木綿繊維の基本性能と応用

木綿繊維は、錦葵目木綿科に栽培された数種の果莢内に付着した繊維です。

木綿繊維は独特の薄壁大中空構造と軽量撥水性の優れた特性を持っています。

しかし、これまで木綿繊維は長さが短く、強度が低いため、力を合わせて差があり、弾力性がないため、単独で紡ぐことが難しく、紡績の応用には大きな限界があります。

しかし、木綿繊維は光沢、吸湿性、保温性において独特の優位性を持っています。緑色の環境保護材料をあがめ尊ぶ今日は良好な応用の見通しがあります。

一、木綿繊維の基本性能

1、

木綿繊維は白と黄と黄褐色の3種類があります。繊維は約8-32 mmで、直径は約20-45µmです。

縦方向の外観は円筒型で、表面は滑らかで、回転が目立たない；中段は太く、根端は鈍園で、端は細く、両端は閉鎖する。

繊維断面は円形または楕円形の大中空管壁で、中空度は80～90%に達し、断面細胞が破裂していないときは気嚢構造となり、破砕後は繊維が平坦な帯状となっている。

木綿繊維独特の繊維構造は他の自然繊維とは異なる基本性能を決定した。

木綿繊維は中空度が高く、細胞壁が薄いため、比較的密度が低く、浮力が良い。

繊維は水中で自身の20-36倍の負荷に耐えられ、沈下しないで、木綿繊維の相対的なねじれ剛性は71.5×10-4 eN・em 2・tex-2であり、ガラス繊維よりも大きく、これにより、補強効率が低下します。

木綿繊維の引き潮率は10.73%に達し、糸光綿の10.6%に相当します。

木綿繊維の平均屈折率は1.71761で、綿の1.9614よりやや高いです。これは木綿の繊維の光沢が明るく、滑らかな丸みの断面が一層光沢を増します。

2、化学性能

木綿繊維は約64%のセルロース、約13%の木質を含み、また8.6%の水分、1.4-35%の灰分、4.7-9.7%の水溶性物質と2.3-25%の木炭及び0.8%の蝋質を含んでいます。

木綿繊維は良好な化学性能を持ち、耐酸性に優れ、常温で希酸はそれに影響を及ぼさず、木綿繊維の耐アルカリ性は良好で、常温では水酸化ナトリウムは木綿に影響を及ぼさない。

木綿繊維は直接染料で染色することができますが、木綿繊維は多くの木質素と半セルロースを含んでいます。それらとセルロースは互いにもつれ合い、分子間力作用によってセルロース繊維の一部のヒドロキシ基が阻止され、互いにもつれ合って染料分子が順利に入ることができなくなりました。

二、木綿繊維の応用

1、中高級服、紡績生地

木綿繊維は紡績性が悪く、普通は純粋に紡ぐのが難しいです。

綿、接着剤、その他のセルロース繊維と混紡して、光沢と手触りの良い服装の生地を織ることができます。

2、中高級布団、枕芯、クッションなどの充填材

3、救命用品の浮力材料

新製木綿の集合体の浮力保持性は良好で、包装材料が多少破損しても浮力の損傷は極めて小さく、乾燥後木綿の集合体は浮力を回復します。

1946年、アメリカ沿岸警備隊は木綿、ガラス繊維、cattail、milkweedsなどの天然繊維の集合体に対して浮力試験を行い、木綿はその中の最適な浮力材料であることが分かりました。1982年、木綿とPVC、PEなどの発泡スチロールを充填した救命胴衣を実際に試してみました。

4、断熱と吸音材

木綿繊維ポリエンタルピーの量が大きく、熱伝導率が低く、吸音効率が高いため、現在は工業的に防熱防音材として使われています。