第一节 纺织纤维的种类及指标
一、纤维和纺织纤维
1.纤维 纤维是以细长为特征，直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大许多倍的细长物体。几种常见的天然纤维细度和长度特征见表2-1。
表2-1 常见的天然纤维细度和长度特征
在自然界中这种细长物体有许多，但并不是所有纤维都可用于纺织工业。
2.纺织纤维 可用来制造纺织品的纤维，称为纺织纤维，它除了具有纤维的特征以外，还必须具有一定的可纺性、力学、化学、热学等性能。
（1）可纺性。纤维的可纺性是指纺纱过程中纤维加工成纱的难易程度。纤维要形成纱线，一般需要有几十毫米以上的长度、一定的细度、抱合性、柔软度、挠曲性和包缠性等。
（2）力学性能。纺织纤维必须具有一定的强力、变形能力、弹性、耐磨性、摩擦力。
（3）耐化学品性。纺织纤维能够与染料和整理剂发生作用，并对各种化学试剂的破坏具有一定的抵抗能力。
（4）热学性能。纺织纤维及其制品在加工和使用过程中会遇到不同的温度作用，如浆纱、煮练、染色、熨烫等工艺过程中会遇到一百多度的高温，因此，必须要能承受一定的温度。
二、纺织纤维的分类
1.按纤维的来源分类 通常分为天然纤维和化学纤维两大类。凡是自然界原有的，或从人工培植的植物中、人工饲养的动物中获得的纺织纤维称为天然纤维。根据它的生物属性又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。凡是以天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制造出来的纺织纤维称为化学纤维，简称化纤。按原料、加工方法和组成成分的不同，化学纤维又可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维，见表2-2。
表2-2 纺织纤维分类表
2.按纤维的长短分类 可分为短纤维和长丝纤维两大类。若纤维长度达几十米或上百米，不用纺纱直接可作纱线使用的，称为长丝。如天然纤维中的蚕丝，一个茧子上的丝的长度可达800～1200m。长度较短的纤维称为短纤维，如天然纤维中的棉、麻、毛，一般长度为几十到几百毫米，必须要经过纺纱才能形成连续的长条，作纱线使用。化学纤维根据需要可制成长丝和短纤维，长丝主要有涤纶（长）丝、锦纶（长）丝、丙纶（长）丝、黏胶（长）丝、氨纶（长）丝、天丝（Tencel长丝）、牛奶丝。
三、纺织纤维的基本性能指标
1.纺织纤维的长度 纤维的长度是指纤维伸直但未伸长时两端之间的距离。天然纤维的长度是不均一的，即使是同一粒棉籽或同一只绵羊上的纤维长度差异也很大。天然纤维的长度随动、植物的种类、品系及生长条件等而不同。化纤可根据需要切断成各种规格，其长度一般是均一的。
纤维的长度性质与成纱质量的关系十分密切。纤维的长度与成纱强度和成纱毛羽有关，在其他条件相同的情况下，纤维长度越长，成纱强度越大。纤维长度较短时，长度的增加对成纱强度影响较大，当长度增加到一定程度后，纤维长度再增加对成纱强度的影响增加不大。长度较长的纤维，由于单位长度纱线内纤维的头和尾较少，成纱表面比较光滑，毛羽较少。
纤维的长度与纺纱工艺有直接关系。不同长度的纤维要采用不同的纺纱设备，例如，棉纤维及棉型化学纤维在棉纺设备上纺纱；毛纤维及毛型化学纤维在毛纺设备上纺纱等。纺纱时有关的工艺参数的选择也与纤维长度有关。
2.纺织纤维的细度 天然纤维的细度也是不均一的，即使同一根纤维其各处的细度也不相同，如棉纤维的细度中部最粗，梢部最细，根部适中。同一根羊毛纤维不同部位的细度最大差异可达7μm。化学纤维的细度可根据需要人为控制，细度差异要比天然纤维小得多。表示纺织纤维细度的指标有两大类，一是直接指标，主要是直径；二是间接指标，利用纤维和纱线的长度和重量关系来表示。
（1）直接指标——直径（D）。
它的度量单位是纤维常用微米（μm），纱线常用毫米（mm）。只有当截面接近圆形时，用直径表示较为合适。在纤维中羊毛纤维有时会用直径来表示其细度。
（2）间接指标。
①线密度（Tt）。线密度是指1000m长的纤维在公定回潮率时的质量克数，特克斯（tex）是我国法定的线密度计量单位。其计算式如下：
式中：Tt——纤维的线密度，tex；
L——纤维的长度，m或mm；
Gk——纤维的公定质量，g或mg。
1tex=10dtex=100mtex
②纤度（ND）。指的是9000m长的纤维在公定回潮率时的质量（g），计算式为：
式中：ND——纤维的纤度，旦；
L——纤维的长度，m或mm；
Gk——纤维的公定质量，g或mg。
以上两个指标为定长制指标，其数值越大，表示纤维越粗。
③公制支数（Nm）。指的是每克纤维在公定回潮率下的长度（m），计算式为：
式中：Nm——纤维的公制支数，公支；
L——纤维的长度，m；
Gk——纤维的公定质量，g。
公制支数（Nm）为定重制指标，其数值越大，表示纤维越细。
纤维细度与产品质量及纺纱工艺也有密切的关系。在其他条件相同的情况下，纤维越细，成纱强度越大。与长度一样，纤维的细度对成纱强度的影响开始时比较明显，而当细到一定程度后，则影响不明显。必须注意，对棉纤维而言，成熟度差的纤维虽然较细，但由于纤维强度较低，天然转曲少，对成纱强度会带来不良影响。纤维细度细时，成纱条干较均匀。
在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺纱的细度也细。
纤维的细度对织物服用性能也有很大影响。粗纤维纺成的纱线较粗，因而织制的织物厚而硬；细纤维纺成的纱线往往较细，因而织制的织物薄而软，但易起毛起球。
纺纱工艺的选择也要考虑纤维的细度，如细纤维要注意在开清棉过程中避免纤维损伤或纠缠。
3.纺织纤维的强度 纤维在纺纱过程中不断受到外力的作用，具备一定的强度是纤维具有纺纱性能的必要条件。其他条件相同时，纤维强度越高，纺成纱的强度也越高。纤维制品的坚牢度在一定程度上也取决于纤维本身的强度。纺织纤维的强度指标有以下四个。
（1）断裂强力。指纤维能够承受的最大拉伸外力，单位为厘牛顿（cN，1N=100cN）。断裂强力P是一个绝对指标，与纤维的细度有关。
（2）断裂应力。指纤维单位面积上能承受的最大拉力，单位为厘牛每平方毫米（cN/mm2）。其计算式为：
式中：σ——纤维的断裂应力，cN/mm2；
P——纤维的断裂强力，cN；
S——纤维的截面积，mm2。
（3）断裂强度。又称相对强度，指1tex纤维能承受的最大拉力，单位为厘牛每特（cN/tex）。其计算式为：
式中：Ptex——纤维的断裂强度，cN/tex；
P——纤维的断裂强力，cN；
Tt——纤维的线密度，tex。
（4）断裂长度。以长度形式表示纤维强度的指标，其物理意义是设想将纤维连续地悬吊起来，直到它因本身重力而断裂时的长度，也就是重力等于强力时的纤维的长度，单位为千米（km）。其计算式为：
式中：Lp——断裂长度，km；
P——断裂强力，cN；
Nm——公制支数，公支；
g——重力加速度，g=9.8m/s2。
4.纺织纤维的吸湿性 纺织纤维在空气中吸收或放出水蒸气的性能称为吸湿性。纺织纤维吸湿的多少会影响纺织纤维重量、强力等许多物理性能，从而影响其工艺和使用性能。纺织纤维吸湿能力的大小还直接影响服用织物的穿着舒适性。吸湿能力小的纤维不易吸收人体排出的汗液，故有闷热不适的感觉。表示吸湿性大小的指标有以下几个。
（1）含水率。即纤维所含水分与纤维湿重比值的百分数，其计算公式为：
式中：M——纤维的含水率；
G——纤维的湿重，g；
G0——纤维的干重，g。
（2）回潮率。即纤维所含水分与纤维干重比值的百分比，其计算公式为：
式中：W——纤维的回潮率。
纺织纤维在不同的大气条件下，其回潮率是不同的。为了测试计重和核价方便，需对各种纤维及其制品的回潮率规定一个标准，即公定回潮率（在相对湿度为65%±2%、温度为20℃±2℃的条件下的回潮率），表2-3为我国常见纤维的公定回潮率。
表2-3 我国常见纤维的公定回潮率
5.纺织纤维的体积质量 纤维的体积质量是指单位体积的纤维质量，单位为克每立方厘米（g/cm3）。纤维的体积质量影响织物的覆盖性，体积质量小的纤维具有较大的覆盖性，制成的服装较轻。各种纤维的体积质量见表2-4。
表2-4 各种纤维的体积质量
续表
四、常见纺织纤维的代号
纤维原料在表达时为了方便，常用英文字母代号表示。这些代号没有统一的标准规定，因此，同一种纤维可能有不同的代号。表2-5是常见纤维的代号。
表2-5 常见纤维的代号
