拉伸羊毛的性能及膨化羊毛的紡紗技術(shù)

1、 拉伸羊毛的性能及膨化羊毛的紡紗技術(shù)周勤謙(上海毛麻研究所,上海200023摘要:對(duì)拉伸細(xì)化羊毛和膨化羊毛加以討論,描述了處理后新型羊毛纖維的結(jié)構(gòu)性能及收縮性、可紡性等。結(jié)果表明,新型羊毛制成的產(chǎn)品具有優(yōu)良的細(xì)度、長度、強(qiáng)伸度、蓬松性、彈性、透氣性、保暖性及手感,可與羊絨產(chǎn)品相媲美。關(guān)鍵詞:拉伸羊毛;細(xì)化羊毛;膨化羊毛;紡紗;工藝中圖分類號(hào):TS13118文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):100321456(20040320005204 收稿日期:2003-08-20作者簡介:周勤謙(1955-,女,高級(jí)工程師,上海毛麻研究所,主要從事毛紡方面的科技研究。拉伸羊毛是通過應(yīng)用高新技術(shù),利用物理和化學(xué)方法

2、,對(duì)普通羊毛加工處理,形成2類結(jié)構(gòu)相同、性質(zhì)不同的新型羊毛,即細(xì)化羊毛和膨化羊毛。該項(xiàng)技術(shù)通過對(duì)羊毛的拉伸,使羊毛蛋白分子鍵部分拆離,分子在新的位置上重排,組成新的交鍵,然后對(duì)羊毛定形(或者暫時(shí)定形,這一過程改變了普通羊毛分子鍵結(jié)構(gòu),構(gòu)成羊毛分子結(jié)構(gòu)的新體系。將拉伸后的羊毛永久定形,使羊毛拉長變細(xì),形成具有防縮、絲光效果的細(xì)化纖維;將拉伸后的羊毛暫時(shí)定形,使纖維獲得高收縮性能,形成膨化羊毛,與低收縮纖維混紡后進(jìn)行膨化處理,使毛紗獲得蓬松效應(yīng),形成膨化毛紗。2種新型的羊毛纖維性能各異,用途也不盡相同。1細(xì)化和膨化羊毛纖維的性能與特點(diǎn)111纖維的外觀結(jié)構(gòu)細(xì)化羊毛和膨化羊毛是從屬拉伸羊毛的2種不同的

3、新型纖維,但有永久定形和暫時(shí)定形的差異。就外觀結(jié)構(gòu)而言,2者在拉伸后的外觀結(jié)構(gòu)基本相同。與普通羊毛相比(見圖1,拉伸后的羊毛由于羊毛纖維的拉長變細(xì),使羊毛縱向結(jié)構(gòu)表面的鱗片節(jié)距拉長,構(gòu)成了細(xì)化羊毛和膨化羊毛纖維表面的光滑、平直特性,纖維的卷曲度也減少。從拉伸纖維的橫向截面看,失去了普通羊毛的圓形或接近圓形的結(jié)構(gòu),其截面形狀部分呈不規(guī)則的變形結(jié)構(gòu)。部分纖維的不規(guī)則的多邊棱角產(chǎn)生光的折射效應(yīng),使纖維表面具有絲一般的光澤。圖1拉伸羊毛和羊毛原樣的電鏡照片112纖維的收縮性能纖維的收縮性能是區(qū)別于細(xì)化羊毛和膨化羊毛的關(guān)鍵。由于對(duì)細(xì)化羊毛分子的永久定形,其收縮性能處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而膨化羊毛則是通過暫

4、時(shí)定形,使羊毛分子鍵的部分交鍵處于非穩(wěn)定狀態(tài)。膨化羊毛主要是從2方面來實(shí)現(xiàn)羊毛高收縮性能的,一是利用羊毛拉伸后,對(duì)羊毛纖維內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的暫時(shí)定形來實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)紡紗后的膨化處理,使羊毛纖維分子鍵獲得再接,產(chǎn)生回縮,纖維的這一收縮區(qū)域?qū)儆诜€(wěn)定收縮區(qū);二是利用羊毛拉伸后,對(duì)纖維的平直度的暫時(shí)定形,使毛纖維因卷曲度的減少(見表1而拉長,經(jīng)膨化處理,又使羊毛的卷曲度回復(fù),從而形成回縮,這一收縮區(qū)域?qū)儆诰砬鷱椥允湛s區(qū)。這2部分的收縮,組成了新型的膨化羊毛纖維的高收縮性能。我們可根據(jù)產(chǎn)品的不同要求,將膨化羊毛的收縮率控制在一定的范圍內(nèi),一般在20%30%左右。113纖維的細(xì)化特性細(xì)化羊毛和膨化羊毛都有細(xì)化特性

5、,區(qū)別在于細(xì)化羊毛是以拉細(xì)為主要目的。根據(jù)不同的纖維性能和不同的產(chǎn)品要求,一般羊毛拉伸后可比原毛細(xì)3315m 左右。膨化羊毛則是在滿足高收縮性能的前提下使羊毛細(xì)化,膨化羊毛同時(shí)兼有高收縮和細(xì)化的特性,這樣更能充分地優(yōu)化羊毛資源,提高羊毛的附加值。114纖維的長度性能細(xì)化羊毛的長度是根據(jù)不同原料性能和不同的拉伸工藝而變化,纖維長度隨拉伸比的提高而增長。一般細(xì)化羊毛的長度比普通羊毛長30%50%左右。115纖維的相對(duì)強(qiáng)度在對(duì)羊毛進(jìn)行拉伸處理時(shí),從對(duì)纖維部分分子鍵的拆離,到分子鍵的重排再接,通過對(duì)毛纖維的拉伸和擠壓等特殊處理,能有效地使纖維分子間的排列間隙更密實(shí),纖維結(jié)構(gòu)更緊密,為提高細(xì)化羊毛和膨化

6、羊毛纖維的相對(duì)強(qiáng)度提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。一般來說,細(xì)化羊毛和膨化羊毛的相對(duì)強(qiáng)度都能得到提高,提高幅度是隨拉細(xì)纖維的性能和拉細(xì)程度而有變化。116纖維的斷裂伸長性能根據(jù)羊毛的拉伸機(jī)理,要將普通羊毛拉長變細(xì),羊毛纖維的拉伸范圍超出了羊毛的彈性變形區(qū)域,因此羊毛原來的彈性伸長性能就要發(fā)生變化,斷裂伸長性能相應(yīng)下降(見表1。對(duì)膨化羊毛而言,雖然膨化前的羊毛斷裂伸長率下降, 但經(jīng)過膨化處理后的毛紗,其斷裂伸長率反而增加(見表2。這是由于膨化羊毛經(jīng)過膨化處理后,使纖維長度收縮(見表3,一方面是纖維分子鍵重組再接的收縮,另一方面是增加了纖維的卷曲度后的收縮,從而形成新纖維的彈性伸長穩(wěn)定系統(tǒng),使毛紗的伸長性能比普

7、通羊毛更優(yōu),有利于提高膨化羊毛產(chǎn)品的服用性能。表1細(xì)化和膨化羊毛與普通羊毛纖維對(duì)照表項(xiàng)目細(xì)化羊毛膨化羊毛原樣細(xì)化羊毛原樣膨化羊毛平均細(xì)度m 20.117.020.2618.31巴布長度mm91.4119.993.2122平均卷曲數(shù)(度mm -166.1251.4468.8157.1相對(duì)強(qiáng)度(cN dtex -11.442.02 1.60 1.79斷裂伸長率(%40.9127.6446.829.8表2膨化混紡針織紗強(qiáng)伸度性能表項(xiàng)目原毛針織紗膨化混紡針織紗膨脹前膨化后紗線線密度tex 201820182018斷裂強(qiáng)力cN 244196231變異系數(shù)C V (%11.514.07.5斷裂伸長率(%9

8、.86.912表3膨化羊毛收縮前后的細(xì)度和長度性能對(duì)比表項(xiàng)目回縮前回縮后平均細(xì)度m 18.3118.84巴布長度mm12283.32膨化羊毛在針織產(chǎn)品中的應(yīng)用膨化羊毛產(chǎn)品主要利用了膨化羊毛的高收縮性能,使產(chǎn)品達(dá)到超蓬松的特點(diǎn)。通過把膨化羊毛纖維與低收縮纖維混紡,經(jīng)膨化處理,使紗線中的不同纖維產(chǎn)生差異收縮,收縮率較大的(高收縮膨化羊毛纖維,隨著纖維長度的縮短,使纖維向紗線的中心收縮轉(zhuǎn)移;而收縮率較小的(低收縮纖維則相對(duì)長度過長,向毛紗的外表突出、屈曲成圈,使毛紗蓬松而獲得膨化效應(yīng)。與此同時(shí),膨化毛紗存在著2個(gè)收縮區(qū),即穩(wěn)定收縮區(qū)和彈性收縮區(qū)。穩(wěn)定收縮區(qū)是由高收縮纖維的收縮所產(chǎn)生,彈性收縮區(qū)則是纖

9、維的卷曲收縮所產(chǎn)生。2種收縮各司其責(zé),穩(wěn)定收縮使產(chǎn)品得到豐滿、蓬松、柔軟的效果;而彈性收縮則使產(chǎn)品更富于彈性感和舒適感。我們?cè)陂_發(fā)膨化羊毛的產(chǎn)品中,通過各項(xiàng)試驗(yàn)得出如下體會(huì)。211膨化羊毛針織紗混紡原料的選擇膨化羊毛的特殊性能,決定其可以與其它任何纖維相混合,從而形成不同風(fēng)格的產(chǎn)品,提升產(chǎn)品檔次和附加值。我們通過試驗(yàn)使用不同的羊毛纖維作為混紡原料,最終使產(chǎn)品達(dá)到了滿意的效果。21111用普通羊毛作混紡原料本產(chǎn)品除了具有普通羊毛的優(yōu)良品質(zhì)外,兼有使用膨化羊毛后的獨(dú)有特色,產(chǎn)品手感更蓬松、柔軟,更富有彈性舒適感,透氣性好,保暖性強(qiáng),可與羊絨產(chǎn)品相媲美。21112用絲光羊毛作混紡原料由于膨化羊毛拉長

10、變細(xì),鱗片的節(jié)距增大,截面形狀的改變,使纖維的縮絨性能比普通羊毛降低,其光滑度等品質(zhì)極為接近絲光羊毛,當(dāng)與絲光羊毛混紡時(shí),其產(chǎn)品除了具有絲光羊毛的光澤好、防縮性能好等優(yōu)點(diǎn)外,還可以彌補(bǔ)純絲光羊毛產(chǎn)品的手感發(fā)硬、彈性差的不足,使產(chǎn)品更具羊絨般的柔軟蓬松性,富有彈性舒適感,保暖性好等優(yōu)點(diǎn)。因此,這是人們貼身穿著的理想產(chǎn)品。212膨化羊毛的細(xì)度選配利用膨化毛紗的2種不同收縮性能的纖維分布特點(diǎn),根據(jù)產(chǎn)品的不同特點(diǎn)和要求進(jìn)行混紡羊毛的細(xì)度選配,如果產(chǎn)品需要有身骨、剛性好,選用較粗的膨化羊毛和較細(xì)的低收縮纖維混配,這樣可以提高毛紗紗芯的剛度,毛紗表面選用較細(xì)的纖維,達(dá)到內(nèi)剛外柔的風(fēng)格。如果產(chǎn)品需要突出體現(xiàn)

11、柔性特點(diǎn),選用的膨化羊毛可適當(dāng)偏細(xì)使產(chǎn)品更柔軟、舒適,這樣更能體現(xiàn)柔軟的特點(diǎn)。因此,可以按產(chǎn)品的要求來合理選配羊毛纖維的細(xì)度。213膨化羊毛混配比的選擇膨化羊毛的混配比,應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品的不同風(fēng)格要求來決定。我們對(duì)各類混配比的針織紗,得出了紗線收縮率的一組數(shù)據(jù),見表4,從這一組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),毛紗的收縮率是隨膨化羊毛的混紡比的增多而加大。由于膨化羊毛分為穩(wěn)定收縮和彈性收縮2部分,表4中的數(shù)據(jù)屬于穩(wěn)定收縮區(qū)域的縮率,如果要全面考慮產(chǎn)品的風(fēng)格特征,還需考慮彈性收縮因素。膨化羊毛的穩(wěn)定收縮使毛紗達(dá)到蓬松、柔軟的效果,而彈性收縮則使產(chǎn)品達(dá)到舒適彈性的效果。從我們?cè)囍频漠a(chǎn)品中發(fā)現(xiàn),當(dāng)我們將膨化羊毛與普通羊毛

12、(3565混紡成20tex紗時(shí),其彈性收縮率可達(dá)10%左右, 因此其對(duì)產(chǎn)品的蓬松和彈性效果不可小視。除有特殊要求的產(chǎn)品品種外,在選用混配比時(shí),盡量以降低原料成本為原則,一般情況下,選用25%40%左右比例的膨化羊毛(收縮率在25%時(shí)就能使產(chǎn)品達(dá)到不同程度的蓬松、柔軟、富有彈性的效果。表4膨化羊毛不同混配比的針織毛紗的收縮率對(duì)照表膨化羊毛混合比例(%普通羊毛混合比例(%毛紗的收縮率(%653518.35554516.45455514.55406013.60356512.65257510.75注:膨化羊毛的收縮率為25%,普通羊毛的收縮率為6%。214膨化羊毛針織紗的工藝路線根據(jù)膨化羊毛的特殊性,

13、比普通針織紗增加一道膨化工序(成絞后采用膨化工藝,這樣能使混合的毛紗均勻收縮和膨化,使染色更均勻,手感更柔軟。膨化羊毛混紡針織紗的工藝路線如下:混條頭針二針三針?biāo)尼槾旨喖?xì)紗絡(luò)筒并線捻線成絞膨化染色成衫成品215膨化羊毛針織紗的紡紗工藝21511紡紗工藝舉例原料配比:66支澳毛條65%,66支膨化羊毛條35%;紡紗支數(shù)為20tex×2;捻度為440240,捻向?yàn)閆S。其它工藝參數(shù)見表5。21512紡紗過程中需要特別注意的幾個(gè)問題嚴(yán)格控制車間溫濕度,注意控制毛條的回潮率,適當(dāng)添加抗靜電助劑。由于膨化羊毛纖維表面比較光滑,纖維間的抱合力小,需通過羊毛的保濕和添加抗靜電劑來加以解決。注意設(shè)計(jì)

14、紗支與實(shí)紡紗支的差異。由于膨化羊毛具有高收縮性能,紡紗時(shí)需綜合考慮各類纖維的收縮率,利用加權(quán)平均的方法,計(jì)算出各類纖維混紡后的最終收縮率,確定實(shí)紡紗支時(shí),要將 表5膨化羊毛混紡針織紗的紡紗工藝舉例工序喂入根數(shù)根欠伸倍數(shù)倍出條重量(g m -1線速(m min -1錠速(r min -1捻度捻向混條2222.4920.09160頭針98.1122.30160二針47.7311.37160三針47.36 6.18160四針4 6.98 3.54160粗紗111.50.31115細(xì)紗115.40.027800440Z注:紡紗設(shè)備為意大利C ognetex 公司生產(chǎn)的設(shè)備,環(huán)錠細(xì)紗機(jī)為國產(chǎn)的B583,

15、混條時(shí)加抗靜電劑。收縮因素考慮在內(nèi)。即:實(shí)紡紗支=設(shè)計(jì)紗支×(1+混紡紗的加權(quán)平均收縮率注意設(shè)計(jì)捻度與實(shí)紡捻度的差異。同樣,實(shí)紡捻度也要考慮膨化羊毛的收縮因素,即:實(shí)紡捻度=捻系數(shù)×設(shè)計(jì)紗支回縮前的膨化羊毛的長度比普通羊毛長,紡紗時(shí)需根據(jù)纖維的長度調(diào)整工藝隔距。3結(jié)語在新型的細(xì)化和膨化羊毛纖維研制過程中,我們以相同的拉伸原理,不同的定形工藝,獲得2種不同用途的纖維。其在生產(chǎn)中避免使用甲醛類助劑,達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),使新型的細(xì)化和膨化羊毛保存了羊毛原有的“天然、環(huán)保、舒適”的優(yōu)良品質(zhì)。新型的細(xì)化和膨化羊毛纖維,除收縮性能具有差異外,其纖維的結(jié)構(gòu)、細(xì)度、長度、強(qiáng)伸度性能極其

16、相似,而且加工性能也類同。開發(fā)出的膨化羊毛針織新產(chǎn)品,具有天然羊毛與膨化羊毛纖維的優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)品的手感豐滿蓬松,輕柔細(xì)膩,彈性透氣性好,保暖性強(qiáng),可與羊絨產(chǎn)品相媲美。不但提高了羊毛產(chǎn)品的附加值,而且給人們帶來新的享受。Slenderizing w ool types characteristics and bulking w ool s spinning techniqueZH OU Qin 2qian(Shanghai W ool and Jute T extile Research Institute ,Shanghai 200023,China Abstract :This paper for the superfine and the bulking slenderizing w ool types that stretching by comm on w ool are discussed.These new types w ool characteristics that which fiber structure ,shrinkage ,spinnability are described.The result