Použití vláken - souhrn vlastností.

Jemnost

Prvořadou vlastnost vláken je jejich jemnost (fineness) vyjadřovaná jak v jednotce ryze textilní, jakou je dtex, tak v jednotkách tloušťky - µm. Jemnost má vliv jednak na omak textilií, ale zejména na schopnost směsování dvou a více komponent (tuhost a poddajnost vláken při spřádání) za účelem dosažení optimálních vlastností textilie. Z toho vyplývá prakticky neomezená možnost v oblasti chemických vláken (manufactured, man-made fibres), kde je možno vyrobit jakoukoliv jemnost vlákna.

Jemnost vláken: hrubá (coarse) nad 7 dtex, základní textilní (regular) v rozsahu 2,4 -- 7 dtex, jemná (fine) v rozmezí 1 - 2,4 dtex, mikrovlákna (micro) v rozsahu 0,3 -- 1 dtex, a posléze superjemná (ultrafine) pod 0,3 dtex. U vláken přírodních je zobrazeno rozpětí jejich jemností, které je největší u ramie, mohéru a vlny, kdežto úzká rozpětí vykazují z rostlinných: bavlna, juta, len - a z živočišných: králičí a velbloudí srst, kašmír a oba druhy hedvábí.

Délka vláken

Podobně jako jemnost, tak i délka vláken je charakteristika, která určuje jejich spřadatelnost. Zejména při směsování více komponent je třeba, aby jak jemnosti, ale i délky byly v relaci se zákonitostmi těchto procesů. Je nutné připomenout, že u přírodních vláken délka souvisí s jejich jemností - u chemických tomu tak není.

Tuhost v ohybu

Vlastnost, která souvisí s jemností vláken je jejich tuhost v ohybu (flexural rigidity). Následný graf vyjadřuje pořadí jejich tuhostí vyjádřenou v jednotkách odolnosti, kdy vlákno odolává boční síle v gramech na jednotku jemnosti.

Ohebnost vláken

Ohebnost (flexibility) vláken, resp. počet ohybů do doby, kdy vlákno se přelomí je závislé na jeho vnitřní struktuře, na orientaci makromolekul a na pevnosti vazeb mezi nimi. K přelomení polyesterového vlákna je zapotřebí vysokých ohybových cyklů, zatímco u polyakrylového vlákna je jich zapotřebí 16x méně. To koresponduje zejména se žmolkovitostí tkanin a pletenin z těchto komponent, resp. s rychlostí odpadávání žmolků. [thousands of bends to rupture = tisíc ohybů do přelomení.]

Sorpční schopnost vláken

Sorpční schopnost vláken je dána jejich molekulární strukturou, resp. četností hydrofilních skupin, na které se vážou molekuly vody. Současně s vnikem vody do vlákna toto botná (swelling) zvětšuje objem, resp. plochu průřezu, a mění mechanické vlastnosti. Kromě dvou vláken (len a bavlna) u všech ostatních klesá hodnota pevnosti za mokra nebo je téměř konstantní (jen u nesorpčních). Z uvedených vlastností dále vyplývají změny, ke kterým dochází např. při údržbě textilních výrobků, jakými jsou praní a čištění, jako je např. sráživost, snížená barevnost atd.

Odolnost v oděru, odolnost vůči slunečnímu záření

Kromě uvedených vlastností je třeba ještě zmínit odolnosti v oděru, na slunci a v různém chemickém prostředí. Následující tabulky ukazují, že chemická vlákna mají vyšší odolnosti než vlákna přírodní, zejména na bázi bílkovin. To je taky jeden z důvodů, proč dochází ke směsování těchto vláken s cílem zvýšit odolnost a trvanlivost textilních výrobků.

Odolnost vláken v oděru

Odolnost vůči slunečnímu záření

Směsování

tj. vytváření několikakomponentní vlákenné směsi za účelem jejího vypředení a následné výroby plošné textilie (tkané, pletené i netkané) vede cílově k tomu, aby byl vyroben takový výrobek, který bude mít optimální vlastnosti, které se od něho požadují. Proto existují dvě priority vlastností, kde jejich obsah je uveden v následující tabulce. Ty lze dále rozlišit na technologické, jako např.: jemnost, délka, pevnost, afinita, atd. - dále pak na užitkové jako např.: žehlivost, nepřijímání vlhkosti, žmolkovitost atd.

PRIMÁRNÍ SEKUNDÁRNÍ
jemnost, délka afinita k barvivům
pevnost žehlivost
elasticita lesk
odolnost v oděru akumulace statického náboje
elektrická vodivost nepřijímání vlhkosti
schopnost zadržet vodu žmolkovitost
chemická báze estetika

Navržení optimální směsi předpokládá vytvořit soubor vlastností konečného produktu. To předpokládá řadu speciálních zkoušek a testů, vč. zkoušek nošením výrobku zkušebními osobami a v konečné fázi vyhodnocení těchto testů. Volbu směsi však nelze omezit jen na vlastnosti vláken, převážně technologických, ale též na další jejich charakteristiky, které přinášejí přírodní a chemická vlákna. Ty jsou to vypsány v následující tabulce.

Charakteristika Přírodní vlákna Chemická vlákna
získávání, produkce dané přírodními podmínkami kontinuální
variabilita kvality a jakosti daná typem vlákna stejnoměrná
stejnoměrnost nízká dobrá až vysoká
struktura daná typem vlákna možnost regulace struktury
sorpce vysoká téměř žádná, kromě VS a AC
citlivost na teplo téměř žádná kromě vl a ph vysoká kromě VS
nutnost tepelného ustálení výrobku (fixace) ne, kromě směsí s chemickými vlákny ano, zejména syntetika termosety

Velká část směsí různých přírodních vláken s chemickými byly již odzkoušeny a existující směsi mají již na světovém trhu své místo v různých typech výrobků. Nelze vyjmenovat všechny výrobky cílového použití - v následující tabulce jsou uvedeny pouze hlavní skupiny existujících směsí.

Směsi přírodních a chemických vláken Výskyt [%] Cílové použití
bavlna/polyester 55 košiloviny, letní oděvní tkaniny, domácenský textil
bavlna/polyamid 14 pleteniny, speciální tkaniny
vlna/polyester 8 oděvní tkaniny, oděvní pleteniny
bavlna/akryl 6 oděvní tkaniny, oděvní pleteniny
vlna/bavlna 4 oděvní tkaniny, speciální výrobky
vlna/akryl 3 oděvní tkaniny, oděvní pleteniny
vlna/polyamid 2 pleteniny (ponožky)
ostatní neuvedené směsi 8  
celkem 100  

Současný trend ukazuje, že na oblečení a výrobky dostávající se do kontaktu s lidským tělem se používají především materiály přírodní popř. chemické a to sorpční, kdežto materiály syntetické mají cílové použití v technickém sektoru. Přiložená tabulka podporuje tento trend.

Vlákenná surovina oblečení [%] domácenský textil [%] koberce a podlahové krytiny [%] technické produkty [%]
bavlna 65 27,6   7,4
vlna 72,6 22,3 0,3 4,8
viskóza, acetát 52,4 20,8   26,8
polyamid 11,4 0,4 74,2 14
polyester 39,4 16,9 5,4 38,3
akryl 75,2 18   6,8
polypropylen, polyetylen 0,5 4,2 52,2 43,1

Tato kapitola, shrnující vlastnosti jednotlivých vlákenných surovin, demonstruje systém, jakým jsou konstruovány směsi a výrobky z nich. Tkaniny a pleteniny pro oblečení musí být tzv. fysiologické - tj. musí tepelně izolovat a odebírat vlhkost v podobě potu sorpčním způsobem. Tepelnou izolaci zajišťují jednak dutá vlákna, ale zejména vlákna syntetická tvarovaná (texturovaná), živočišná obloučkovaná (jemné vlny a srsti), tedy taková, kde vzduch mezi nimi a nich jako špatný vodič tepla, tuto izolaci zajišťuje. Z toho důvodu je vhodné, kombinovat mnohdy vlákno přírodní s chemickým, abychom získali jednak požadovanou vlastnost, jistou estetiku výrobku, jeho trvanlivost - a do jisté míry i cenu.

Kontrolní otázky
  1. Jak zjistíte jemnost vláken mikroskopicky?
  2. Jak si myslíte, že se projeví na omaku tkaniny z jemných nebo hrubých vláken. Uveďte příklad.
  3. Jak si vysvětlujete vysokou tuhost v ohybu u přírodního hedvábí a u polyamidu?
  4. Na čem je závislá odolnost v ohýbání vláken?
  5. Jaké procesy se odehrávají ve vlákně při sorpci?
  6. Jak se chová vlákno v mokrém stavu?
  7. Proč vytváříme směsi vláken pro výrobu plošných textilií?
  8. Jaké vlákenné suroviny mají jaké cílové využití a proč?