Classement des fibres
La fibre est l'unité de base du tissu. Les fibres textiles peuvent être divisées en 4 grands groupes comme suit :
1. Fibres végétales naturelles.
2. Fibres de protéines naturelles.
3. Fibres régénérées qui utilisent des substances naturellement préparées comme matières premières.
4. Les fibres synthétiques qui utilisent des composés organiques simples préparés artificiellement comme matériaux initiaux.
La base de la composition chimique de toutes les fibres végétales est la cellulose, qui est présente dans une plus ou moins grande mesure. Outre ces fibres végétales, certaines fibres synthétiques, telles que les fibres de viscose et de rayonne cupro-ammoniacale, sont également constituées de cellulose. Afin de les distinguer des fibres cellulosiques synthétiques, les fibres végétales sont appelées fibres cellulosiques naturelles. Les fibres cellulosiques naturelles sont généralement divisées en 4 types : les fibres de graines (telles que le coton et le kapok), les fibres libériennes (telles que le lin, le jute et la ramie), les fibres de feuilles (telles que le sisal et le pina) et les fibres de fruits (telles que la fibre de coco).
Les fibres de protéines naturelles telles que la laine et la soie sont obtenues à partir de poils et de sécrétions animales. Toutes ces fibres sont composées de protéines dont l'unité répétitive est un acide aminé. Les acides aminés sont liés les uns aux autres par des liaisons peptidiques pour former le polymère protéique. Certaines fibres synthétiques sont également fabriquées à partir d'acides aminés, mais seules les fibres animales sont des fibres de protéines naturelles. Les fibres de protéines naturelles ont une reprise d'humidité et une chaleur plus élevées que les fibres cellulosiques naturelles. Les fibres de protéines naturelles ont une bonne résilience et une bonne récupération élastique mais ont une faible résistance aux alcalis.
Il existe 3 types de fibres régénérées : les rayons de viscose, les fibres d'acétate et les fibres protéiques régénérées. Les deux premiers types sont fabriqués à partir de polymères naturels, généralement obtenus à partir de linters de bois et de coton. Ces derniers peuvent être produits à partir de protéines animales et végétales. Le flux de production de rayonne viscose comprenait principalement : l'extraction et l'oxydation de la cellulose, la modification de la cellulose, l'extrusion de filaments et le post-traitement.
La première fibre synthétique est le nylon (une des fibres de polyamide) qui a été produite commercialement aux États-Unis en 1939. Les principaux types de fibres synthétiques comprennent : les fibres de polyamide, de polyester et de polyacrylonitrile, qui sont largement utilisées dans l'industrie textile.
Propriétés de la fibre
Une fibre se caractérise par son rapport longueur/diamètre élevé, ainsi que par sa résistance et sa flexibilité. Les fibres peuvent être d'origine naturelle ou fabriquées artificiellement à partir de polymères naturels ou synthétiques. Ils sont disponibles sous diverses formes. Les fibres discontinues sont courtes, avec un rapport longueur sur diamètre d'environ 103 à 104, alors que ce rapport pour les filaments continus est d'au moins plusieurs millions. La forme et les propriétés d'une fibre naturelle comme le coton sont fixes, mais pour les fibres fabriquées artificiellement, un large choix de propriétés est disponible par conception. Les variantes comprennent des fibres discontinues de n'importe quelle longueur, des filaments continus simples ou des fils constitués de plusieurs filaments. Les fibres ou filaments peuvent être brillants, mats ou semi-mats, fins ou ultrafins, circulaires ou de nombreuses autres sections, droites ou frisées, régulières ou modifiées chimiquement, pleines ou creuses. L'éclat et le toucher dépendent de la forme des sections et du degré de sertissage.
Les fibres naturelles présentent un certain nombre d'inconvénients inhérents. Ils présentent de grandes variations dans la longueur des fibres, la finesse, la forme, le sertissage et d'autres propriétés physiques, en fonction de l'emplacement et des conditions de croissance. Les fibres animales et végétales contiennent également des quantités importantes et variables d'impuretés, dont l'élimination avant la teinture est essentielle et nécessite de nombreux traitements. Les fibres fabriquées artificiellement sont beaucoup plus uniformes dans leurs caractéristiques physiques. Leurs seuls contaminants sont une petite quantité de polymères de faible poids moléculaire légèrement solubles et certains lubrifiants de surface et autres produits chimiques ajoutés pour faciliter le traitement. Ceux-ci sont relativement faciles à éliminer par rapport à la difficulté de purifier les fibres naturelles.
L'absorption d'eau est l'une des propriétés essentielles d'une fibre textile. Les fibres protéiques ou cellulosiques sont hydrophiles et absorbent de grandes quantités d'eau, ce qui provoque un gonflement. Les fibres synthétiques hydrophobes, comme le polyester, n'absorbent presque pas d'eau et ne gonflent pas. Le caractère hydrophile ou hydrophobe d'une fibre influence les types de colorants qu'elle va absorber. La teinture dans une large gamme de teintes et de profondeurs est une exigence clé pour presque tous les matériaux textiles.
La reprise d'une fibre est le poids d'eau absorbée par unité de poids de fibre complètement séchée lorsqu'elle est en équilibre avec l'air ambiant à une température et une humidité relative données. La reprise augmente avec l'augmentation de l'humidité relative mais diminue avec l'augmentation de la température de l'air.
Lors de la teinture, la quantité de colorants utilisée est généralement exprimée en pourcentage du poids de matière à colorer. Ainsi, 1 % de teinture correspond à 1 g de colorant pour 100 g de fibre, généralement pesée dans des conditions ambiantes. Pour les fibres hydrophiles, la variation du poids des fibres avec des conditions atmosphériques variables est donc un facteur important influençant la reproductibilité des couleurs dans la teinture répétée. Par exemple, le poids de 100 g de coton sec varie d'environ 103 g à 108 g lorsque l'humidité relative de l'air passe de 20 % à 80 % à température ambiante.
Torsion de fil
Les fibres sont transformées en fils avec une certaine quantité de torsion dans le fil final. La quantité de torsion est parfois identifiée au sens large comme faible, moyenne ou élevée. La quantité de torsion nécessaire est déterminée par l'utilisation finale du fil dans un tissu. Les fils simples et retors donnent une torsion. Normalement le fil devient plus fin, il nécessite plus de torsion ; les fils plus lourds peuvent avoir une très faible torsion. La résistance des fils est due, en partie, à la quantité de torsion qui a été conférée. Les fils solides nécessitent une torsion considérable. Cependant, au-delà d'un point optimal, une torsion supplémentaire entraînera le vrillage des fils et finalement leur perte de résistance.
La torsion est définie comme le nombre de tours autour de son axe par unité de longueur, noté dans une fibre ou un fil. Elle est exprimée en tours par pouce ou en tours par mètre.
Le compteur de torsion est un instrument qui détermine le nombre de tours de torsion par pouce dans tous les types de fils. Il est également utilisé pour trouver la quantité d'enroulement dans les fils due à la torsion. L'échantillon à tester est inséré entre deux pinces dont l'une est fixe, tandis que pour retirer la torsion du fil, l'autre est libre de tourner dans les deux sens et reliée à un compte-tours. La distance entre les pinces est réglable et peut être réglée selon les exigences de test standard. La tension sur l'échantillon ou le spécimen est également réglable, le compteur étant équipé d'un dispositif pour enregistrer la quantité réelle de torsion dans le fil.
Le sens de torsion est également important. Les fils peuvent être torsadés avec une torsion en S ou une torsion en Z. Le sens de torsion correspond à la barre centrale de la lettre S ou Z.
