三、毛纤维

三、毛纤维

毛纤维为天然蛋白质纤维,种类很多,纺织面料中使用最多的是绵羊毛,其次为山羊绒。羊毛狭义上专指绵羊毛。从绵羊身上剪下来的毛称为原毛,原毛须经过洗毛、炭化等工艺去除各种杂质,才能用于纺织生产。

(一)毛纤维的分类

1.按品种分

(1)绵羊毛。覆盖在绵羊身上的毛。

(2)山羊绒。从山羊身上梳取下来的绒毛,原产于中国的西藏。山羊绒绒毛纤维内部结构无髓质层,长度为30~40mm,其强伸度、弹性变形较绵羊毛好,具有轻、软、暖的优良特征。

(3)马海毛。安哥拉山羊毛,原产于土耳其。马海毛的形态与长羊毛相似,长度为120~150mm,强度高、光泽强,是做提花毛毯、长毛绒、顺花大衣呢的理想原料。

(4)兔毛。兔毛的纤维内部结构都有髓质层,其特点是轻而细,保暖性好,但纤维蓬松,抱合力差,强度较低,单独纺纱困难,多和羊毛或其他纤维作混纺织物。

(5)骆驼绒。双峰骆驼毛质量较好,单峰驼毛无纺纱价值,骆驼毛由绒毛、两型毛及粗毛组成,绒毛俗称为驼绒,粗毛俗称为驼毛,驼绒结构与羊毛相似,但纤维表面鳞片很少,强度高,光泽好,保暖性好,可织造高级粗纺织物、毛毯和针织物。

(6)牦牛绒。产量小,长度约为30mm。

2.按纤维组织结构分

(1)细绒毛。直径在30μm以下,无髓质层,鳞片多呈环状,油汗多,卷曲多,光泽柔和。异质毛中底部的绒毛,也为细绒毛。

(2)粗绒毛。直径在30~52.5μm之间。

(3)粗毛。直径为52.5~75μm,有髓质层,卷曲少,纤维粗直,抗弯刚度大,光泽强。

(4)发毛。直径大于75μm,纤维粗长,无卷曲,在一个毛丛中经常突出于毛丛顶端,形成毛辫。

(5)两型毛。一个纤维上同时兼有绒毛与粗毛的特征,有间断的髓质层,纤维粗细差异较大。

(6)死毛。除鳞片层外,整根羊毛充满髓质层,纤维脆弱易断,枯白色,没有光泽,不易染色,无纺纱价值。

3.按毛被上的纤维类型分

(1)同质毛。羊体各毛丛由同一种类型毛纤维组成,纤维细度、长度基本一致。

(2)异质毛。羊体各毛丛兼含有绒毛、发毛和死毛等不同类型的毛纤维。

此外,按剪毛季节分春毛、秋毛、伏毛;按取毛方式和取毛后原毛的形状分套毛、散毛和抓毛;按毛纤维在纺织工业中的用途不同可分为精梳用毛、粗梳用毛、地毯用毛和工业用毛;还可按羊毛生产地或集散地分类,如澳毛、新西兰毛、河南毛、山东毛、西安毛等。

(二)羊毛纤维的形态结构与成分组成

羊毛纤维是由绵羊皮肤上的细胞发育而成的。毛纤维呈簇状密集覆盖于绵羊皮肤的表面,在每一小簇中,有一根直径较粗、毛囊较深的导向毛,其他较细的毛纤维围绕着导向毛生长,形成毛丛。毛丛的形态和质量是羊毛品质好坏的重要标志。毛丛中具有纤维形态相同,长度、细度相近,生长密度大,又有较多的脂汗使纤维相互粘连的结构时,羊毛品质最好。(https://www.daowen.com)

1.形态结构 羊毛由许多细胞聚集构成,纵面有天然卷曲,呈鳞片状覆盖的圆柱体;截面近似圆形或椭圆形,主要可分成三个组成部分:包覆在毛干外部的鳞片层,组成羊毛实体主要部分的皮质层,由毛干中心不透明毛髓组成的髓质层。髓质层只存在于较粗的纤维中,细毛无髓质层。

鳞片层位于羊毛纤维的最外层,是由许多薄而透明的扁平角质蛋白细胞组成的,形成鱼鳞状包覆在毛干的外部。根部附着于毛干,梢部伸出毛干表面,并指向毛尖,使纤维表面呈现明显的锯齿形。鳞片层的主要作用在于保护毛纤维避免日光和化学物质的侵蚀,降低机械损伤。

皮质层位于鳞片层里面,是羊毛的主要组成部分,也是决定羊毛物理、化学性质的基本物质。皮质层由两种不同的皮质细胞组成,即结构较疏松的正皮质细胞和结构较紧密的偏皮质细胞,它们的染色性、力学性能均不相同。由于这两种皮质细胞通常呈双侧分布,因而使羊毛呈现天然卷曲的外形。皮质层发育越完善,所占比例越大时,羊毛纤维的品质较优良,表现为强力、卷曲、弹性较好。

髓质层位于羊毛纤维的最里层,是由结构松散和充满空气的角蛋白细胞组成。由于细胞间相互连接不牢固,因此髓质层越大,羊毛纤维的强度、弹性、柔软性、染色性能就越差。并不是所有的羊毛都有髓质层,较细的、品质优良的羊毛纤维一般没有或只有较少的髓质层;羊毛越粗,所具有的髓质层比例越大,羊毛的品质也越差。

2.成分组成 羊毛纤维是天然蛋白质纤维,因此它的主要组成物质是角质蛋白。角质蛋白是一种由多种α-氨基酸缩聚而成的高分子化合物,含有碱性的氨基和酸性的羧基,因此,它是一种两性反应的纤维材料,对羊毛的理化性质起着决定的作用。

(三)物理性能

1.细度 羊毛细度是确定羊毛品质和使用价值的重要指标。一般而言,羊毛越细,其细度就越均匀,相对强度高,卷曲多,鳞片密,光泽柔和,脂汗含量高,但长度偏短。羊毛纤维细度越细有利于成纱强度和成纱条干均匀度。羊毛的细度指标常用平均直径、品质支数和线密度表示。选用不同平均直径的毛纤维可以体现各类品种毛织物的不同风格。

2.长度 羊毛长度对毛纱品质有较大影响。当羊毛纤维细度相同时,纤维长而整齐、短毛含量少的羊毛,成纱强度高、条干好、纺纱断头率低。由于天然卷曲的存在,羊毛纤维长度可分为自然长度和伸直长度。纤维束在自然卷曲下,两端间的直线距离称为自然长度。羊毛纤维去除卷曲,伸直后的长度称为伸直长度。在毛纺生产中都采用伸直长度。

3.卷曲 羊毛在自然状态下,其纵向有自然的周期性卷曲。一般以每厘米的卷曲数来表示羊毛卷曲程度,称为卷曲度。卷曲是羊毛的重要工艺特征,与毛被形态、纤维线密度、弹性、抱合力和缩绒性等都有一定关系。羊毛卷曲排列越整齐,越能使毛被形成紧密的毛丛结构,可以更好地预防外来杂质和气候的影响。羊毛的卷曲度越高,其品质越好。

4.缩绒性 缩绒性是指羊毛在湿热条件及化学试剂作用下,经机械外力反复挤压,纤维集合体逐渐收缩紧密,并相互穿插纠缠、交编毡化的特性。定向摩擦效应、卷曲、柔软性和弹性是羊毛缩绒的内在原因,温湿度、化学试剂和外力作用是促使羊毛缩绒的外部因素。因此,羊毛的缩绒性是纤维各项性能的综合反映。缩绒可使毛织物紧密厚实,坚固耐用,提高织物的外观特征。但缩绒也会使毛织物在穿着过程中容易产生尺寸收缩和变形。因此,一些精纺毛织物和针织物需对羊毛进行防缩处理。

5.强力 由于羊毛分子排列较稀疏,结晶度较小,取向度不高,因此强度比棉纤维低;但羊毛纤维比棉纤维长,表面覆有鳞片,呈天然扭曲,有利于纺纱时纤维间的抱合,从而增加纱线的强度。潮湿状态下羊毛纤维强力会下降。

6.弹性 羊毛纤维的天然卷曲使其具有良好的弹性及变形恢复能力。同时,羊毛纤维断裂伸长率大,初始模量低,拉伸变形能力大,因此,虽然其强力较低,但其耐用性优于其他天然纤维,羊毛织物能长期保持挺括、不皱的外观,保形性好。

7.可塑性 羊毛纤维的可塑性能较好。在100℃的沸水或蒸汽中,羊毛纤维会逐渐膨胀、发软、失去弹性,这时如果使用压力使其变形并迅速冷却,形状会稳定下来,称为羊毛的热定型。因此,经高温处理的毛织物服装,长期穿着,不易发生皱褶或变形。

8.吸湿性 羊毛纤维的吸湿性在常用纺织纤维中最好,公定回潮率下可达15%左右。在湿润的空气中,羊毛的吸湿性可高达30%以上,而手感并不觉得潮湿。这是由于羊毛是一种多孔性纤维,在毛细管的作用下,水分很容易被吸进纤维的孔隙中或吸附在纤维的表面。

9.保暖性 羊毛纤维有温暖的手感,保暖性能优于其他纤维。原因在于两方面:一方面羊毛纤维本身是热的不良导体,导热系数较小;另一方面羊毛纤维呈卷曲状,可使纱线蓬松,将空气包含在纤维的空隙间而形成隔离层。因此,经过缩绒和起毛整理的粗纺毛织物是冬季的理想面料,同时,羊毛也是理想的内衣材料,舒适而保暖。

(四)化学性能

1.耐热性 羊毛纤维抵抗热的能力较一般纤维差,在整烫羊毛制品时不能干烫,应喷水湿烫或垫上湿布进行熨烫。熨烫温度一般在160~180℃。

2.耐酸性 由于羊毛纤维由蛋白质分子构成,因此它对酸性有较好的稳定性和抵抗性。羊毛纤维可以吸收有机酸或无机酸,并与内部的蛋白质相结合而质量不受影响。所以羊毛染色往往采用酸性染料,在生产过程中,也常用酸来处理夹杂在羊毛中的植物纤维杂质。

3.耐碱性 羊毛纤维对碱的抵抗力较差。碱对羊毛角质有很大的破坏作用,随着碱的浓度增加,温度升高,处理时间延长,羊毛损伤程度加剧。由于碱对羊毛有腐蚀作用,因此毛料服装在洗涤时应选择中性洗涤剂。

4.耐光性 羊毛纤维与棉纤维一样不耐日晒,日照时间长,则纤维会发黄,同时强力和弹性会有所下降,因此晾晒毛织物服装应在阴凉通风处。

5.生物性能 羊毛纤维的蛋白质成分使其易受虫蛀,也易霉变、发黄而被破坏,因此保管时须注意防蛀。