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第241章 纺织学

宇宙能量论 一梦解千愁 2682 2025-11-14 09:58

  一、纺织学核心原理

  纺织学的根本原理可以概括为:利用纤维的固有特性,通过加捻、交织、缠结等机械手段,形成具有宏观力学性能和多孔结构的柔性材料(织物),并通过化学和物理后处理赋予其美观、耐用和特殊功能。

  从微观到宏观:纤维(Fiber)→纱线(Yarn)→织物(Fabric)→服装/纺织品(Garment/Textile)

  性能赋予:原始纤维的性能决定了织物的基础,而纱线结构和织物结构则决定了其力学各向异性,后整理则最终决定了其外观、手感和功能性。

  二、纺织学知识结构框架

  纺织学的知识体系可以划分为以下四个核心模块,其总体框架与流程如下图所示:

  图表

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  三、各模块知识点详细解释

  模块一:纤维材料学(Fiber Science)

  这是所有纺织品的基础,决定了产品的根本特性。

  纤维分类:

  天然纤维:

  植物纤维(纤维素纤维):棉(柔软、吸湿)、麻(高强度、硬挺)。

  动物纤维(蛋白质纤维):羊毛(弹性好、保暖)、丝(光泽、柔滑)。

  化学纤维:

  再生纤维:从天然聚合物中提取再造,如粘胶纤维(Viscose/ Rayon)、莫代尔(Modal)、莱赛尔(Lyocell,天丝)。性能类似棉,但可调。

  合成纤维:由石油化工产品聚合而成。如:

  涤纶(Polyester):高强、挺括、易洗快干。

  锦纶(Nylon):高强、耐磨、弹性好。

  腈纶(Acrylic):类似羊毛,保暖性好。

  氨纶(Spandex):极高弹性。

  无机纤维:玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等(用于产业用纺织品)。

  纤维性能参数:

  力学性能:强度、伸长率、模量(刚度)、弹性回复率。

  形态性能:长度、细度(旦尼尔D或分特dtex)、截面形状(影响光泽和手感)。

  表面性能:摩擦系数(影响纺纱性能和手感)。

  吸湿性能:回潮率(影响穿着舒适性和加工性能)。

  热学性能:玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)(决定定形温度)。

  模块二:纺纱工程(Spinning Engineering)

  目的是将杂乱无章的短纤维纺成连续、均匀、具有一定强力的纱线。

  纺纱基本原理:

  松解:将压紧的纤维块开松、梳理成单纤维状态。

  集合:将纤维聚合成一个连续的、均匀的纤维条(俗称“生条”)。

  加捻:对纤维条施加捻度,利用纤维间的摩擦力和捻回角产生的压力,使纱线获得强力。

  捻度:单位长度内的捻回数。捻度越大,纱线强度一般越高,但手感会变硬。

  典型纺纱系统(以棉型纺纱为例):

  开清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒

  梳棉:是关键工序,将小棉束梳理成单纤维状态,并排除杂质和短绒,形成“生条”。

  并条:将多根生条并合,改善长片段均匀度。

  细纱:是核心工序,将粗纱牵伸拉细,并加上所需的捻度,成为最终的细纱。

  模块三:织造与成型技术(Fabric Formation)

  将纱线变成织物的主要方法。

  机织(Weaving):

  原理:由经纱和纬纱相互垂直交织而成。

  三原组织:

  平纹:经纬纱一上一下交替。结构紧密,质地坚牢,但手感较硬。如:衬衫布、府绸。

  斜纹:经纱或纬纱连续浮在多根纱线上,表面有清晰的斜向纹路。手感柔软,光泽较好。如:牛仔布、卡其布。

  缎纹:经纱或纬纱长距离浮在表面,几乎不显露另一系统纱线。表面光滑、光亮、柔软,但不耐磨。如:礼服、床品。

  针织(Knitting):

  原理:由一根或一组纱线弯曲成线圈,并相互串套而成。

  分类:

  纬编:一根纱线沿着纬向顺序编织成圈。织物弹性好,延伸性强,柔软舒适。如:T恤衫、毛衣。

  经编:一组经纱同时编织,相互串套。织物结构稳定,弹性较小,不易脱散。如:泳衣、蕾丝面料、网布。

  非织造(Nonwoven):

  原理:将纤维网通过机械、化学或热的方式直接固结在一起,** bypassing**(跳过)纺纱和织造步骤。

  加工方法:水刺、针刺、热粘合、化学粘合等。

  特点:生产流程短、成本低、产量高、性能单一(各向同性)。如:湿巾、口罩、无纺布购物袋、过滤材料。

  模块四:染整工程(Dyeing & Finishing)

  这是赋予纺织品“灵魂”的环节,决定了最终产品的色彩、手感和功能。

  前处理:

  去除织物上的天然杂质、浆料、油渍,提高其润湿性和白度,为后续染色印花提供良好的“画布”。

  流程:退浆→精练(煮炼)→漂白。

  染色与印花:

  染色:使织物获得均匀单一颜色的加工过程。核心是染料与纤维通过化学或物理方式结合。

  选择性:不同类型的染料适用于不同纤维(如活性染料染棉,分散染料染涤纶)。

  印花:局部染色,通过色浆(染料+糊料)在织物上形成图案的工艺。

  工艺:平网印花、圆网印花、数码印花(最新技术,无需制版,灵活高效)。

  后整理:

  通过物理或化学方法,改善织物手感、外观,或赋予其特殊功能。

  机械整理:预缩(防止日后缩水)、轧光/轧纹(改善光泽或产生凹凸花纹)、磨毛(产生绒面感)。

  化学整理:防皱整理(用于棉,俗称“免烫”)、柔软整理、防水防油整理、阻燃整理、抗紫外线整理等。

  总结

  纺织学是一个从纤维这一基础材料出发,经过纺纱、织造、染整三大工程,最终得到千变万化的纺织产品的完整体系。其核心逻辑是:材料决定基础,结构决定性能,整理决定功能。理解了这个框架,就掌握了纺织学最根本的原理。

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