Chap
ter One紡織用纖維之認識與製程概念
一、紡織用纖維之認識
纖維為一柔軟、細長且具有如髮狀外觀之物質，它是做為各種紡織紗線及布料的基本要素。他直接影響到布料之手感、質感、外觀；其表現也直接決定了布料的價格。一個成功的紡織纖維，除了必須具有容易取得，且能以不貴的價格持續供應的先決條件之外，他也必須是具有足夠的強度、細度、柔軟度、長度、撚迴及抱合力……等特性，以便於紡成紗線。作為衣著用之材料其所涉及的層面極廣，分別就紡織纖維（Textile fibre）做以下分類：
1、以構成主成份分類──可概略區分為有機高分子化合物（
有機纖維）與無機化合物（無機纖維）二類。
1-1、天然纖維 (Natural fibre)
1-1-1、天然植物纖維(Plant fiber)
○種子毛纖維(Seed fibre):
棉花(Cotton)：主要有陸地棉和海島棉，是主要的天然纖維。
木棉(Kapok) ：
韌皮纖維(Bast fiber):
亞麻(Flax)：亞麻科亞麻屬一年生或多年生植物的韌皮纖維。
大麻(Hemp) ：青麻、洋麻 。
苧麻(Ramie)(China grass)：苧麻科苧麻屬多年生植物的莖皮。
黃麻(Jute)：屬田麻科，一年生草本植物的莖皮纖維。
○葉纖維(Leaf fibre)：劍麻(Sisal hemp)、蕉麻(Manila hemp) 。
○果實纖維(Fruit fibre)： 椰子纖維(Coconut fibre) 。
1-1-2、天然動物纖維（Animal fibre）毛髮(hair)
羊毛(Wool)：主要指綿羊毛，屬於蛋白質短纖維。
兔毛(Rabbit hair)：主要為安哥拉兔和家兔所產蛋白質短纖維。
鴕毛、
分泌物之柞蠶絲(Tussah silk)：野蠶絲，以柞蠶絲為食的蠶所吐出的長絲。
桑蠶絲(Mulberry silk) ：家蠶絲，以桑葉為食的蠶所吐出的長絲。 
1-1-3、天然礦物纖維(Mineral fiber)：
○石棉(Asbestos fiber)
1-2、人造纖維 (Man-made fibre)
1-2-1、再生纖維（Regenerated fibre）
1.無機纖維（Inorganic fiber）：
金屬纖維（Metal fiber）：用金屬製成箔再加工成絲，有金絲、銀絲、鋁絲等。
不銹鋼金屬纖維棉條
(2)玻璃纖維（Glass fibe）：將玻璃溶解後再抽成長絲。
玻璃纖維膠帶
(3)岩石纖維（Stone fiber）：將矽酸、磐土、苦土等主成份的石加熱溶融，利用吹散法，製成棉狀纖維。
(4)礦渣纖維（Slag fiber）：以高壓水蒸氣，噴散製纖時，所生的熔融渣，使之製成棉狀纖維。
2.有機纖維（Organic fiber）：
○粘膠纖維（Viscose fibre）：粘膠紡絲再生纖維素纖維。
○銅氨纖維（Cuprammonium fibre）：銅氨法再生的纖維素纖維。
○多元腦纖維（Polynosic）：又名“虎木棉”，粘膠纖維的一個品種。
高強嫘縈（High Tenacity Viscose Rayon）
其它：海藻纖維（Alginnate）
○人造蛋白纖維（Protein fibre）：酪素纖維（Milk protein fiber）、玉米蛋白纖維（Corn protein fiber）、大豆蛋白纖維等 (Pea protein fiber)
纖維素纖維：粘液嫘縈、特殊嫘縈、銅銨嫘縈。
(2)蛋白質纖維：
a.動物性蛋白質纖維：酪素纖維。
b.植物性蛋白質纖維：大豆纖維、玉米纖維、落花生纖維。
c.其他：橡膠纖維。
硅橡膠纖維套管
說明1：再生纖維又稱為人造絲。在製造過程中，先將天然原料的植物纖維素予以溶解再製成絲狀纖維而得名。人造絲具有光澤，在稀酸或鹼液中性質安定，與植物纖維一樣有良好的吸水性容易染色和漂白，可做良好的衣料。
說明2：再生纖維屬於人造纖維為其中一種，人造纖維係由人造溶液（Solution）或融熔體，經過紡嘴凝結而紡成絲狀纖維（Filament），絲狀纖維之外形如天然纖維中之蠶絲（Silk），理論上為一種長而無盡之纖維，如所用紡嘴為單孔的，則紡出之絲狀纖維僅有一根纖維，稱為單絲纖維（Single-filament），複絲纖維（Multi-filament），經加撚（Twisting）以後，仍稱為絲狀纖維或又稱恒長纖維紗（Filament yarn），如不加撚，且纖維根數甚多，形成一束，稱為束狀纖維（Tow）或簡稱為〝恒長纖維束〞，束狀纖維可在紡出後切斷成一定長度之短纖維，稱為棉狀纖維（Staple fiber），俗稱人造棉棉狀纖維，經棉或毛紡機紡成再紡紗。再紡紗，是因經過二次紡之過程而得名，第一次由溶液或融熔體紡成絲狀纖維（Filament），第二次由絲狀纖維切斷成棉狀纖維（Staple fiber），再經過一次紡紗製程而成再紡紗，倘冠以纖維為名，可省去〝Staple fiber〞及〝再紡〞二字，例如Rayon SpunYarn可稱為嫘縈紗。
法人夏杜納（Count Hiliare de Chardonnet）以天然纖維素用硝化法（Nitrocellulose Process）於1884年紡出絲狀纖維（Filament），即當時所謂之人造絲，嗣後美國人柯羅斯（Charles F.Cross）發明黏液法（Viscose Process），德人佛來摩發明銅銨法（Cuprammonium Process），美人立特（Auther D.Little）發明醋酸法（Cellulose-acetate Method），均可將天然纖維素製成人造絲，此種纖維係用纖維素為原料所製成，故統稱為纖維素纖維（Cellulosics）。
1924年美國零售商協會（National Retail Day Goods Association）倡議將人造絲改稱為Rayon（我國譯為嫘縈），當時嫘縈包括以上四種方法，硝化、黏液、銅銨、醋酸所製成之纖維素再生纖維，然後醋酸法所製成纖維日益增加，製造廠認為此種纖維為纖維素之情形完全不同，故不能稱為嫘縈。
二次大戰後，美國材料協會（ASTM）始將醋酸法所製纖維改稱醋酸纖維（Acetate fiber），近年來硝化法所製之硝化纖維已經停產，銅銨纖維自1920年起均由美國本波公司（J.P. Bemberg Co.）及其分支機構所製，故又稱本波（Bemberg），黏液纖維之強度（Tenacity）較差，約為1.8∼2.4 Gram Per Denier（GPD），後經發明拉伸（Stretch）原理，將纖維內分子施予拉伸（Stretch）作用，使纖維內分子排列為順向排列，而增加纖維強度。
依嫘縈強度之不同分下列三類：
1.常強黏液嫘縈（Regular Tenacity Viscose Rayon）強度1.8∼2.4GPD。
2.中常黏液嫘縈（Medium Tenacity Viscose Rayon）強度2.5∼3.0GPD。
3.高強黏液嫘縈（High Tenacity Viscose Rayon）強度在3.0GPD以上。
說明3：再生纖維的代表是嫘縈，嫘縈的製造方法為黏膠法。將紙漿或木漿放在浸漬槽中，加入氫氧化納溶液及二氧化硫，纖維素和氫氧化納及二氧化碳反應成黃色黏膠狀液體稱之為纖維素黃酸鈉，加入1﹪~5﹪硫酸鋅及7~10﹪硫酸紡絲浴中，中和氫氧化納，有機物質凝結，纖維素黃酸鈉進行分解為再生纖維的嫘縈。嫘縈性質和木棉相似，有絲狀光澤，富吸水性，但容易起皺縮水。
說明4：Tencel纖維是以針葉樹為主的木漿、水和溶劑氧化胺混合，加熱至完全溶解，在溶解過程中不會產生任何衍生物和化學作用，經除雜而直接紡絲，其分子結構是簡單的碳水化合物。Tencel纖維在泥土中能完全分解，對環境無污染；另外，生產中所使用的氧化胺溶劑對人體完全無害，幾乎完全能回收，可反復使用，生產中原料漿液所含的纖維素分子不起化學變化，無副產物，無廢棄物排出廠外，是環保或綠色纖維。該纖維織物具有良好的吸濕性、舒適性、懸垂性和硬挺度且染色性好，又能與棉、毛、麻、?、滌等混紡，可以環錠紡、氣流紡、包芯紡，紡成各種棉型和毛型紗、包芯紗等。
說明5：Modal纖維是一種全新的纖維素纖維，Modal纖維的原料來自於大自然的木材，使用後可以自然裂解。由於這類纖維是採用天然纖維素為原料，具有生物裂（降）解性，並且在纖維生產過程中不產生類似粘膠嚴重污染環境問題，是21世紀的新型環保纖維。
Modal纖維價格是Tencel纖維的一半，系第二代再生纖維素纖維。Modal纖維可與多種纖維混紡、交織，發揮各自纖維的特點，達到更佳的服用效果。Modal纖維面料吸濕性能、透氣性能優於純棉織物，其手感柔軟，懸垂性好，穿著舒適，色澤光亮，是一種天然的絲光面料。
Modal纖維式紗線系列
說明6：非纖維素纖維，分為有機再生纖維與無機再生纖維兩類，第一類以天然物質為原料，製成與原物質相同的再生纖維（Regenerated fiber）；第二類以化學成分簡單之物質經化學聚合作用而製成的纖維，稱為合成（綜合）纖維（Synthetic fibers）。天然纖維中應用頗廣的差毛係由蛋白質組成，故促使人類企求以蛋白質為原料製成人造纖維，此種蛋白質再生纖維（Regenerated protein fiber）於1935年由意人菲賴特發明，用酪素為原料，稱為酪素纖維，嗣後有以花生、大豆、玉蜀黍纖維等，統稱為植物性蛋白質纖維（Vegetable protein fibers），二次大戰時，有由海藻中製造纖維者，稱海藻纖維。與纖維素及蛋白質再生纖維稱為有機再生纖維（Organic regenerated fiber）。
大豆蛋白纖維是以出油後的大豆廢粕為原料，運用生物工程技術，將豆粕中的球蛋白提純，並通過助劑、生物?的作用，使提純的球蛋白改變空間結構，再添加羥基和氨基等高聚物，配製成一定濃度的蛋白紡絲液，用濕法紡絲工藝紡成。
大豆蛋白纖維可稱為新世紀的“綠色纖維”。由於大豆蛋白纖維外層基本上是蛋白質，與人體皮膚親和性好，且含有多種人體所必須的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纖維紡絲工藝中加入定量的有殺菌消炎作用的中草藥與蛋白質側鏈以化學鍵相結合，藥效顯著且持久，避免了棉製品用後整理方法開發的功能性產品，其藥效難以持續的缺點。大豆蛋白纖維織物手感柔軟、光滑，具有良好的吸濕透氣性，有真絲般的光澤，抗皺性優於真絲，尺寸穩定性好。
大豆蛋白纖維短纖維
說明7：竹纖維是繼大豆蛋白纖維之後，開發研製並產業化的新型再生纖維素纖維，竹纖維分竹素纖維和竹原纖維。竹素纖維是以毛竹為原料，在竹漿中加入功能性助劑，經濕法紡絲加工而成。竹原纖維是將毛竹經天然生物藥劑處理後所製取的纖維。
作為紡絲原料的竹漿粕，來源於速成的鮮竹，資源十分豐富。其廢棄物用土埋、焚燒不會造成環境污染，屬於環保型纖維，滿足綠色消費的需求。竹纖維是性能與粘膠纖維相類似，竹纖維織物具有良好的吸濕、透氣性，其懸垂性和染色性能也比較好，有蠶絲般的光澤和手感，且具有抗菌、防臭、防紫外線功能。
莫代爾紗竹纖維紗
說明8：甲殼素廣泛存在於蝦、鱉等水產品和昆蟲等節肢動物的外殼中，也存在於菌類、藻類的細胞壁中。粘膠基甲殼素纖維是以甲殼素、殼聚糖與纖維素混合通過常規的濕紡工藝製成的纖維。它具有生物活性、生物降解性和生物相容性，具有優良的吸濕保濕功能。採用甲殼素纖維與棉混紡的織物服用除臭的功能，在保健服飾應用開發方面有著廣闊的發展前景。
1-2-2、半合成纖維(Semi-synthetic fibre)
○纖維素醋酸纖維（Cellulose acetate-fiber）：二醋酸纖維（Two-acetate fiber）、三醋酸纖維 (Three-acetate fiber)
醋酸纖維：Acetate fibre，纖維素纖維的衍生物，屬於半合成纖維
說明1：半合成纖維製作的原理，是介於再生纖維與合成纖維之間的纖維。醋酸纖維和再生纖維一樣，是用含有天然纖維素物質的原料與醋酸化學物質經聚合反應過程，是天然高分子物質的衍生物，做出來的纖維基本的化學成分已經不是纖維素，而所以才會稱為半合成纖維。
說明2：醋酸纖維如經皂化作用（Saponification）可提高其強度，其成品稱皂化醋酸纖維（Saponified acetate），纖維中由天然纖維素經化學作用而成纖維素衍生物之纖維，除醋酸纖維外，尚有三醋酸纖維（Triacetate），及其他多種不重要之衍生物纖維，諸如此類纖維均為纖維素纖維，有時雖亦被列入纖維素再生纖維（Cellulosics base regenerated fibers）之內，但嚴格而論，並非纖維素再生纖維，現已稱之為半合成纖維（Semi-Synthetic fiber），與合成纖維（Synthetic fiber）相別。
1-2-3、合成纖維(Synthetic fibre) OR (Chemical fiber)
是用石油、天然氣、煤等為原料，經一系列的化學反應，製成合成高分子化合物，再經加工而製得的纖維。根據大分子的化學結構，合成纖維又可分為雜鏈纖維和碳鏈纖維兩類。滌綸、錦綸、氨綸和芳綸等屬於雜鏈纖維類；睛綸、丙綸、維綸、乙綸、氯綸、碳纖維、氟纖維等屬於碳鏈纖維類。
○聚酯纖維(聚對苯二甲酸二甲酯)：滌綸(PET) 用T表示。(Polyethylene terephthalate；Polyester)
○聚醯胺纖維：錦綸(PA) 用N 表示。又叫耐綸，尼龍。(Polyamide； Nylon)
○聚丙烯?纖維:?綸(PAN) 用A表示，國外稱“奧綸”。(Polyacrylonitrile；Acrylic)
○聚烯烴纖維：丙綸(PP) (Isotactic polypropylene)
○聚氨酯纖維：氨綸(OP) (Polyruethane elastomeric fiber； Spandex)
○聚乙烯醇縮醛纖維:維綸(PVA) V (Vinylon)
○聚氯乙稀：氯綸（PVC）(Chlorofibre；Polyvinyl chloride fibre)
○其他纖維：芳綸、乙綸等
說明：合成纖維並非由天然材料製成，而是從石油化學原料，經人工方法合成而得名，其纖維堅韌而長，可製造各種衣料及其他編織物。合成纖維較天然纖維強韌，對化學藥品的抵抗力尤佳，惟吸水性較差，因此往往與羊毛或棉混紡成市售的衣料。
2、以製造法分類──纖維以製造法來分類，如下所述：Ref. p.130-135.
熔融紡絲：將高分子聚合物加熱熔融成為一定粘度的紡絲熔體，利用紡絲泵連續均勻地擠壓到噴絲頭，通過噴絲頭的細孔壓出成為細絲流，然後在空氣或水中使其降溫凝固，通過延伸（Drawing）成絲。（錦綸，滌綸，丙綸）
乾法紡絲：利用易揮發的溶劑對高分子聚合物進行溶解，製成適於紡絲的粘稠液。將紡絲粘液從噴絲頭壓出形成細絲流，通過熱空氣套筒使細絲流中的溶劑迅速揮發而凝固，通過牽伸成絲。（氯綸，腈綸，維綸，醋纖）
濕法紡絲：將成纖高分子聚合物溶解於溶劑中製成紡絲溶液，由噴絲頭噴出形成粘液細絲流，使它進入凝固液中，由於粘液細絲流內的溶劑擴散以及凝固劑向粘液細絲流中滲透，使細絲流凝固成纖維。濕法紡絲的特點是噴絲頭孔數多，但紡絲速度慢，適合紡制短纖維，而乾法紡絲適合紡制長絲。通常同品種化學纖維利用乾法紡絲較濕法紡絲所得纖維結構均勻，品質較好。
Monomer and Polymer Synthesis
Example:
§
Micro-porous hollow fiber（微多孔中空纖維）§
Hydrophilic PET fiber§
High shrinkage PET and nylon fibers§
CD-PPT fiber
|
|||
§
Polymer flow simulation§
Data acquisition and process modeling§
process and quality control
3、如何辨識纖維最簡單的方法：
憑個人的感覺，例如看和摸。今日纖維種類複雜，已不容易只憑感覺來辨認，因此，我們必須使用化學知識來幫助我們辨認纖維。天然纖維中來自動物的，燃燒時有如同羽毛燃燒時所發出的氣味；來自植物的天然纖維燃燒時，發出如同濾紙燃燒時所放出的氣味。許多合成纖維燃燒後，纖維絲末端會形成球狀。
除了憑經驗去分辨服飾的材質外，現在有更容易的辨識方法，依照經濟部商品標示法的規定，服飾上必須標示(１)製造廠商名稱及地址；其為進口者，應標示進口廠商名稱及地址。 (２)生產國別（產品主要製程地之生產國別）(３)尺寸或尺碼。(４)國內廠商之營利事業統一編號（含進口廠商）。(５)纖維成分。(６)洗燙處理方法，如下附表所示。因此，我們只要看服飾上的標示牌，就能清楚的了解這件衣服的材質及清洗保養方法。
附表 常用天然及人造纖維種類法定學名或慣用名稱中英文對照表 。
| 棉 | cotton | 皮草 | leather |
| 木棉 | kapok | 毛皮 | fur |
| 亞麻 | flax | 嫘縈或多元椔纖維 | rayon or polynosic |
| 大麻 | hemp | 醋酸纖維 | acetate |
| 黃麻 | jute | 三醋酸纖維 | triacetate |
| 苧麻 | ramie | 尼龍 | nylon |
| 馬尼拉麻 | abaca | 聚醯胺纖維 | polyamide |
| 蠶絲 | silk | 聚酯纖維 | polyester |
| 羊毛 | wool | 聚丙烯睛纖維或亞克力纖維(含acrylonitrile 85%以上者) | acrylic |
| 改質亞克力纖維(含acrylonitrile 35%~85%者) | modacrylic | 聚烴烯纖維 | olefin |
| 聚乙烯 | polyethylene | 聚丙烯 | polypropylene |
| 芳香族聚醯胺纖維 | aramid | 橡膠 | rubber |
| 彈性纖維 | elastomeric or spandex | 金屬纖維 | metallic |
| 二、紡織用纖維與紗之製程概念 |
