Classificatie van vezels
Vezel is de basiseenheid van stof. De textielvezels kunnen als volgt in 4 hoofdgroepen worden verdeeld:
1. Natuurlijke plantaardige vezels.
2. Natuurlijke eiwitvezels.
3. Geregenereerde vezels die enkele natuurlijk bereide stoffen als grondstof gebruiken.
4. Synthetische vezels die enkele eenvoudige, kunstmatig bereide organische verbindingen als uitgangsmaterialen gebruiken.
De basis van de chemische samenstelling van alle plantaardige vezels is cellulose, dat in meer of mindere mate aanwezig is. Naast deze plantaardige vezels bestaan sommige synthetische vezels, zoals viscose en cuprammoniumrayonvezels, ook uit cellulose. Om ze te onderscheiden van de kunstmatige cellulosevezels, worden de plantaardige vezels natuurlijke cellulosevezels genoemd. Natuurlijke cellulosevezels worden meestal onderverdeeld in 4 soorten: zaadvezels (zoals katoen en kapok), bastvezels (zoals vlas, jute en ramee), bladvezels (zoals sisal en pina) en fruitvezels (zoals kokos).
Natuurlijke eiwitvezels zoals wol en zijde worden gewonnen uit dierenharen en dierlijke afscheidingen. Al deze vezels zijn samengesteld uit eiwitten waarin de herhalende eenheid aminozuur is. De aminozuren zijn aan elkaar gekoppeld door peptidebindingen om het eiwitpolymeer te vormen. Sommige door de mens gemaakte vezels zijn ook gemaakt van aminozuren, maar alleen dierlijke vezels zijn natuurlijke eiwitvezels. Natuurlijke eiwitvezels hebben een hogere vochtopname en warmte dan natuurlijke cellulosevezels. Natuurlijke eiwitvezels hebben een goede veerkracht en een goed elastisch herstel, maar zijn slecht bestand tegen alkaliën.
Er zijn 3 soorten geregenereerde vezels: viscoserayons, acetaatvezels en geregenereerde eiwitvezels. De eerste twee soorten zijn vervaardigd uit natuurlijke polymeren, die meestal worden verkregen uit hout- en katoenlinters. Deze laatste kunnen worden geproduceerd uit dierlijke en plantaardige eiwitten. De productiestroom van viscoserayon omvatte voornamelijk: cellulose-extractie en -oxidatie, cellulosemodificatie, filament-extrusie en nabehandeling.
De eerste synthetische vezel is nylon (een van de polyamidevezels) die in 1939 commercieel werd geproduceerd in de Verenigde Staten. De belangrijkste soorten synthetische vezels zijn: polyamide-, polyester- en polyacrylonitrilvezels, die op grote schaal in de textielindustrie worden gebruikt.
Eigenschappen van vezels
Een vezel wordt gekenmerkt door zijn hoge lengte/diameter-verhouding en door zijn sterkte en flexibiliteit. Vezels kunnen van natuurlijke oorsprong zijn, of kunstmatig gemaakt van natuurlijke of synthetische polymeren. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende vormen. Stapelvezels zijn kort, met een verhouding van lengte tot diameter van ongeveer 103 tot 104, terwijl deze verhouding voor continue filamenten minstens enkele miljoenen bedraagt. De vorm en eigenschappen van een natuurlijke vezel zoals katoen liggen vast, maar voor kunstmatig gemaakte vezels is door het ontwerp een ruime keuze aan eigenschappen beschikbaar. De variaties omvatten stapelvezels van elke lengte, enkele continue filamenten of garens die uit vele filamenten bestaan. De vezels of filamenten kunnen glanzend, dof of half dof, fijn of ultrafijn, rond of met vele andere dwarsdoorsneden, recht of gekrompen, regelmatig of chemisch gemodificeerd, massief of hol zijn. De glans en greep zijn afhankelijk van de vorm van doorsneden en van de mate van krimpen.
Natuurlijke vezels hebben een aantal inherente nadelen. Ze vertonen grote variaties in stapellengte, fijnheid, vorm, krimp en andere fysische eigenschappen, afhankelijk van de locatie en groeiomstandigheden. Dierlijke en plantaardige vezels bevatten ook aanzienlijke en variabele hoeveelheden onzuiverheden, waarvan de verwijdering vóór het verven essentieel is en veel verwerking met zich meebrengt. Kunstmatig gemaakte vezels zijn veel uniformer in hun fysieke kenmerken. Hun enige verontreinigingen zijn een kleine hoeveelheid enigszins oplosbare polymeren met een laag molecuulgewicht en sommige oppervlaktesmeermiddelen en andere chemicaliën die zijn toegevoegd om de verwerking te vergemakkelijken. Deze zijn relatief eenvoudig te verwijderen in vergelijking met de moeilijkheid om natuurlijke vezels te zuiveren.
Waterabsorptie is een van de belangrijkste eigenschappen van een textielvezel. Eiwit- of cellulosevezels zijn hydrofiel en absorberen grote hoeveelheden water, wat zwelling veroorzaakt. Hydrofobe synthetische vezels, zoals polyester, nemen echter bijna geen water op en zwellen niet. Het hydrofiele of hydrofobe karakter van een vezel beïnvloedt de soorten kleurstoffen die het zal absorberen. Verven in een breed scala aan tinten en dieptes is een belangrijke vereiste voor bijna alle textielmaterialen.
De terugwinning van een vezel is het gewicht van het geabsorbeerde water per gewichtseenheid van volledig gedroogde vezel wanneer het in evenwicht is met de omringende lucht bij een bepaalde temperatuur en relatieve vochtigheid. Het herstel neemt toe met een toename van de relatieve vochtigheid, maar neemt af met een toename van de luchttemperatuur.
Bij het verven wordt de hoeveelheid gebruikte kleurstoffen meestal uitgedrukt als een percentage van het gewicht van het te kleuren materiaal. Dus 1 procent verven komt overeen met 1 g kleurstof voor elke 100 g vezel, meestal gewogen onder omgevingsomstandigheden. Voor hydrofiele vezels is de variatie van het vezelgewicht met variërende atmosferische omstandigheden daarom een belangrijke factor die de kleurreproduceerbaarheid bij herhaald verven beïnvloedt. Het gewicht van 100 g droog katoen varieert bijvoorbeeld van ongeveer 103 g tot 108 g, aangezien de relatieve vochtigheid van de lucht verandert van 20 procent tot 80 procent bij kamertemperatuur.
Garen twist
Vezels worden gevormd tot garens met een bepaalde hoeveelheid twist in het uiteindelijke garen. De mate van twist wordt soms grofweg geïdentificeerd als laag, gemiddeld of hoog. De hoeveelheid twist die nodig is, wordt bepaald door het eindgebruik van het garen in een doek. Zowel enkel- als draadgarens zijn getwijnd. Normaal gesproken wordt het garen fijner, het vereist meer twist; zwaardere garens kunnen een zeer lage twist hebben. De sterkte van garens is gedeeltelijk te danken aan de hoeveelheid twist die is aangebracht. Sterke garens vereisen een aanzienlijke twist. Echter, voorbij een optimaal punt zal een extra twist ervoor zorgen dat de garens knikken en uiteindelijk hun kracht verliezen.
Twist wordt gedefinieerd als het aantal windingen om zijn as per lengte-eenheid, genoteerd in een vezel of een garen. Het wordt uitgedrukt in omwentelingen per inch of omwentelingen per meter.
De twist counter is een instrument dat het aantal toeren per inch in alle soorten garens bepaalt. Het wordt ook gebruikt om de hoeveelheid opname in garens als gevolg van twist te vinden. Het te testen monster wordt tussen twee klemmen gestoken, waarvan er één stationair is, terwijl om de twist van het garen te verwijderen, de andere vrij is om in beide richtingen te draaien en is verbonden met een toerenteller. De afstand tussen de klemmen is instelbaar en kan worden ingesteld volgens standaard testvereisten. De spanning op het monster of monster is eveneens instelbaar, waarbij de teller is uitgerust met een inrichting voor het registreren van de werkelijke hoeveelheid twist in het garen.
Ook de draairichting is belangrijk. Garens kunnen worden gedraaid met S-twist of Z-twist. De draairichting bevestigt de middelste balk van de letter S of Z.
