第3章-毛纤维

第三章毛纤维第一节特种动物毛简介是指除了绵羊毛以外可以用于纺织的其他动物毛纤维，又称“稀有动物纤维”重要的特种动物毛有马海毛、山羊绒、骆驼毛、羊驼毛、骆马毛、原驼毛等主要和绵羊毛混用特种动物的毛发大多由粗刚毛和细绒毛混合生成，纺织工业通常仅利用其中的细绒毛。在采集或纺织初加工阶段须用手工或机械的分梳手段将细绒毛分离出来，再加工成各类产品一、特种动物毛的分类（一）山羊绒从山羊身上取得的绒毛,是品质极优的毛纤维即开司米，山羊绒是高档服饰原料，故在我国又被称为“软黄金”、“白色的金子”等有白绒、紫绒、青绒、红绒之分，以白绒最珍贵（二）马海毛安哥拉山羊毛，似蚕丝的山羊毛独具的类似蚕丝般的光泽，光滑的表面，柔软的手感色深且鲜艳，以白色为主，有少数的棕色与驼色不易毡缩，不易沾染灰尘夏季或冬季面料原料（三）安哥拉兔毛安哥拉兔即全耳毛兔是世界上最著名的毛用兔品种安哥拉兔毛颜色洁白,呈蓬松状，纤维细长柔软,粗毛少，保暖性强，回潮率高，具有轻细、滑软、美观、暖和等特点，是一种高级纺织原料。彩色长毛兔，全身统一色泽，有黑、黄、棕、灰等十余种颜色。毛细腻(被专家称为兔绒)、柔软，彩兔在美、英等发达国家作观赏动物饲养，全世界数量极少彩色长毛兔毛织品保暖性比羊、牛毛强三倍，对神经痛、风湿病有医疗保健作用（四）牦牛绒牦牛是国家一级保护动物主要分布在中国的青藏高原及其毗邻高山地区中国是世界牦牛数量最多的国家，约占世界牦牛总数的94%以上牦牛绒很细，直径小于35μm，长度为3.4~4.5cm，有不规则弯曲，鳞片呈环状紧密抱合，光泽柔和，弹性强，手感滑糯，牦牛绒比普通羊毛更加保暖柔软，可与山羊绒相媲美它是有色毛，限制了其产品花色，一般与羊毛混纺制成花呢、内衣裤、护肩、护腰、护膝、围巾等（五）骆驼绒简称驼绒，是双峰骆驼身上的细绒毛属于针织拉绒面料质地松软而富弹性，保暖性好，有延伸性，穿着时感到舒适合身是强起毛织物，拆洗时不宜用高温水烫刷颜色以白色质量最高（六）羊驼绒羊驼绒既羊驼绒毛(Alpacawool)羊驼产绒量达到87%-95%羊驼绒主产区分布于南美洲安第斯山脉一带及澳大利亚。羊绒具有低过敏性是空芯纤维，冬季保暖，夏季透气，是冬暖夏凉的好材料羊驼绒纤维细长，强力好，耐摩擦，不起球羊驼绒纤维色彩丰富、色泽鲜亮，有着较好的绝缘性及保湿性，并能有效抵御日光辐射，结合了羊绒和真丝的优点山羊马海毛羊长毛兔骆驼牦牛羊驼二、特种动物毛的结构与性能简介（一）特种动物毛（绒）的形态结构1.鳞片层包覆在毛干的外部，由角质化了的角蛋白细胞组成环状覆盖、瓦状覆盖、龟裂状是毛纤维独具的表面结构，鳞片层具有保护毛纤维的作用，可以避免羊毛受日光和化学药品的侵蚀，降低机械损伤赋予毛纤维摩擦性能、毡缩性、拒水性、吸湿性、染色性和化学可及性，光泽和手感2.皮质层是羊毛的主要组成部分，决定羊毛物理、化学性质主要由正、偏皮质细胞组成，对纤维卷曲形态有影响。正皮质结构疏松，偏皮质结构紧密。双侧结构和皮芯结构3.髓质层由结构松散和充满空气的角蛋白组成细毛无髓质，较粗毛中的髓质呈点状、线状、连续或不连续分布，如山羊绒和羊驼绒无髓质层由于细胞间相互连接的不牢固，因而羊毛纤维的髓质层越大，其强度、弹性、柔软性、着色性能就越差，纺织价值也相应地降低。（二）特种动物毛的性能1.细度、长度随动物品种、生长地域等条件不同而异决定纺纱的线密度、加工难易及产品的风格特征等细度μm长度mm卷曲个数个/cm卷曲率%山羊绒14~1730~404~511马海毛10~90100~1500.2~41.9~3兔粗毛30~10020~902~32.6兔细毛5~3020~902~32.6牦牛绒14~3526~603~410.7牦牛毛35~100100~4502~310骆驼绒14~405~1153~77.6羊驼绒10~358~120~4—2.摩擦性能和缩绒性能动物毛纤维表皮是鳞片层，鳞片根部附着于毛干，梢部按不同程度伸出表面，指向毛尖。由于鳞片存在，使逆鳞片方向的摩擦系数大于顺鳞片方向的摩擦系数，称为定向摩擦效应毛纤维或织物在湿热或化学试剂条件下，鳞片会张开，如同时加以反复摩擦挤压，由于定向摩擦效应，使纤维保持指根性运动，纤维纠缠按一定方向慢慢蠕动。羊毛纤维啮合成毡，羊毛织物收缩紧密，这一性质成为羊毛的缩绒性摩擦效应越大，毛纤维的缩绒性越好缩绒缩绒是羊毛衫后整理工艺中的一项主要内容缩绒的目的：使织物质地紧密，长度缩短，平方米重量及厚度增加，强力提高，弹性和保暖性增强；经过缩绒的羊毛衫其表面显露出一层绒毛，使外观优美，手感丰厚柔软，色泽柔和缩绒机理1．毛纤维的鳞片。鳞片越多，则越有利于缩绒。2．毛纤维的卷曲。当外力使毛纤维拉伸时，毛纤维会被拉直，外力去除后，毛纤维会恢复到卷曲状态，在这样的过程中相邻近的羊毛缠结在一起。3．毛纤维的弹性。毛纤维受到外力作用时产生变形，由于毛纤维良好的回弹性，当外力去除后，急弹性变形会迅速恢复，使纤维间产生相对运动4．鳞片层的胶化。在缩绒过程中，由于毛纤维浸泡在热的缩绒液中，使覆盖在纤维表面的鳞片尖端易于发生一定的胶化，在外力挤压下，纤维之间在胶化处可能产生局部的粘结，这有利于缩绒。3.光泽光泽与毛纤维表面鳞片层排列疏密程度、鳞片厚度和贴附毛干的状态有关4.吸湿性毛纤维从空气中吸收和放出水分的性质毛纤维的主要组成物质角蛋白中含有大量亲水基团毛纤维回潮率均在10%以上兔毛纤维含有大量髓腔，水蒸气分子易于渗透，吸湿性最好5.拉伸性能与抱合性兔毛纤维的强力最小，伸长率也最低，同时兔毛的摩擦因数小、卷曲少、纤维间抱合力差，因此其可纺性差、易掉毛6.天然卷曲第二节绵羊毛的种类及质量特征一、按产毛区分国产羊毛：绵羊毛和山羊毛两类。基本特点：净毛率差异大；长度差异大；羊毛品质差异大。国外羊毛澳大利亚毛（30%）：品质支数多为64~70支；卷曲多、卷曲形态正常，手感弹性较好，毛丛长度较整齐（7.5~8cm），含油率多，杂质少，洗净率较高新西兰毛：品质支数多为36~58支；毛丛长度长（12~20cm），强力和光泽好，含杂少，净毛率高。是毛线和工业用呢的理想原料。南美毛：长度和细度的离散系数偏高，疵点毛较多，草刺多南非毛：质量较澳洲毛差。毛丛长度7.5~8.5cm，细度较均匀，手感好，强力较差，含杂较多，洗净率低，洗净毛色洁白二、按纤维组织结构分细绒毛：直径30μm以下，一般无毛髓，卷曲多粗绒毛：直径30~52μm，一般无毛髓，卷曲较细绒毛少粗毛：直径52.5~75μm，卷曲很少两型毛：一根毛纤维有显著的粗细不匀，兼有绒毛和粗毛的特征，有断续的髓质层发毛：直径大于75μm，有髓质层，无卷曲腔毛：国产绵羊毛中，髓腔长50μm及以上，髓腔宽为直径的1/3及以上的毛纤维。粗毛、发毛、腔毛统称为粗腔毛。死毛：除鳞片层外，几乎全是髓质层。色泽呆白，纤维粗而脆弱易断，无纺织价值。三、按纤维类型分同质毛：羊体各毛丛由同一类型毛纤维组成。即纤维的细度、长度基本一致细毛：品质支数为60支及以上，平均直径25μm以下半细毛：品质支数在46~58支，平均直径25.1~37μm粗长毛：品质支数在46支以下，平均直径63μm以上，长度10cm以上异质毛：羊体的各毛丛由两种及以上类型毛纤维组成，即同时含有细毛、两型毛、粗毛、死毛等。四、按剪毛季节分春毛伏毛秋毛五、其他分类有髓毛，如两型毛、粗毛、腔毛、死毛无髓毛，如细羊毛支数毛：按品质支数分类的毛，属同质毛级数毛：按粗腔毛含量进行分级的毛，属异质毛彩色羊毛：给绵羊饲喂不同的微量金属元素，能够改变绵羊的毛色剥鳞羊毛：剥除了鳞片的羊毛剥鳞羊毛国内一般是将羊毛需要先经蛋白酶处理，破坏、剥去羊毛表层的毛鳞片，减少羊毛的顺向与逆向运动时摩擦系数的差异。处理后的羊毛具有线光泽和手感，俗称为丝光羊毛。国外有些处理工艺:将绵羊毛在热蒸汽里蒸透,并拉长30%~50%,然后用冷水冷却定型后,拉长拉细的绵羊毛称为丝光羊毛。丝光处理过的羊毛线，可以纯羊毛纺织，也可混纺。主要特性是防缩水、可机洗、抗起球。第三节绵羊毛的形成与结构一、羊毛的形成羊毛的热定形羊毛纤维在一定温度、湿度、外力作用下，经过一段时间，会使其形状稳定下来定形机理：毛纤维在外力作用下受到拉伸α螺旋区中的纵向氢键断裂，并在伸展了的β链上形成新的氢键。在大分子之间交联的二硫键、盐式键和氢键等也产生了拆散与重建。外力去除后，分子间重新建立的化学键使变形得以保持。二、羊毛纤维的结构（一）毛丛纤维的形态（一定程度上可以判断羊毛品质的好坏）羊毛毛丛：取自含脂毛的、作为一个整体的、轮廓分明的纤维束（导向毛+簇生毛）分为平顶毛丛和尖顶毛丛三、羊毛纤维的形态结构纵面形态：天然卷曲，鳞片覆盖截面形态：越细越圆（三）羊毛纤维的组织结构由鳞片层、皮质层、髓质层组成，细羊毛无髓质1.羊毛的鳞片层结构占羊毛总量的10%左右，是羊毛改性的主要对象羊毛越细，鳞片越多，重叠覆盖的部分越长，鳞片多呈环状。羊毛越粗，鳞片越少，重叠覆盖的长度越短，鳞片多呈瓦楞状和鱼鳞状，相互重叠覆盖。由鳞片表层、鳞片外层、鳞片内层组成。其中鳞片表层主要成分是蛋白质，对化学作用稳定，是工艺上某些分子扩散的障碍，如染料分子鳞片的形态和排列密度，对羊毛的光泽和表面性质有很大影响。由于鳞片层向外撑开并突出，若增加纤维之间的摩擦力，便相互牵制产生毡缩作用，在湿热条件下抱合力加强。鳞片结构坚韧，使羊毛具有抗摩损性和及抗污染性。2.羊毛纤维的皮质层结构皮质层是羊毛纤维的主要组成部分，由蛋白质细胞组成，其组成物质叫做角朊或角蛋白质。主要决定羊毛纤维物理、机械和化学性质分为正皮质层和偏皮质层两种。在卷曲波外侧的称为正皮质细胞，内侧的称为偏皮质细胞。正皮质层比偏皮质层含硫量低，因此化学性质较活泼，易于染色，吸湿性较大。而副皮质层则相反。在优良品种的细羊毛中，两种皮质层细胞分别聚集在毛干的两半边，并沿纤维轴向互相缠绕，称为双边异构现象。3.羊毛纤维的髓质层结构髓质层在羊毛纤维的中心部分，由结构松散和充满空气的角朊细胞组成一般细羊毛无髓质层，较粗的羊毛有不同程度的髓质层。髓质越多，羊毛外形越平直而粗硬，品质越差。含有大量髓质层的羊毛，性脆易断，卷曲少，干瘪的称为死毛。有些羊毛中有不连续的毛髓，一根纤维上同时有细毛和粗毛的特性，这样的羊毛称为两型毛。第四节绵羊毛的性能与检验一、细度（一）羊毛的细度指标羊毛用直径（以及离散指标）表达粗细。羊毛纤维愈粗，粗细波动和变化范围愈大。主要有：直接指标：平均直径、直径均方差、直径变异系数、粗腔毛率间接指标：特克斯、旦尼尔、公制支数等均可使用历史沿用指标：品质支数羊毛细度的测量方法主要有：显微镜投影法气流仪法电子式测量仪法（光电式计算机图像法，激光式细度仪）（二）羊毛纤维细度与其他性质的关系1.羊毛纤维细度与纤维自身其他性质的关系羊毛越细，细度越均匀，相对强度越高，卷曲越多，鳞片越密，光泽越柔和，脂汗含量越高。但纤维长度越短，缩绒性也越好。2.羊毛纤维细度与纺纱特数的关系羊毛的纺纱性能，主要取决于羊毛细度在其他条件相同的情况下，纤维细度小，成纱强度大；纤维细度小且细度均匀时，成纱条干较均匀。3.羊毛纤维的细度与产品性能的关系二、长度分为自然长度和伸直长度自然长度：又称毛丛长度，指在羊毛自然卷曲的状态下，两端间的直线距离伸直长度：羊毛消除卷曲以后的长度细羊毛的伸直长度比自然长度长约20%，半细羊毛的伸直长度比自然长度长约10%~20%三、测量方法与长度指标表示毛纤维长度的指标主要有：毛丛长度（商业、畜牧控制羊品种质量）平均长度C.主体长度D.短毛率E.长度均方差F.长度变异系数测试毛纤维长度的方法主要有：手工法：测毛丛长度，用1mm刻度的不锈钢尺子，测量一定数量的毛丛（国毛100束，外毛300束）。——自然长度梳片式羊毛长度仪：采用梳片架对羊毛分组称重，测得系列指标。——伸直长度全