理论教育 动物毛纤维的独特特性与应用解析

动物毛纤维的独特特性与应用解析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:动物毛纤维为天然蛋白质纤维,包括绵羊毛、山羊绒(开司米)、骆驼毛(绒)、牦牛毛(绒)、马海毛等。潮湿状态下羊毛纤维强度会下降。羊毛纤维具有独特的缩绒性。羊毛鳞片的方向性、羊毛纤维的波状卷曲和柔软性及弹性是产生缩绒现象的原因。粗纺毛织物通常利用羊毛纤维的这一特性进行缩绒处理,使绒面紧密、丰厚,提高保暖效果。羊毛纤维的可塑性能较好。

动物毛纤维的独特特性与应用解析

动物毛纤维为天然蛋白质纤维,包括绵羊毛、山羊绒(开司米)、骆驼毛(绒)、牦牛毛(绒)、马海毛等。天然毛纤维服装面料中用得最多的是绵羊毛,其次为山羊绒。羊毛狭义上专指绵羊毛。

(一)羊毛

1.产地与种类

羊毛产地遍布世界各国,澳大利亚、新西兰、阿根廷、南非和中国都是世界上的主要产毛国。新疆、内蒙古、青海等地是我国羊毛的主要产区。其中澳大利亚的美利奴羊是世界上品质最优良、产毛量最高的羊种。新西兰羊毛是绒线和针织物的主要原料。

羊毛按细度和长度分成细羊毛、半细羊毛、长羊毛、杂交种毛、粗羊毛等类型,其中以细羊毛——澳洲的美利奴羊毛最细(直径小于25μm),质量最好。细羊毛毛质均匀,手感柔软而有弹性,光泽柔和,毛丛长度50~120mm,卷曲密而均匀,纺纱性能优良。

2.结构与形态

羊毛纤维是天然蛋白质纤维,由多种α-氨基酸缩聚而成。羊毛分子排列较稀疏,结晶度较小,取向度不高,因此强度不高,但延伸性较好,羊毛优良的弹性也与其分子中含有硫元素有关,硫元素含量的多少决定了羊毛的硬度、弹性、稳定性等性能。一般含硫多的羊毛,弹性、耐晒性、硬度等较好。

羊毛是由许多细胞聚集构成,结构复杂,在显微镜下从径向观察,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;由毛干中心不透明的毛髓组成的髓质层。髓质层只存在于较粗的纤维中,细羊毛无髓质层。图1-7为细羊毛结构示意图。

图1-7 细羊毛结构图

(1)鳞片层:羊毛纤维的最外层是由许多扁平透明角质化的细胞组成,它们像鱼鳞片一样覆盖在纤维表面,根部附着于毛干(图1-8),梢部伸出毛干表面,并指向毛尖。鳞片层保护羊毛纤维内层免受外界影响,同时由于表面不光滑,增加了纤维之间的抱合力,增强了毛纱的坚韧性,使羊毛具有柔和的光泽。

图1-8 羊毛纤维的鳞片

(2)皮质层:皮质层位于鳞片层内,是羊毛纤维的主要组成部分,也是决定羊毛物理化学性质的基本物质。皮质层由许多细长、类似纺锤形的排列紧密的细胞组成,而其无定形区的大分子间的空隙比其他纤维多,贮藏较多不流动的空气,保暖性也好。皮质层可分为正皮质细胞和偏皮质细胞两类,它们的染色性、力学性能都不一样。由于这两种皮质细胞的分侧分布,使羊毛呈现卷曲的外形,如图1-9所示。

图1-9 羊毛的卷曲

(3)髓质层:髓质层位于羊毛纤维的最里层,是一种多孔性组织,由结构松散和充满空气的细胞组成。它与羊毛的柔软性及强度有关。含髓质层多的羊毛卷曲较少,脆而易断,不易染色。髓质层越少,羊毛越软,卷曲越多,越易缩绒,手感也越好。

在形态方面,羊毛根部粗、梢部细,表面覆盖着鳞片,沿纤维长度方向呈现卷曲;截面接近圆形,中部有毛髓(细绒毛没有毛髓)。

细度是决定羊毛品质好坏的重要指标,对成纱性质和加工工艺也有很大影响。表征羊毛的细度常用品质支数、平均直径或线密度。羊毛线密度一般为3.3~5.6dtex。羊毛越细,通常细度离散越小,相对强度高,卷曲度大,鳞片密,光泽柔和,脂汗含量高,但长度偏短。

羊毛长度一般为60~120mm。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。

羊毛沿长度方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。羊毛卷曲排列越整齐,卷曲度越高,品质越好。

3.性能

羊毛的天然色泽从奶油色到棕色,多为白色或乳白色,偶尔也有黑色。羊毛质轻。表面光泽随表面的鳞片多少而异,粗羊毛鳞片较稀,表面平滑,反光强;而细羊毛反光弱,光泽柔和。羊毛表面顺鳞片或逆鳞片方向的摩擦系数截然不同,称为定向摩擦效应。

羊毛纤维强度低,弹性模量小,但断裂伸长率可达25%~40%,因此拉伸变形能力很大,耐用性也优于其他天然纤维。潮湿状态下羊毛纤维强度会下降。在温度40~50℃的水中,羊毛纤维便会吸水膨胀,强度明显下降;随着水温持续升高,羊毛纤维最终会溶解。由于羊毛具有拉伸、弯曲、压缩弹性均很好的特点,致使羊毛织物能长期保持不皱、挺括。(www.daowen.com)

羊毛纤维的吸湿性在常用纺织纤维中最为突出,公定回潮率可达15%左右。在湿润的空气中,羊毛吸湿超过30%而不感觉潮湿,细羊毛最大吸湿能力可达40%以上。其原因在于羊毛分子含有较多亲水性基团,纤维内部的微隙可容纳较多的水分子以及具有疏水性的鳞片表层等。羊毛分子在染色时能与染料分子结合,染色牢固,色泽鲜艳。羊毛纤维的润湿热为112.6J/g(干纤维),在常用纤维中最大,羊毛织物的调节体温的能力较大。另外毛料服装在淋湿后,不像其他织物很快有湿冷感。用羊毛纤维织物制成的服装穿着舒适,较长时间穿着后也不易沾污,卫生性能好。

羊毛纤维具有独特的缩绒性。缩绒性是指羊毛纤维集合体在湿热条件和化学试剂的作用下,受到机械外力的挤压揉搓而黏合成毡绒的性质。羊毛鳞片的方向性、羊毛纤维的波状卷曲和柔软性及弹性是产生缩绒现象的原因。粗纺毛织物通常利用羊毛纤维的这一特性进行缩绒处理,使绒面紧密、丰厚,提高保暖效果。在使用时毛织物应避免产生缩绒现象,否则纤维纱线互相嵌合使纹路模糊影响外观,并使尺寸缩小而影响穿着性能。毛织物不宜机洗,应该干洗,或在水温较低情况下轻柔地手洗。市场上标有“机可洗”的羊毛内衣或外衣,通常经过破坏鳞片或填平鳞片的特殊加工处理,使羊毛不再具有缩绒性,因此可用洗衣机水洗。

羊毛纤维导热系数小,纤维又因卷曲而束缚静止空气,因此隔热保暖性好,尤其经过缩绒和起毛整理的粗纺毛织物是冬季服装的理想面料。羊毛也是理想的内衣材料,舒适而又保暖。由于不易传导热量,采用高捻度高支纱所织造的被称为“凉爽羊毛”的轻薄精纺毛织物也是夏季的高档服装用料。

羊毛耐热性不如棉纤维,较一般纤维差。在100~105℃的干热中,纤维内水分蒸干后,便开始泛黄、发硬;当温度升高到120~130℃时,羊毛纤维开始分解,并放出刺激性的气味,强度明显下降。在整烫羊毛织物时不能干烫,应喷水湿烫或垫上湿布进行熨烫。熨烫温度一般在

160~180℃。

羊毛纤维的可塑性能较好。羊毛纤维在一定温度、湿度、外力作用下,经过一定时间,形状会稳定下来,称为羊毛的热定形。定形的形状在特定温、湿度条件下,也可能改变。羊毛具有优良的弹性,服装的保形性好,经过热定形处理易形成所需要的服装造型。

羊毛耐酸而不耐碱,对氧化剂也很敏感。羊毛的耐酸性比丝、棉强,酸对羊毛一般不起作用或作用很小,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,因此羊毛染色往往采用酸性染料。羊毛纤维对碱的抵抗力较差,碱对羊毛有腐蚀作用。毛料服装在洗涤时选择中性洗涤剂。

羊毛纤维与棉纤维一样不耐日晒,日照时间长,纤维会发黄,强力会下降,因此晾晒毛织物服装应在阴凉通风处。羊毛纤维的基本成分是蛋白质,又具有良好的吸湿性,因此羊毛易受虫蛀,也易霉变、发黄而被破坏。在保管时应注意衣物干净,预先高温熨烫,并保持一定的干燥度,同时注意通风和防蛀。

4.用途

毛纤维织造的织物、绒线和各种针织物,适于制作各种内衣和外衣以及围巾手套等服饰。

(二)其他毛纤维1.山羊绒

山羊绒是紧贴山羊皮生长的浓密细软的绒毛。以开司米山羊所产的绒毛质量最好,又称开司米(Cashmere)。开司米山羊原生长在我国西藏及印度克什米尔地区一带的高原地区,为适应严寒气候,全身有粗长的外层毛被和细软的绒毛。绒毛纤维由鳞片层和皮质层组成,没有髓质层,平均长度为35~45mm,平均直径在14.5~16μm,比细羊毛还细。山羊绒的强伸度、弹性比羊毛好,具有细、轻、软、暖、滑等优良特性。由于一只山羊年产绒量只有100~200g,所以有“软黄金”之称。可用作粗纺或精纺高级服装原料,制成的羊绒衫、羊绒大衣呢、羊绒花呢等都是高档贵重的纺织品

2.马海毛

马海毛原产于土耳其安哥拉地区,又称安哥拉山羊毛。图1-10所示为安哥拉山羊。美国、南非、土耳其是其主要产地,我国宁夏也有少量生产。马海毛毛纤维粗长,卷曲少,为200~250mm长,直径为10~90μm,马海毛鳞片平阔,紧贴于毛干,很少重叠,使纤维表面光滑,光泽强。纤维卷曲少,纤维强度及回弹性较高,不易收缩、毡缩,易于洗涤。马海毛常与羊毛等纤维混纺用于大衣、羊毛衫、围巾、帽子等高档服饰。

图1-10 安哥拉山羊

3.兔毛

有普通兔毛和安哥拉兔毛两种,不同品种中以安哥拉长毛兔毛品质最好。兔毛由绒毛和粗毛所组成,绒毛平均直径一般在12~14μm,粗毛在48μm左右,长度多在25~45mm。具有轻、软、暖、吸湿性和保暖性好的特点,但强度低。由于鳞片少而光滑,抱合力差,织物容易掉毛。兔毛常与羊毛或其他纤维混纺制作羊毛衫等。

4.骆驼毛

骆驼毛由粗毛和绒毛组成,具有独特的驼色光泽,粗毛纤维构成外层保护毛被,称驼毛。细短纤维构成内层保暖毛被,称驼绒。我国的内蒙古、新疆、宁夏、青海等地是主要产区。驼毛多用作衬垫;驼绒的强度大,光泽好,御寒保温性能很好,适宜织制高档粗纺毛织物和针织物,用于制作高档服装。

5.牦牛毛

牦牛毛由绒毛和粗毛组成,绒毛细而柔软,平均直径约为20μm,长约30mm。光泽柔和,手感柔软、滑腻,弹性好,保暖性好,常与羊毛等纤维混纺织成针织物和大衣呢。粗毛略有毛髓,平均直径约70μm,长约110mm,外形平直,表面光滑,刚韧而有光泽。我国牦牛毛主要产于西藏和青海等地,可用作衬垫织物、帐篷毛毡等。用粗毛制成的黑炭衬是高档服装的辅料。

6.羊驼毛

羊驼毛粗细毛混杂,平均直径22~30μm,细毛长约50mm,粗毛长达200mm。羊驼毛属于骆驼类毛纤维,色泽为白色、棕色、淡黄褐色或黑色,比马海毛更细、更柔软,富有光泽,手感特别滑糯。强度和保暖性均远优于羊毛。羊驼属骆驼科,主要产于秘鲁、阿根廷等地,羊驼毛可用作大衣和羊毛衫等的原料。

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