新型纤维拉伸羊毛纤维.doc

新型纤维——拉伸羊毛纤维及其应用
刘建华
(天津纺织工程研究院,天津)
摘要:本文论述了新型纤维-拉伸羊毛纤维的概念,产生与发展。细化机理、工艺流程、特征及在纺织工业中的应用。结果显示:新型纤维拉伸羊毛纤维性能优越,提升了羊毛纤维的服用性能。顺应了当今毛纺产品轻薄化、高档化趋势,在世界纺织业对细毛和超细羊毛的需求大幅增加的前提下,具有广泛的发展空间。
关键词:拉伸羊毛;原理;工艺流程;拉伸特性;应用
1 前言:
拉伸羊毛纤维是一种细化了的羊毛纤维,它是将普通羊毛纤维在适当的化学助剂及湿热条件下进行机械拉伸,再将拉伸后的细化纤维进行热及化学定型而形成的一种新型纤维。此纤维可将普通羊毛细度降低2-4μm,长度增加50%左右。由于细化后羊毛截面的变化,分子间作用力的加强及表面鳞片的改变等因素,使其形成了一种具有真丝般光泽及羊绒般手感,兼具丝光防缩羊毛性质,又对羊绒断裂强度低形成互补的新型纤维。用此纤维生产出的面料其手感和外观方面增加了新美感,其织物具有独特的风格特征,主观评价认为:拉伸羊毛产品手感似羊绒,外观似真丝,综合风格更接近于丝毛产品风格【1】。与普通羊毛一样可加工成各种毛粗、精纺的机织和针织产品。因此这种纤维的问世,顺应了当今毛纺织品轻薄化、高档化趋势,具有很大的发展潜力。
2 拉伸羊毛纤维的产生与发展
拉伸羊毛纤维的产生
拉伸羊毛由澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)和国际羊毛标准公司(TWC)联合开发,从1984年提出到1998年实用化用了15年的时间,通过基本构想、基础试验、stratching of staple fibres专利 Twisting Device专利、、制品开发签署、确定染整工艺、确定加工许可及签署生产开始等一整套研究和工业化运作【2】,最终形成了(Optim Fine)拉细羊毛和(Optim Max)拉细蓬松羊毛产品。其中Optim Max是将羊毛纤维拉伸后,进行暂时定型,与其他纤维混合后,使其在一定的条件下,破坏其暂时定型产生回缩,而形成的膨化纤维。Optim Fine就是我们文中涉及的拉伸羊毛纤维。在竞争日益激烈的毛纺织市场上,为羊毛纤维的应用树立了信心。
国内外拉伸羊毛的发展概况
20世纪80年代初澳大利亚CSIR0(联邦科学与工业研究组织)的羊毛研究所开始提出并着手研究羊毛纤维细化的可能性,其背景在于羊毛高支化以羊种改良过于漫长、成本又高,人工细化加工可能更快。澳大利亚科学家花了10多年时间,在1993年推出了羊毛细化加工技术,并在1995—1998年先后在欧洲、日本、美国、澳大利亚和新西兰知识产权局申请了专利。同期,日本学者亦有相应的研究和专利。中国市场上,Optim Fine由鹿王羊绒集团公司独家引进并投放市场。由于拉伸羊毛纤维具有高额的产品附加值,国内相继进行了拉伸羊毛的研究,如:上海东华大学与上海毛麻研究所合作、天津工业大学与鄂尔多斯合作分别进行了拉伸羊毛的研究,
并形成了相关的技术专利。
本文拉伸羊毛纤维的研究进展
本文所述的拉伸羊毛纤维是对澳大利亚、日本及国内相关设备、技术、工艺进行全面分析,于2001年立项,并通过小试、中试及连续化生产设备的试制,提出了弥补同类技术中不足点的拉伸羊毛设备、细化方法及工艺、采用本设备、技术及工艺有效地控制了拉伸后羊毛纤维的沸水回缩率,同时具备了经济、耐用、效率高的特点。经过连续化试生产,生产出了质量稳定的拉伸羊毛纤维。本文所述的拉伸羊毛纤维的性能特征及在纺织品中的应用,与国外同类纤维对比均选用此纤维。本项目是2006年国家发改委纺织专项项目,2008年获得天津市科委——天津市科技创新专项资金项目(羊毛物理细化关键技术及制品开发与产业化),已申报了4项发明专利。
3 拉伸羊毛纤维细化的原理及主要工艺流程
羊毛纤维的结构特征
羊毛纤维的大分子是由多种α-氨基酸用酰胺键(又称肽键)连接而成的链状大分子,不同分子链之间的氨基酸还可以形成大量的氢键、羊毛大分子主链间能形成二硫键、盐式键和氢键等空间横向连接。羊毛大分子链的单分子空间形式通常有两大类,一类是螺旋状,通常情况下羊毛纤维单分子以α-螺旋链状态存在,当羊毛纤维受到特定的条件处理时,分子形状由α-型变成伸长的β型结构,这种空间结构的转变,使羊毛具备了被拉伸的潜力。
羊毛纤维的拉伸特性
羊毛在有水分的条件下拉伸,根据纺织材料学的基本理论,开始阶段形成的主要特征满足于虎克定律,分子运动的能量很低,不足以克服主链内旋转的位垒,只是那些较小的运动单元、側基短的侧链和键角的变化,形变很小,形变与受力大小成正比,当应力超过屈服点之后,形变变化明显【3】。通过对羊毛纤维不同条件下的拉伸特性(如图1)可以看出采用适当的化学和