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17第三章麻纖維壹、前言麻纖維可能是人類最先使用的紡織原料，初以之編製繩索、網具等輔助行獵用具，後來演進成編組織物作生活應用‧各地考古發現的遺跡、木乃伊包裹布屢檢驗出亞麻、苧麻等成分可資證明‧有趣的是，當西半球應用亞麻編製繩索、織物時，東半球則習以苧麻為紡織原料，亞麻反而多取其種子榨油‧黃麻在歐洲幾次戰爭期間，由於俄羅斯亞麻等原料供應中斷，改由印度與鄰近國家輸入製作繩具、包裝袋等而消費量大增，1950年代產量甚至達到亞麻的兩倍以上‧當人造纖維出現且大行其道時，麻纖維則由於製纖流程緩慢複雜、纖維粗硬不適紡織而逐漸式微，近些年只有零星應用亞麻於講求個性化流行織物方面‧麻纖維種類眾多，依取用植物部位的不同，約可分為(1)韌皮纖維(取自植物莖幹部位)：包括亞麻、苧麻、黃麻、大麻等；(2)葉脈纖維(取自植物葉脈部位)：包括馬尼拉麻、紐西蘭麻、瓊麻等兩種‧近些年亞麻的產量似乎超過其他麻纖維，其各國生產數量如表1，2000年俄羅斯產量仍然最高、法國次之，中國大陸逐漸增產，唯全球產量仍呈下降的趨勢，尤其近十年之間大幅萎縮6成，可見麻纖維在紡織原料的地位是每況愈下‧表1全球亞麻纖維產量統計單位：千噸地區1950年1990年2000年俄羅斯610470120德國/波蘭/捷克49195比利時21119法國282070荷蘭1565義大利520-愛爾蘭214-羅馬尼亞-8-埃及2119中國/韓國/日本41045斯堪地那維亞半島-6-其他6462總計802660265不過，面對全球生態保育認知的快速成長與主要有機化學資源(碳、天然氣、石油等)的逐漸耗盡，未來在紡織品與非紡織品應用的聚合物可能趨向於以植物(纖維、木材、其他木漿)為原料，經由藻類與菌類的作用，利用CO2直接合成聚合物，亞麻具有能在污染的土壤上種植成長，提供非食用目的的精緻農作物與未來植物聚合原料，種子可用於18工業用油，堪稱是完美的天然纖維，故許多國家正積極研究發展中‧貳、韌皮纖維：取自植物莖幹部位的纖維‧以亞麻為例，說明如下：亞麻(FlaxorLinen)、又名胡麻或癯(ㄑㄩˊ)麻，學名LinumUsitatssimum，屬亞麻科植物，為一年生草木植物‧種植亞麻之目的有二：1.採集纖維作紡織原料，種植要密，植物轉黃前，種子未完全發育時即須採收‧2.以其種子榨取亞麻仁油(LinseedOi1)，待種子完全成熟時才行採收‧(一)種植與採收亞麻之播種期依氣候而異，通常以三至五月為宜，但亦有在六至八月者‧台灣地處亞熱帶，播種適期在十月下旬至十一月中旬‧播種前後灌水使士壤吸濕，將種子均勻撒播於田地，生育初期最需水分，播種後一個月內應常灌水，保持土壤潮濕‧以後每隔一至二星期灌溉一次，避免土壤龜裂‧開花盛期以後不再灌水，使土壞乾燥促進成熟‧播種三個月後亞麻高二至四呎，莖粗1.5~2.0mm，葉如劍形，花生莖端，開藍花者纖維較細，白花者纖維較粗，強度亦大‧約110天左右，綠色之莖漸變為棕色，全株朔果三分之二呈褐色，三分之一為黃色時，最適宜收穫‧太遲會使纖維之光澤和柔軟性減退‧採收時以雙手握緊麻株梢部，用力拔出整株‧不可用刀砍割，以免亞麻莖內之汁液流失，影響纖維之品質‧拔出後將附著於根部之泥土打落，攤開晒乾二、三天，並翻轉一、二次使其平均乾燥，以脫殼機脫朔和葉子，再把麻莖綁成直徑二十公分之小把，根部樁打整齊，堆積二、三星期，至麻莖變枇杷色為佳，再檢同品質小把捆成淨重三十公斤的大捆‧亞麻依其莖長、細度、色澤、根狀、熟度及調製情形分為六等‧莖長係指子葉痕至分枝點之長度‧細度為三公分寬內所能排下之亞麻枝數‧各級品說明如下：1.特等品：莖長七十五公分以上，細度二十二枝以上，顏色為枇杷色，根直而細小，收穫適期且調製成小把而根部樁打特齊者‧2.一等品：莖長七十公分以上，細度二十一枝以上‧其他條件如特等品者‧3.二等品：莖長六十五公分以上，細度二十枝以上，呈枇杷色，根部可稍彎，但仍需細小，收穫適期，且調製成小把而根部樁打尚齊‧4.三等品：莖長六十公分以上，細度十八枝以上，而其他條件如二等品者‧5.四等品：莖長五十四公分以上，細度十六枝以上，色澤為枇杷色，根部稍彎而粗大，收穫近適期，根部調製成小把而樁打不整齊者6.五等品：莖長四十八公分以上，細度十四枝以上，色澤欠佳，根部稍彎而粗大，植物未成熟或過度成熟，根部調製成小把而樁打不齊‧(二)製麻(Decortication)：其過程如下亞麻原莖→精練→乾燥→倉儲→碎莖→製纖→19正線一等粗線→再製→除塵機→迴切機→短線二等粗線製成短線後即可供紡織之用，其主要者為精練及製纖，分述如下：1.精練工程(Retting)：亦稱爛化工程，在除去纖維內膠質樹脂，使纖維與麻莖易於分離‧可用鹼液處理，或不施精練工程，而逕用機械剝取，較為簡便‧一般尚須將纖維內部之膠質樹脂變為潤滑油脂，以增進纖維之彈性、柔軟度與光澤‧亞麻纖維中除含有純纖維素外，並含有微量之膠質及礦物質，使短纖維能黏成長纖維，以利紡績工作‧亞麻施以精練可使麻變輕易碎，但精練過度將損及纖維強度，不足則膠質不能除盡，紡紗時易起毛羽‧精練工程分為天然精練及人工精練兩種：(1)天然精練(NaturalRetting)：可分浸水精練和草地精練二種浸水精練又分河水精練與池塘精練二種‧河水精練係用流動之水，又稱為活水精練(RuningRetting)，乃將裝麻之箱浸入河川之水施以精練，浸水時間視季節、溫度、氣候而異，約需5~15日，採用此法，當麻莖出水後，切忌陰雨，引致再發酵而使纖維受損‧此法可製出色呈青白且強度亦大的優良亞麻織維，發酵過程亦容易控制‧比利時李河(Lys)流域之亞麻即屬此種精練法‧至於愛爾蘭人常用之池塘精練，係利用1~1.5公尺深度之溝渠或用水泥築成之池以行精練，又稱死水精練，製出之織維強度大，呈黑灰色‧(2)人工精練(ArtificalRetting)：可分發酵法、高溫法和化學法三種i.發酵法：利用Amylobacters的細菌產生發酵作用，在48~72小時期間，使纖維內樹膠變成可溶性棉膠質‧ii.高溫法：例如Parsy法將麻置於密閉之蒸鍋中，用150°C溫度之水浸漬約30分鐘，使棉膠質溶解於水，立刻傾出熱水，引入五氣壓之蒸汽約一小時‧iii.化學法：係使精練、碎莖及整絲工作同時完成‧以Lefebure法為例，係以化學及機器聯合應用，先以機械碎莖整絲，而後放入房內，以炭化曹達之蒸汽除膠，共約需時一日完成‧此法所用之化劑會損害織維之強度和色澤‧2.製纖：以人工或碎麻器碎莖，使纖維與木質部分離，打麻又稱製纖，係將麻莖以機器擊打，而分離纖維與莖，梳理則是將纖維梳直，分別其長短，纖長12~20”者叫正麻，較短者稱屑麻，再經整理，按品質分等，打包出售‧(三)纖維性質1.微細結構：亞麻纖維在顯微鏡下顯示不少的隙縫，每隔一定距離有X狀節痕(Node)，此節痕與棉之天然撚曲相同，可使纖維抱合成紗‧亞麻由數個有膠質單細胞纖維膠合在一起而構成纖維‧若精練過度，膠質溶解，會變成細小之織維‧單細胞纖維呈透明管狀，由下端至尖端，次第縮小成圓錐狀‧管壁極厚，中為中空，叫做內腔(Lumen)，極為細小‧橫20斷面可能為多角形，橢圓形成不規則之形狀‧據Matthews氏之研究，單細胞纖維之細度約11至20µ，長度約0.43至1.49‧2.物理性質：(1)色澤：品質優良者常帶如絲的光澤，以黃白色為上品‧亞麻因其表面光滑不易沾污，細菌不能生長故宜做衛生材料‧(2)長度：一般在30~80公分之間，平均為50公分，粗麻則在30公分以下‧(3)強伸度：強力常受精練方法之影響而減退，惟一般較棉花、羊毛及黃麻均強，但較蠶絲及大麻為弱，延伸力則優於黃麻而亞於棉‧在標準狀況(70°F，RH=65%)時伸長率為1.5~2.3%，潮濕狀態下為2.0~2.3%‧亞麻之強度高於棉，標準狀態下為5.6~6.3g/d，潮濕時為5.8~6.6g/d‧耐久性亦佳‧(4)彈性：亞麻之彈性，在天然織維中，屬於最差的，所以折痕處容易破裂‧熨燙時需噴濕以防止之‧(5)遮覆性：比棉優良‧(6)光效應：不似棉花易受紫外光線所損，但長期曝於日光之下亦會受損(7)熱效應：能耐高溫，可加熱至300°F而不受損‧至392°F時開始分解，F475°F時變棕色而燃燒‧由於亞麻能將人體之熱散發出去，故為夏布之理想材料‧(8)吸濕性：吸水速度較棉花迅速，但吸量則較少，而乾燥時間，亦較棉為迅速‧故適宜做毛巾和手帕‧其最大吸水量為20%，法定含濕量為12%‧3.化學性質：亞麻的組成與棉相似，主要為纖維素，成分如右表：1.酸之反應：像棉一樣易受熱稀酸和冷濃酸之害‧2.鹼之反應：對於沸碱液，漂白粉液及其他氧化劑之抵抗力甚小‧較稀溶液與較長之時間處理可減損‧在稀薄碱液中，如與空氣接觸而沸熱，與棉同樣有害，但因鹼能轉化膠質，成為可溶性，故亞麻之精練仍用鹼劑‧亞麻在張力狀態下，用濃苛性液處理，如棉一般，可促進其光澤，同時發生膨脹及收縮之現象‧3.清潔性和洗潔性：亞麻纖維洗滌易，去污快‧而且洗滌次數愈多，愈柔軟‧因為可煮沸消毒，故可做外科手術用之紗布及繃帶‧4.漂白性：不像棉花那樣容易沾污，但漂白色也較困難，用次氯酸納漂白時會損其強度‧5.親染性：親染性比蠶絲和羊毛小，可用直接染料、甕染料、納富妥染料染色‧6.抗汗性：酸汗會腐蝕亞麻，使其強度降低，故穿著後必需加以洗滌‧7.抗蠹性和抗霉性：均會受其害‧亞麻因具有以上之性質，故適宜做夏布、衛生材料、領帶、桌巾、手帕、毛巾、帳幕、帆布、機翼布、枕套、被單、帽子、衣領、襯衫等多項用途‧參、葉脈纖維：取自植物葉脈部位的纖維‧以馬尼拉麻為例，說明如下：成分百分比%水份8.7~10.7水溶成份3.7~6脂肪及臘2.4~3.4纖維素71~83灰分0.7~1.3膠質2.7~9.421馬尼拉麻屬芭蕉科(Musaceae)芭蕉族(Musa)‧為草木植物，原產於菲律賓群島，他們稱之為abaca.‧莖幹高達3.5~6.5m，由莖葉所成之莖幹粗l/3m‧馬尼拉麻之種植法有二，一為插種法，一為吸根法，以使用後者居多‧栽種後之收割時期因地而異，第一次約在二十個月至三年之間，其後每六至八個月可收穫一次，每株莖幹可得10~30莖葉‧收獲期以紫色花苞落至地面為適，用刀在接近地面處將葉柄割下，置於木刀間拉刮之，剝去葉柄之外皮，除去柔軟組織，晒乾後打散，即得所需之織維，分級打包‧其纖維分三類：l.Bandra：由外層之莖葉所得之粗硬纖維‧2.Lupis：由中層之莖葉所得之纖維‧3.Tupoz：由內層之莖葉所得之弱織維‧馬尼拉麻由單細胞纖維組成纖維束，用沸鹼液處理纖維束可分離成單細胞纖維，纖維之直徑非常的均勻，內腔與細胞壁顯得非常的大，其橫斷面之紋跡非常的少，尖端常呈帶狀，單細胞纖維之直徑在14至50µ，長度0.1~0.5，纖維束長2~5公尺，其單纖維具有橢圓形或圓形之大內腔，及較薄的細胞壁‧纖維束中有珪質(Stegmata)，特異的鎖狀結構如右圖‧馬尼拉麻富光澤呈淡黃色，質佳者可與蠶絲或棉混織或編為草帽，粗雜之纖維則用於地毯、繩索等‧物理性質是強度大而缺乏可撓性及延伸性，因其質輕、強力大、耐氣候性佳，適宜作長距離的傳導用繩‧與同直徑的大麻、瓊麻相較強1.2倍，重量卻輕30%‧馬尼拉麻亦含有木質素，在硫酸苯胺中呈黃色，在碘與硫酸中由黃色變為綠色，在Schweitzer試劑中呈藍色而膨潤‧習題：1.早期東西半球應用麻纖維有何不同？2.麻纖維的未來發展趨勢如何？3.種植亞麻之目的？4.亞麻莖如何分等級？又分為哪幾等級？5.製麻的過程為何？6.天然精練製麻的方法有幾種？並比較其優劣點‧7.亞麻的微細結構有何特徵？8.簡述亞麻的物理性質‧9.簡述亞麻的化學性質‧2210.馬尼拉麻收成後的分級情形？11.簡述馬尼拉麻的物理化學性質‧參考資料1.Matthews’TextileFiberssixtheditionbyH.R.MAUERSBERGER逢甲書局出版19692.紡織原料學吳義政著五洲出版社經銷民80.103.新纖維材料入門宮本武明本達宮也原著中國紡織工業研究中心編譯民86.104.亞麻纖維最新的製品發展趨勢劉榮