麻纖維。
能作為紡織原料的麻纖維種類很多,可分為兩大類,韌皮纖維(bast fibre)的苧麻(Ramie)、亞麻(Flax/Linen)、大麻(Cannabis)、黃麻(Jute)、槿麻等,和葉脈纖維(leaf fibre)的蕉麻、劍麻/瓊麻(Sisal)、鳳梨葉纖維等。
從麻的莖桿中抽離出來的韌皮纖維,以苧麻和亞麻最為重要,因為他們的纖維較細,是做服飾、毛巾、蕾絲、桌布、窗簾布等的好材料。黃麻、槿麻的纖維較粗,適合麻袋、繩索、地毯底布或是包裝材料,大麻則可為繩索。
麻纖維中,利用葉脈纖維且經濟上較有實用價值的是劍麻和蕉麻。這類纖維較長、強度佳,常拿來做繩纜、地毯底布、防護網、或是與塑料複合壓成建築板材。
麻的主要化學成分也是纖維素。麻纖維的優點是吸水性好,強度比棉大,具優異的耐洗滌性能、抗鹼、具光澤。但彈性差,易縐,在相同位置往復摺疊纖維,易斷裂。長期曝曬在日光下,會造成麻布強度變弱,但不太嚴重,故仍適合做窗簾布,只是易發霉。現在利用麻纖維做的服飾產量很少,所以純麻衣服價格頗高。
蠶絲(silk)
天然的動物蛋白質纖維(protein fibres),也是天然纖維中唯一的長纖維,一個蠶繭(silkworm cocoon)通常可以抽出800-1200公尺長的蠶絲。
蠶絲富有珍珠般的特殊光澤,它的光澤來自像三稜鏡般的纖維結構,能讓布料以不同的角度折射光線。柔軟、懸垂性佳,手感涼爽、質成特殊。蠶絲布料摩擦時會有獨特的「絲鳴(scroop)」現象。蠶絲不會熔融而燙傷皮膚。雖然蠶絲強度(tenacity)好,但對高溫還是容易產生劣化現象,整燙時如果用熨斗熱壓會變黃,所以建議用蒸氣整燙。但因怕鹼、不耐鹽水浸蝕,所以不宜用含氯漂白劑或洗滌劑處理。
我們常聽到的「綾羅綢緞」,指的就是絲綢裡的四物:
綾:斜紋梭織組織(twill weave),疏鬆輕薄,多用於錦盒包裝、書畫裝裱。
羅:含有羅網之意、透空露孔,是夏裝的上等衣料。
綢:平紋梭織組織(plain weave),是最常見的絲綢織品,面料平滑細膩,用途廣
緞:緞紋梭織組織(satin weave),正面光滑,色彩極為華麗,反面無光、屬高級絲綢面料,適用於高級禮服。
毛(wool and hair)
現在全球人工飼養的羊約有10億隻,每年羊毛產量約120萬噸,約是整體紡織纖維的2%。羊的種類約三千多種,其中飼養最多、羊毛產出也最多的品種是美麗奴綿羊(merino sheep)。
羊毛可概分為綿羊毛(sheep wool)和山羊毛(goat hair);一般山羊毛較硬,產量也不多,但少部分山羊,像是安哥拉山羊(angora goat-mohair)或喀什米爾山羊(cashmere goat)的纖細絨毛,可做高級毛料。另外,像中國大陸山東大白山羊毛,纖維長、直而柔細,是上好的毛筆料。
羊毛手感豐滿、富有伸縮彈性、膨鬆而保暖,使人感覺舒適。耐汙、去汙和排塵性在各種紡織纖維中也最為突出。但強度差,要避免水洗搓揉,以免縮水(因纖維表面有毛鱗,搓揉會使毛纖維產生移動),也易遭蟲蛀,易起毛毬、不耐鹼性,遇日照容易變黃也是缺點之一。
羊毛在紡織纖維中屬於動物毛(animal wool and hair)的一種。一般學術上,稱wool為柔毛;稱hair為剛毛;其他類的動物毛還有駝羊毛、駱駝毛、牛毛、馬毛…
應用在紡織領域的植物纖維,以棉、麻為代表
動物纖維有綿羊毛、獸毛、蠶絲…
礦物纖維則為石綿纖維,石綿因是礦物,所以不吸水,但可耐酸鹼、也耐高溫。
由於源於自然界,天然纖維會因種類、品種、產地以及天候不同而有差異,如同一品種的綿羊生長在澳洲或紐西蘭,羊毛品質可能不相同;同樣在美國的棉花,今年收成和去年收成的也會不一樣,甚至同一個蠶繭,前半段吐的絲與後半段也不一樣,所以很難得到完全一模一樣的天然纖維。
棉(cotton)
棉花並不是棉的花朵,而是棉的花朵凋謝成果,果實成熟崩裂後,內含許多纖毛的種籽,將棉籽上的纖維剝取而得棉纖維。現在許多棉農種植帶有顏色,訴求不需染色而環保。
棉纖維適宜生長在濕熱的砂土地帶,並需要充分的日照。主產地為中國大陸、美國、印度、巴基斯坦。棉纖維是親水性纖維(hydrophilic fibre),同時主要的化學成分是纖維素(碳水化合物),吸水性佳,不易產生靜電(static electricity),也易被染色或織成各種紡織品與服飾。
容易縐和易縮水是它的缺點,但利用搭配定型和防縮處理技術,就能改善
但日晒過久也易變黃、燃燒、發霉、被蟲蛀。
棉纖維平均長度為1-6公分,屬短纖維,纖維越細長越有經濟價值,因為較長的棉纖維(長絨棉)可織出手感非常細緻的高級服飾。
純棉(pure cotton)的布料透氣性、吸濕性都好,保暖和柔軟、適合做襪子、內衣褲、床單、被套、襯衫、休閒服的素材。
棉紡織品耐碱性強,若以苛性鈉溶液妥適處理,可具有蠶絲般的光澤,謂之「絲光棉」(mercerized cotton)
麻(bast and leaf fibres)
人類最早用來做衣著的紡織纖維就是麻纖維;根據考古,埃及人八千年前就開始用亞麻纖維。
能作為紡織原料的麻纖維種類很多,可分為兩大類,韌皮纖維(bast fibre)的苧麻(Ramie)、亞麻(Flax/Linen)、大麻(Cannabis)、黃麻(Jute)、槿麻等,和葉脈纖維(leaf fibre)的蕉麻、劍麻/瓊麻(Sisal)、鳳梨葉纖維等。
從麻的莖桿中抽離出來的韌皮纖維,以苧麻和亞麻最為重要,因為他們的纖維較細,是做服飾、毛巾、蕾絲、桌布、窗簾布等的好材料。黃麻、槿麻的纖維較粗,適合麻袋、繩索、地毯底布或是包裝材料,大麻則可為繩索。
麻纖維中,利用葉脈纖維且經濟上較有實用價值的是劍麻和蕉麻。這類纖維較長、強度佳,常拿來做繩纜、地毯底布、防護網、或是與塑料複合壓成建築板材。
麻的主要化學成分也是纖維素。麻纖維的優點是吸水性好,強度比棉大,具優異的耐洗滌性能、抗鹼、具光澤。但彈性差,易縐,在相同位置往復摺疊纖維,易斷裂。長期曝曬在日光下,會造成麻布強度變弱,但不太嚴重,故仍適合做窗簾布,只是易發霉。現在利用麻纖維做的服飾產量很少,所以純麻衣服價格頗高。
蠶絲(silk)
天然的動物蛋白質纖維(protein fibres),也是天然纖維中唯一的長纖維,一個蠶繭(silkworm cocoon)通常可以抽出800-1200公尺長的蠶絲。
蠶絲富有珍珠般的特殊光澤,它的光澤來自像三稜鏡般的纖維結構,能讓布料以不同的角度折射光線。柔軟、懸垂性佳,手感涼爽、質成特殊。蠶絲布料摩擦時會有獨特的「絲鳴(scroop)」現象。蠶絲不會熔融而燙傷皮膚。雖然蠶絲強度(tenacity)好,但對高溫還是容易產生劣化現象,整燙時如果用熨斗熱壓會變黃,所以建議用蒸氣整燙。但因怕鹼、不耐鹽水浸蝕,所以不宜用含氯漂白劑或洗滌劑處理。
我們常聽到的「綾羅綢緞」,指的就是絲綢裡的四物:
綾:斜紋梭織組織(twill weave),疏鬆輕薄,多用於錦盒包裝、書畫裝裱。
羅:含有羅網之意、透空露孔,是夏裝的上等衣料。
綢:平紋梭織組織(plain weave),是最常見的絲綢織品,面料平滑細膩,用途廣
緞:緞紋梭織組織(satin weave),正面光滑,色彩極為華麗,反面無光、屬高級絲綢面料,適用於高級禮服。
毛(wool and hair)
現在全球人工飼養的羊約有10億隻,每年羊毛產量約120萬噸,約是整體紡織纖維的2%。羊的種類約三千多種,其中飼養最多、羊毛產出也最多的品種是美麗奴綿羊(merino sheep)。
羊毛可概分為綿羊毛(sheep wool)和山羊毛(goat hair);一般山羊毛較硬,產量也不多,但少部分山羊,像是安哥拉山羊(angora goat-mohair)或喀什米爾山羊(cashmere goat)的纖細絨毛,可做高級毛料。另外,像中國大陸山東大白山羊毛,纖維長、直而柔細,是上好的毛筆料。
羊毛手感豐滿、富有伸縮彈性、膨鬆而保暖,使人感覺舒適。耐汙、去汙和排塵性在各種紡織纖維中也最為突出。但強度差,要避免水洗搓揉,以免縮水(因纖維表面有毛鱗,搓揉會使毛纖維產生移動),也易遭蟲蛀,易起毛毬、不耐鹼性,遇日照容易變黃也是缺點之一。
羊毛在紡織纖維中屬於動物毛(animal wool and hair)的一種。一般學術上,稱wool為柔毛;稱hair為剛毛;其他類的動物毛還有駝羊毛、駱駝毛、牛毛、馬毛…
Jan 7, 2009
What are textile fibres?
What are textile fibres?
纖維是一種細長柔軟的物體,是所有紡織品的主要基礎材料。
但並不是所有細長柔軟的纖維都可叫紡織纖維。
像是人體消化系統有益的蔬果,就是膳食纖維(dietary fibre)
還有生理醫學的生物體神經纖維(nerve fibre)都不屬紡織纖維
紡織纖維可分天然纖維(natural fibre)跟人造纖維(manufactured fibre)。
像棉花、羊毛、黃麻纖維、蠶絲、碘物中摘取的石綿(asbestos),都是natural fibre.
聚醴纖維、耐隆纖維、金屬纖維、玻璃纖維,都是manufactured fibre.
能應用在紡織的,它的長度通常是直徑或厚度的1000倍以上。通常比1公分短的纖維,不宜紡紗,只宜供複合材料應用。
紡織纖維不能光有纖維的細長型態,還要有一定程度的強度(Tenacity)、韌性(toughness)、伸率(elongation or extension)、柔軟度(softness)和尺寸的安定性(dimension stability)。
在實務上,一般會把像棉花和羊毛或與其類似長度(1~15cm)的化學纖維稱為短纖維(staple);而把類似經過繅絲後的細長蠶絲的纖維稱為長纖維或絲(filament).
化學纖維因為是人工製造的,可隨意因加工需求而做短長纖。
ps. 高強度的碳素纖維足以吊起一台小客車!
纖維是一種細長柔軟的物體,是所有紡織品的主要基礎材料。
但並不是所有細長柔軟的纖維都可叫紡織纖維。
像是人體消化系統有益的蔬果,就是膳食纖維(dietary fibre)
還有生理醫學的生物體神經纖維(nerve fibre)都不屬紡織纖維
紡織纖維可分天然纖維(natural fibre)跟人造纖維(manufactured fibre)。
像棉花、羊毛、黃麻纖維、蠶絲、碘物中摘取的石綿(asbestos),都是natural fibre.
聚醴纖維、耐隆纖維、金屬纖維、玻璃纖維,都是manufactured fibre.
能應用在紡織的,它的長度通常是直徑或厚度的1000倍以上。通常比1公分短的纖維,不宜紡紗,只宜供複合材料應用。
紡織纖維不能光有纖維的細長型態,還要有一定程度的強度(Tenacity)、韌性(toughness)、伸率(elongation or extension)、柔軟度(softness)和尺寸的安定性(dimension stability)。
在實務上,一般會把像棉花和羊毛或與其類似長度(1~15cm)的化學纖維稱為短纖維(staple);而把類似經過繅絲後的細長蠶絲的纖維稱為長纖維或絲(filament).
化學纖維因為是人工製造的,可隨意因加工需求而做短長纖。
ps. 高強度的碳素纖維足以吊起一台小客車!
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