繊維の分類
繊維は布地の基本単位です。 繊維は次の 4 つの主要なグループに分類できます。
1. 天然植物繊維。
2. 天然タンパク質繊維。
3. 一部の天然物質を原料とした再生繊維。
4. 初期材料として人工的に調製されたいくつかの単純な有機化合物を使用する合成繊維。
すべての植物繊維の化学組成の基礎はセルロースであり、多かれ少なかれセルロースが存在します。 これらの植物繊維とは別に、ビスコースや銅アンモニウムレーヨン繊維などの一部の人造繊維もセルロースで構成されています。 人造のセルロース系繊維と区別するために、植物性繊維を天然セルロース系繊維と呼ぶ。 天然セルロース繊維は通常、種子繊維（綿やカポックなど）、靭皮繊維（亜麻、ジュート、ラミーなど）、葉繊維（サイザルやピナなど）、果実繊維（コイアなど）の4種類に分類されます。
ウールやシルクなどの天然タンパク質繊維は、動物の毛や動物の分泌物から得られます。 これらの繊維はすべて、アミノ酸を繰り返し単位とするタンパク質で構成されています。 アミノ酸はペプチド結合によって互いに結合し、タンパク質ポリマーを形成します。 化学繊維の中にはアミノ酸から作られるものもありますが、天然のタンパク質繊維であるのは動物繊維だけです。 天然タンパク質繊維は、天然セルロース繊維よりも高い保湿性と保温性を備えています。 天然タンパク質繊維は弾力性と弾性回復力に優れていますが、耐アルカリ性に劣ります。
再生繊維にはビスコースレーヨン、アセテート繊維、タンパク質再生繊維の3種類があります。 最初の 2 つのタイプは、通常木材や綿のリンターから得られる天然ポリマーから製造されます。 後者は、動物性タンパク質および植物性タンパク質から生成され得る。 ビスコースレーヨンの製造フローには、主にセルロースの抽出と酸化、セルロースの改質、フィラメントの押出、後処理が含まれます。
最初の合成繊維は、1939 年に米国で商業生産されたナイロン（ポリアミド繊維の一種）です。合成繊維の主な種類には、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維があり、繊維産業で広く使用されています。
繊維の性質
繊維は、長さと直径の比率が高いこと、および強度と柔軟性が特徴です。 繊維は天然由来のものであっても、天然または合成ポリマーから人工的に作られたものであってもよい。 さまざまな形式で入手できます。 ステープルファイバーは短く、長さと直径の比は約 103 ～ 104 ですが、連続フィラメントのこの比は少なくとも数百万です。 綿などの天然繊維は形状や性質が決まっていますが、人造繊維は設計によりさまざまな性質を選択できます。 バリエーションには、任意の長さのステープルファイバー、単一の連続フィラメント、または多数のフィラメントから構成されるヤーンが含まれます。 繊維またはフィラメントは、光沢のある、鈍いまたは半鈍い、細いまたは極細、円形または他の多くの断面、真っ直ぐまたは縮れた、規則的または化学修飾された、中実または中空であり得る。 断面の形状やカシメの程度によって光沢や柄が決まります。
天然繊維には多くの固有の欠点があります。 それらは、成長の場所と条件に応じて、ステープルの長さ、細さ、形状、クリンプ、およびその他の物理的特性に大きな変化を示します。 動物性および植物性の繊維には、さまざまな量の不純物が含まれており、染色前に不純物を除去することが不可欠であり、多くの処理が必要となります。 人工的に作られた繊維は、物理的特性がはるかに均一です。 それらの唯一の汚染物質は、少量の難溶性の低分子量ポリマーと、処理を容易にするために添加される一部の表面潤滑剤およびその他の化学薬品です。 これらは天然繊維の精製の難しさに比べて比較的簡単に除去できます。
吸水性は繊維の重要な特性の 1 つです。 タンパク質またはセルロース繊維は親水性があり、大量の水を吸収して膨潤を引き起こします。 しかし、ポリエステルなどの疎水性合成繊維は水をほとんど吸収せず、膨潤しません。 繊維の親水性または疎水性は、繊維が吸収する染料の種類に影響します。 幅広い色相と濃さでの染色は、ほぼすべての繊維素材にとって重要な要件です。
繊維の復元率は、所定の温度および相対湿度で周囲の空気と平衡状態にある場合に、完全に乾燥した繊維の単位重量あたりに吸収される水の重量です。 相対湿度が増加すると回復量は増加しますが、気温が増加すると減少します。
染色する場合、使用される染料の量は通常、着色される材料の重量のパーセントとして表されます。 したがって、1 パーセントの染色は、通常周囲条件下で重量を測定した場合、繊維 100 g ごとに 1 g の染料に相当します。 したがって、親水性繊維の場合、大気条件の変化による繊維重量の変化は、繰り返し染色する際の色の再現性に影響を与える重要な要素となります。 たとえば、室温で空気の相対湿度が 20% から 80% に変化すると、100g の乾燥綿の重量は約 103g から 108g に変化します。
糸の撚り
繊維は、最終的な糸である程度の撚りを加えて糸に形成されます。 ツイストの量は、低、中、または高として大まかに識別される場合があります。 必要な撚りの量は、布地における糸の最終用途によって決まります。 単糸、双糸ともに撚りを与えています。 通常、糸は細くなり、より多くの撚りを必要とします。 より重い糸は撚りを非常に低くすることができます。 糸の強度は、部分的には与えられる撚りの量によるものです。 強い糸にはかなりの撚りが必要です。 ただし、最適点を超えると、さらに撚りをかけると糸がよじれ、最終的には強度が低下します。
撚りは、繊維または糸の単位長さあたりの軸の周りの巻き数として定義されます。 インチあたりの回転数またはメートルあたりの回転数で表されます。
撚りカウンターは、あらゆる種類の糸のインチあたりの撚りの巻き数を測定する機器です。 撚りによる糸の取り込み量を求めるのにも使用されます。 試験するサンプルは 2 つのクランプの間に挿入され、一方のクランプは固定されていますが、糸の撚りを取り除くために、もう一方のクランプはどちらの方向にも自由に回転し、回転カウンターに接続されます。 クランプ間の距離は調整可能で、標準的なテスト要件に従って設定できます。 サンプルまたは標本の張力も調整可能で、カウンターには糸の実際の撚り量を記録する装置が装備されています。
ねじる方向も重要です。 糸の撚り方はS撚り、Z撚りのいずれかになります。 ねじりの方向はSまたはZの文字の中央のバーで確認します。
