新型纤维拉伸羊毛纤维.doc

1 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 2-4 μm, 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 2 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、 号样机、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 3 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 4 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