طبقه‌بندی الیاف

الیافی که در صنعت نساجی مورد استفاده قرار میگیرند به دو طبقه اصلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی (ساخت انسان) تقسیم میشوند که هریک از این دو طبقه شامل گروههای فرعی دیگری میشوند، الیاف طبیعی مانند پشم و پنبه، الیافی هستند که به طور طبیعی فراهم میآیند. الیاف مصنوعی به الیافی اطلاق میشود که به خودی خود وجود ندارد و با استفاده از مواد خام اولیه و یا سایر مواد شیمیایی و به کار بردن روشهای صنعتی تهیه میشوند. الیاف طبیعی بر حسب منشاء طبیعی به سه گروه فرعی تقسیم میشود. الیاف معدنی، الیاف گیاهی و الیاف حیوانی.

الیاف معدنی :
مصرف این نوع الیاف در صنعت نساجی محدود است و آسبست (asbestes) که در اصلاح عامیانه، پنبه کوهی یا پنبه نسوز نامیده میشود، نمونه ای از این الیاف است. این الیاف مصارف صنعتی دارد و در پارچههای ضدحریق نیز به کار میروند.

الیاف گیاهی
الیاف گیاهی شامل مهمترین الیاف نساجی، یعنی پنبه، کنف و کتان است. این الیاف از طریق کاشتن تهیه میشوند و پنبه سلولزی دارند که ماده سازنده گیاهان است. الیاف گیاهی به چهار گروه فرعی تقسیم میشوند:

 1- الیاف دانهای مانند پنبه

 2- الیاف میوهای مانند نارگیل

 3- الیاف ساقهای مانند کتان، کنف

 4- الیاف برگی مانند سیسال
 

الیاف حیوانی
الیاف حیوانی عبارت از ابریشم است که از کرم ابریشم تهیه میشوند همچنین سایر الیاف مانند مو، کشمیر و سایر الیاف را در بر میگیرد. این الیاف پایه پروتئینی دارد که ساختمان پیچیدهای دارد و قسمت عمده ساختمان بدن جانداران را تشکیل میدهد این الیاف به سه گروه فرعی تقسیم میشوند :

1- پشم    2- ابریشم     3- مو، مانند موی بز، خرگوش، شتر، اسب

الیاف مصنوعی میتوانند بر حسب ماده تشکیل دهندهی الیاف، به دو گروه فرعی متمایز از یکدیگر یعنی، الیاف رژنر و الیاف سنتیک تقسیم شوند:
 

الیاف رژنر
اینها الیافی هستند که ماده تشکیلدهنده آنها قبلاً در طبیعت موجود بوده است. به عنوان مثال میتوان سلولز موجود در گیاهان را ذکر کرد که به مقدار زیادی در گیاهان وجود دارد ولی فقط مقدار کمی از آن در پنبه و کتان و سایر الیاف سلولزی طبیعی به کار میرود. در تنه درختان، ساقه و قسمتهای دیگر گیاهان مقدار زیادی سلولز وجود دارد که با سایر مواد آغشته است، ولی قریب نیم قرن است این سلولز با جدا شدن از ناخالصی و با اجرای عملیات شیمیایی و صنعتی به صورت الیاف قابل استفاده برای مصارف نساجی تبدیل شده است. گروههای فرعی زیر جزء الیاف رژنره به شمار میآیند:

- پروتئین بازیافته نظیر کازئین موجود در شیر

- سلولز بازیافته نظیر ویسکوزریون

- استر سلولز نظیر استات

 
الیاف سینتیک
این الیاف صرفاً از مواد شیمیایی تهیه میشوند که دارای ساختمان لیفی نیستند و از طریق سنتز مواد اولیه و با اجرای پروسههای شیمایی لازم، ساختمان لیفی به آنها داده میشود و طبیعت در ساختن آنها و یا در قسمتی از فرآیند تهیه آنها نقشی ندارد و کاملاً سینتیک هستند. گروههای فرعی الیاف سینتیک شامل پلیآمیدها (نظیر نایلون)، پلیاسترها (نظیر تریلین) و مشتقات پلیوینیلها هستند. الیاف مصنوعی به سه طریق ذوب ریسی، تر ریسی، خشک ریسی تهیه میشوند و سطح مقطع الیاف با توجه به نوع رشتهساز دستگاه ریسندگی آن، به شکلهای مختلفی وجود دارد.


ساختمان داخلی الیاف
همانطور که از مجموع الیاف در نتیجه عملیات ریسندگی، نخ ساخته میشود، یک لیف نیز از مجموع رشتههای کوچکتری که آن را اصطلاحاً «فایبریل» (Fibril) مینامند، به وجود میآید و هر فایبریل نیز مرکب از ملکولهای زنجیری (ماکرومولکول) است که کم و بیش به موازات همدیگر در محور طولی فایبریل قرار دارند و به وسیله زنجیرهای عرضی در بعضی نقاط به همدیگر متصل میشوند. اگرچه به طور کلی، ماکرومولکول در محور طولی الیاف قرار دارند ولی الزاماً به موازات همدیگر قرار نمیگیرند، بلکه در بعضی از قسمتها به صورت آرایش یافته، منظم و بلورین قرار دارند و در قسمتهای دیگر ممکن است بینظم باشند.

باید توجه داشت که موازی قرار گرفتن مولکولها، بین الیاف مصنوعی و طبیعی متفاوت است. الیاف مصنوعی نسبت به الیاف طبیعی معمولاً دارای آرایش مولکولی بیشتری هستند. در الیاف طبیعی نیز این گونه آرایشها یکسان نیست، به عنوان مثال اگر الیاف سلولزی پنبه و کتان را در نظر بگیریم هر دو از نظر شیمیایی شبیه به هم هستند ولی از نظر فیزیکی بکلی متفاوت هستند.

بوسیله کشش آرایش مولکولی الیاف را افزایش میدهند بنابراین الیاف در طول محور لیف به موازات یکدیگر قرار میگیرند و همچنین چون مولکولها نزدیک به هم قرار میگیرند در جهت محور طولی لیف موازی شده و مقداری کریستالیتی میشوند که این باعث پیوند در بین زنجیرها شده و مقاومت لیف را افزایش میدهد.
 

پلیمریزاسیون
الیاف مصنوعی نساجی به طور کلی پلیمر هستند. پلیمر مادهای است متشکل از یک سری واحدهای (منومر) کوچکتر ممکن است خود منومر بتواند دارای ترکیبی ساده و یا پیچیده باشد. اندازه مولکولی ماده پلیمر به شناسائی خواص مکانیکی ماده پلیمر کمک میکند و ممکن است ماده پلیمر از چند صد واحد و یا چند صد هزار واحد منومر تشکیل شده باشد.


سلولز
سلولز که جزء اساسی مواد گیاهی است تقریباً ثلث مواد تشکیلدهنده سلولهای دیواره گیاهان عالی را شامل میشود. در طبیعت سلولز هرگز به صورت خالص یافت نمیشود، به طوری که در چوب 50-40 و در کتان 85-60 و در پنبه حدود 90 درصد وزن لیف را تشکیل میدهد لذا پنبه مهمترین منبع سلولز طبیعی است. در گیاهان علاوه بر سلولز مقداری مواد دیگر که ما آن را ناخالصی مینامیم وجود دارد. از آنجا که گرفتن ناخالصیها به کمک مواد شیمیایی انجام میشود متأسفانه این کار با مقداری تجزیه مولکولی و آسیب رساندن به لیف همراه است.

لذا برای تهیه سلولز خالص در حد استاندارد، باید سعی شود که این آسیبها به حداقل ممکن برسد. پنبه مناسبترین منبع سلولزی است که ناخالصیهای آن با جوشانیدن پنبه در محلول قلیایی و سفیدگری برطرف میشود. موادی نظیر پکتین، واکس یا موم، پروتئین و مواد کافی ناخالصیهای موجود در پنبه است.
 

طبقه بندی گیاهی پنبه
طبقهبندی گیاهی مختلفی برای پنبه وجود دارد، ولی مقدار متداولترین آنها پنبه را به دو نوع آسیایی و آمریکایی تقسیم میکند که اصطلاحاً پنبه آسیایی را پنبه قدیم و امریکایی را پنبه دنیای جدید میگویند. هرچه مواد خارجی و ناخالصیهای پنبه کمتر باشد آن پنبه مرغوبتر است، دقت در تهیه الیاف و صاف و موازی بودن آنها و کم بودن گرهخوردگی دلیل بر مرغوب بودن الیاف است.

زراعت پنبه
بهترین زمین برای رشد پنبه زمینهای رستی است که دارای شن و آهک هستند. ترکیبات آهن و پتاسیم برای تقویت زمین زراعتی بسیار مناسب است. کاشتن بذر پنبه زمانی آغاز میشود که خطر سرمای بهاری در بین نیست . پنبه در حین رشد احتیاج به آب فراوان دارد ولی پس از رسیدن میوه نباید آب داده شود. برداشت محصول زمانی آغاز میشود که دیواره غوزه ها خشک شوند و شکاف بردارند و تارهای پنبه از میان شکافها بیرون زده باشد. در جمع آوری پنبه رسیده نباید تأخیر شود زیرا باد آنها را پراکنده میکند. نظر به اینکه رسیدن غوزها در یک زمان صورت نمیگیرد باید برداشت محصول تدریجی صورت گیرد. پس از جمع آوری پنبه، دانههای آن را که به تخم پنبه معروف است توسط «ماشین جین» جدا میکنند و پنبه حاصل را عدلبندی میکنند. الیاف پنبه همگی دارای طول یکسان نیستند و طول آنها بر حسب نژاد، شرایط اقلیمی و نحوه کشت تغییر میکند.

معرفی پنبه
پنبه ماده نساجی منحصر به فردی است که تاکنون هیچ لیفی نتوانسته است جای آن را بگیرد. این لیف دارای خصوصیات ویژهای از جمله سهولت کشت و زرع، قیمت مناسب، سبکی، نرمی، خنکی، دوام و استحکام آن نام برد همچنین در صنایع دریانوردی و ماهیگری از طنابها و تورهای پنبهای استفاده زیاد به عمل میآید. از پنبه در انواع بیشماری از پارچههای دکوراسیون و چادرهای صحرایی و قالی و مشابه آن نیز به کار میرود.
 

کتان
الیاف کتان از ساقه گیاهی به نام فلاکس تهیه میشود کشت این گیاهان به طور سالیانه انجام میگیرد. قسمت بالای ساقه این گیاه، دارای گلهایی به رنگهای سفید، قرمز، بنفش، لاجوردی و آبی دیده میشود. کیفیت الیاف به مرغوبیت زمین و شرایط جوی بستگی دارد. این گیاه در هوای نسبتاً سرد و رطوبتی و  وجود باران نسبتاً زیاد بهتر به عمل میآید. ساختمان شیمیایی کتان، نظیر پنبه، سلولزی است ولی ساختمان داخلی آن متفاوت است و آرایش ملکولی آن به مراتب بیشتر از پنبه است. همچنین دارای مواد غیر سلولزی بیشتری نسبت به پنبه است. پرورش آن در کشورهای فرانسه، بلژیک، ایرلند، شوروی و هلند است. درجه سختی کتان زیاد است و در برابر خم شدن مقاومت میکند. گرچه پارچه کتانی چروکپذیر است ولی با اجرای تکمیلهای ضدچروک می توان این عیب را برطرف کرد.
 

کنف
کنف از الیاف ساقهای است که از گیاه شاهدانه استخراج میشود. از زمانهای قدیم در اکثر کشورهای آسیایی این گیاه را میشناختند و از الیاف آن برای مصارف پوششی استفاده میکردند.
 

الیاف برگی
همان طور که از اسم آنها پیداست الیافی هستند که در داخل برگ گیاهان تکلپهای وجود دارند که به صورت رشتههایی در جهت طولی برگ قرار گرفتهاند و سبب استحکام برگ در جهت طول آن میشوند. این نوع الیاف از نظر تجارتی دارای اهمیت هستند و به مقدار زیادی در ساختن طناب، ریسمان و پارچههای نساجی به کار میروند. سیسال که از انواع الیاف برگی است. سیسال از گیاهی به نام آگا وسیسالانا به دست میآید که از گیاهان بومی آمریکای مرکزی است. تا قبل از جنگ جهانی دوم مقدار زیادی از این لیف به عنوان طناب در صنایع حمل و نقل استفاده میشود ولی امروزه با پیشرفت تکنولوژی نساجی از این لیف در برخی از پارچههای تزیینی و قالیها و موکتها و بویژه کلاه و کیف خانمها استفاده میشود.
 

پشم
بخشی از الیاف نساجی از رویش مویین حیوانات تهیه میشود که در میان آنها پشم گوسفند مهمترین الیاف حیوانی است و بقیه الیاف حیوانی به طور عموم از انواع بز، شترها، لاماها تأمین میشود. پشم خام گوسفند مقادیری مواد ناخالصی مانند واکس و عرق بدن حیوان و غبار و خردههای گیاهی همراه دارد. قبل از تهیه نخ، پشم را به حالت خام شستشو میدهند و در برخی مواد سفیدگری کرده و سپس استفاده میکنند.

موهر
اگرچه پشم مهمترین الیاف حیوانی است ، ولی الیاف دیگر حیوانی در نوع خود اهمیت فراوانی دارند. الیاف موهر از بز آنگورا تهیه می شوند و دارای ارزش تجارتی زیاد است. موی حیوان در سال دوبار تراشیده و مرغوبیت آن به شرایط محیط زیست حیوان بستگی دارد. حدود یک سوم وزن کالا را ناخالصیها تشکیل میدهد، همچنین موهر مانند الیاف پشمی در سطح طولی الیاف دارای فلس است. این الیاف برای لباسهای زمستانی بسیار مناسب است.
 

کشمیر
این حیوان در تبت، هندوستان، افغانستان پرورش مییابد. کشمیر مانند شتر دارای مویی ضخیم و دراز است که پوست حیوان را پوشانده و همچنین دارای موهای نازکی است که دارای فرمی خاص است . محصول کشمیر ، فوق العاده کم و گران است و به علت نرمی و نازکی یکی از مهمترین الیاف نساجی است. پارچه های کشمیر احساس گرما و راحتی ایجاد میکند. کشمیر ایرانی دارای الیاف ضخیمی است که قطر آن حدود 20 میکرون است.
 

ابریشم
سابقه تاریخی ابریشم به 2500 سال قبل از میلاد میرسد. ابریشم گرانترین لیفی است که مصرف پوششی دارد. در حال حاضر کشور ژاپن بزرگترین تولیدکننده ابریشم و صادر کننده آن است کشورهای چین و هند در مراحل بعدی قرار دارند و تولید ابریشم آنها بیشتر مصرف داخلی دارد. کرم ابریشم زندگی طبیعی خیلی حساسی دارد و خطرات ناشی از بیماریها ممکن است به سرعت آنها را از بین ببرد. دو نوع اصلی کرم  ابریشم وجود دارد : تربیت شده و وحشی.

نوع تربیت شده یا اصلاح شده آن ابریشم مرغوب تولید میکند و نگهداری آن حائز اهمیت است. کرم ابریشم وحشی الیاف محکمتر ، انعطاف پذیرتر و مقاومتر تولید می کند ، ولی عیب عمده آن نایکنواخت بودن الیاف است .
 

الیاف ساخت انسان
ویسکوزریون (رژنره)

ماده اولیه ویسکوزیون سلولز است که از پنبه تأمین میشود و یا از خمیر چوب که خود سلولز بازیافته است از چوب درختان مخروطی نظیر سرو و کاج و مشابه آنهاست. ریون بر حسب تعریف، الیاف ساخته شده از سلولز بازیافته است. برای تهیه الیاف ویسکوزیون لازم است سلولز آنها را با دقت بازیابی کرد، مقدار سلولزی که برای تهیه الیاف ویسکوزیون مصرف میشود، بیشتر از چوب درختان تهیه میشود.
 

نایلون 66
نایلون 66 که به نایلون مصنوعی معروف است از الیاف مصنوعی، سنتیک است که از کندانسه شدن اسید اوپیک و هگزا متیلن دی آمین به دست میآید و چون از هرکدام از مواد فوق دارای 6 اتم کربن است به نایلون 6 6 معروف است . خصوصیات نایلون بستگی به نوع مصرف آن دارد. اگر برای صنعتی غیر نساجی به کار رود دارای استحکام بیشتری است. نایلون در مقابل مواد شیمیایی بسیار مقاوم است حلالهای خشک شویی آسیبی به آن نمیرساند ولی در مقابل اسید غلیظ و درجه حرارت بالا آسیب میبیند مقاومت آن در مقابل قلیاها بیشتر است .
 

نایلون 6
این گونه نایلون به وسیله ترکیبات آمینوکاپروئیک اسید به دست میآید. این ماده دارای 6 اتم کربن است که معروف به نایلون 6 است . تفاوت عمده نایلون 6 از 66 پایین بودن نقطه ذوب آن است که در مقایسه با نایلون 66 ضعیف است. مصرف عمده نایلون 6 در جورابهای نازک و لباسهای نازک گوناگون بویژه لباسهای شنا و پارچه پردهای و دکوراسیون است .


تفلون (پلی تترا فلورو اتیلین)
پلیتترا فلورو اتیلین مادهای است که ابتدا از آن برای صنعت پلاستیک استفاده میشد و بعدها به عنوان الیاف پلیمری مورد توجه قرار گرفت. کثرت نیروهای واندروالز در ساختمان آن باعث شده که نقطه ذوب تفلون فوقالعاده زیاد شود. چون جذب آن معادل صفر است. بنابراین در شرایط خشک و خیس یکسان است. مقاومت نخ در مقابل حرارت فوقالعاده زیاد است و همچنین مقاومت آن در مقابل مواد شیمیایی استثنایی است.