郭鹏飞,朱亚伟,2
(1.苏州大学 现代丝绸国家重点实验室,江苏 苏州215123;2.苏州大学 纺织与服装工程学院,江苏 苏州215021)
我国是兔毛产量大国,年产量占世界总产量的90%以上[1],且绝大部分出口,是典型的外向型产业。我国兔毛产品出口以毛条或分梳毛为主,兔毛的深加工技术比较薄弱。因此,我国兔毛产业体系对市场经济的抗风险能力较低,其价格一直与世界经济大环境紧密相连,自上世纪80年代开始,每次世界经济的波动总能非常明显的反映在兔毛的价格上[2]。为了促进兔毛深加工技术的发展,我国大量科研院校及企业对兔毛的纺织加工技术进行了大量的研究,同时也引进了许多新设备[3]。由于兔毛纤维具有轻、柔、滑、暖、美的特点,且兔毛织物华贵大方、风格别致,兔毛纤维在纺织产品中得到大量应用,成为了服装产品的重要组成部分,也是当今服装产业发展的趋势。设备和工艺的发展为兔毛在毛纺中的广泛应用给予了技术支持。
市场经济对于工业产品的要求是“差别化”,单一的产品对于产业的发展是不利的。由于兔毛制品在服用过程中存在严重的掉毛问题,兔毛纺织品主要以“粗纺、针织、兔毛低比例”为主[4]。兔毛的掉毛主要是兔毛的表面结构光滑、卷曲度小、抱合力差引起的[5];通过分梳从兔毛中提取的兔绒粗细离散小,可纺性能优良,能真正体现其服用性能优点,因此,兔绒产品的开发才能真正提高兔毛在纺织原料中的地位。兔绒在纺织原料中属于高级原料,在加工过程中要更加注重其品种和质量,做成高质、高档、高价的产品。在人们追求贴近大自然的潮流下,应在保有兔绒优良品质的前提下开发纯兔绒产品,不轻易加入化学合成纤维,防止降低产品品质与定位。兔绒不是新型纤维,但纯兔绒产品却是新产品,因此对纯兔绒纺织品的开发将是兔毛纺织品开发的趋势。
兔绒主要通过兔毛加工梳绒设备分梳兔毛获得。兔毛分为手拔兔毛与刀剪毛,手拔兔毛的优点是毛型粗、毛质好、毛绒分离较好,但对长毛兔子的损害较大,死亡率较高。机梳兔绒是对兔毛先经人工分拣,再通过机械梳理,使兔毛的粗细分开、长短分开,得到兔绒[6]。国内兔毛分梳加工技术水平较落后,兔毛梳绒加工设备都是由F181、F186和丰田等型号梳棉机改造而成。要达到含粗小于0.12%,细度小于14μm,细度离散小于20%,平均长度大于40mm,20mm以下含短小于10%的兔绒指标,需经过8~10遍的反复梳理,出绒率一般在20%左右。企业为提高出绒率,一般从毛渣中再提取兔绒,这样的梳理方法,不仅效益低,而且损伤兔绒的长度及表面结构[7]。这给后道的纺纱和成衣织造工序带来困难,同时会导致兔绒纺织制品在使用中掉毛量的增加。
梳绒技术创新是提高兔绒质量的保障,梳绒环境的改善和机梳设备的改进是提高兔绒质量的前提。梳绒环境的改善主要是对梳绒车间的湿度、温度和通风进行改进,合理的温湿度,能让兔绒在梳理过程中自然吸湿、均匀回潮,在梳理过程中不出现扶齿,减少对纤维的损伤。机梳设备改进主要是改造梳绒设备,使气流分梳与齿辊梳理相结合,开发集尘器、除粗回收机,结合罗拉预梳理的联合梳理机,提高梳绒设备的分梳效率,减少梳理过程中对兔绒的损伤[3]。如宁波市镇海德信兔绒加工厂,代表着国内兔绒梳理的较高水平,对兔毛经4~6遍分梳,兔绒质量优于国家标准即细度13~14μm,细度离散25%~30%,平均长度≥40mm,20mm以下含短≤8%,15mm以下含短≤3%,含粗率0.1%。
分梳加工设备及工艺的发展,为兔绒纤维纺制高支纱提供了优质的原料,从而使性能优良的兔绒纺织原料在加工精纺针织服装领域得到了更加广泛的应用。粗梳毛纺只适宜加工较低支数兔毛纱,而纯兔绒高支纱线以走锭纺纱为主,设备多是利用棉纺及毛纺设备进行改装结合,且以棉纺设备为主,如FA306A、JWF1312等[4]。虽然经过改造,仍未脱离棉纺加工的原理及部件。生产工艺较长,一般为制条→混条→头针→二针→三针→头并→二并→(三并)→粗纱→细纱,在生产过程中并条速度慢、易断条,纺纱时飞花多。对于精纺纯兔绒高支纱线短流程加工工艺,国内已有专利及设备,但并未广泛的应用于工业化生产。如广东昊天公司开发的短流程纯兔毛纺纱工艺,从原材料到纱线经过4道工序,即梳毛→无牵伸并条→粗纱→细纱,就能纺制出线密度达16tex,且条干、均匀度及强力均符合国家标准的纱线[3]。在纯兔绒纺纱过程中,由于兔绒本身的性质,易产生静电及滑脱,因此和毛油及抗静电剂等助剂的添加非常关键,对后道减少飞毛,降低细纱断头,改善条干均匀光洁,都有很大的影响。兔绒容易损耗,在和毛时应适当增加兔毛的量,但提高兔绒的成纱率也是在优化纺纱工艺时需要注意的[8]。纺纱车间环境对纯兔绒纱线的品质有很大影响,温度一般应为25℃左右,湿度在70%左右。有些工厂通过直接喷雾的方式来增加湿度,其缺点是增湿程度不易控制,且难以保持车间的恒温恒湿环境。采用远距离送风水循环空调系统,在不增加能耗的前提下,能实现“风在空中的接力”,改变了现有空调系统能源消耗大或循环风的远程输送极困难的技术缺陷,能实现车间恒温恒湿,温度可控在20~25℃,湿度可控在75%~85%,且已有标准车间示范[9]。
目前,精纺纯兔绒针织物的编织工艺类似于羊绒针织物的编织工艺,但是兔绒纤维与羊绒纤维本身特性差异较大。兔绒和羊绒相比,兔绒较细,有多孔性结构的髓腔层,这使得兔绒的刚度较大,特别是弯曲刚度,使得其断裂强力低,在编织过程中如果过多的承受弯曲扭转,容易造成兔绒的损伤断裂;兔绒纤维的卷曲数、卷曲率和卷曲回复率与羊绒相比均较小,弹性恢复较差,编织时张力与牵伸力应当适当减小[3]。兔绒制品的编织工艺应该在羊绒制品编织工艺的基础上进行有针对性的优化,选择更适合兔绒针织物生产的工艺路线,国内已有企业在做这方面的工作。纯兔绒纱线生产时为达到规定的细度及尽量减少兔绒掉毛的目的,纱线一般具有较高的捻度,这会对编织的成品造成影响。因此,在编织前可采用蒸纱工序来稳定纱线捻度,或者采用并线、合股编织,以减小捻度过高、捻度不均对成品的影响[10]。编织生产时,在保证成品质量和顺利生产的前提下,织机应采用较低机速。同时,织物的组织也很重要,因兔绒卷曲较少,鳞片张角较小,纤维之间抱合力较差,结构紧密的组织能够减轻兔绒的起毛掉毛现象。生产中应多采用纬平组织,少采用罗纹组织,也可采用集圈、复合、立体组织[3],另外应采用机号较高的织针和针板以获得合适的组织紧密度。
兔绒与羊绒同为蛋白质纤维,一般可选择相同的染料和染色工艺。因为兔绒细,强度低,在染色加工中应该尽量减少对纤维的损伤,采用低温染色工艺。可借鉴羊毛低温染色法,如超声波处理法、乙酰胺预处理法、尿素处理法、铵盐预处理法、低温染色助剂等方法[11];也可采用低温等离子改性处理、酶处理、阳离子改性处理等方法[12]。当然,兔绒与羊绒在化学性能与物理结构上的差异,会体现出兔绒纤维的染色更为困难,例如兔绒自然光泽较好,纤维表面蜡质较多,染料的上染率较低,染色时要选择好合适的助剂和染色工艺,才能使纤维染色均匀,颜色鲜艳,提高染料的上染率;同时又保持纤维天然的光泽与手感。同样染色条件下,兔绒染色纤维的表观色泽比羊绒浅,更容易达到染色饱和值,因此,高染色牢度要求的深色染色仍比较困难,是今后研究的方向。从染色形式上讲,兔绒的染色可以分为纤维染色、毛条染色、绞纱染色、筒子纱染色和成衣染色[11]。散纤维染色应考虑兔绒的特性,因吸湿比较好,应适当增加浴比;因兔毛比较细,装缸时不宜压得太紧,染液流量应符合匀染的要求;毛条染色和绞纱染色可以参照羊绒的染色工艺,但也要根据兔绒的特性来调整工艺;成衣染色时,由于门襟、领口等连接处要比其它部位厚且密度大,应该特别注意染液的pH值、染液的温度控制和助剂的使用[3]。染色前的预处理也很重要,市场所售兔毛的毛油脂含量较高,选择合适的表面活性剂,对提高染色质量是极为重要的。
兔绒纤维有优良的特性,但是兔绒单纤维强力低、比重轻、表面光滑摩擦系数小、卷曲少、抱合力差、织物易掉毛等原因,严重地制约了其在纺织服装领域的应用[5],这也是兔毛织物近年来一直在低位发展的重要原因。为了解决这一问题,从20世纪80年代起,我国科研院校和企业对兔毛的性能和产品进行了大量的研究[13]。研究主要集中在对兔毛纤维的改性方面,是通过物理或化学方法改性兔毛,增加兔毛的摩擦系数、卷曲数和抱合力。如对兔毛进行DCCA剥鳞处理[14]、蛋白酶改性处理[15]、醋酸蒸汽处理和丝胶壳聚糖接枝改性[16]等。这些处理方法对增加兔毛的摩擦系数、抱合力和可纺性都起到了一定的作用,但是未能解决兔毛织物易掉毛、服用性差的现状。在兔绒织物的整理技术方面,广东昊天公司做得比较突出,已推出纯兔绒高支纱针织衫服装,但其产品仍有待改进[3]。
精纺纯兔绒针织物的整理技术都是围绕减少掉毛的问题展开的,关于掉毛的真实原因目前还缺乏实验的证据,有认为兔毛织物掉毛是在穿着过程中滑脱和断裂引起的,有认为是表面光滑、卷曲度小、抱合力差造成的。
近20年来,兔毛产业一直在低位发展,虽然我国有着丰富的兔毛资源,但是兔毛兔绒的深加工及产品开发并没有做好,没有充分体现其在纺织产业中应有的地位,兔毛纺织产业的做大做强需要从原料、纺织加工、染整加工等各个领域共同努力。兔绒是优良的、生态的纺织原料,在外观与舒适性方面可以媲美羊绒制品,其价格仅为山羊绒的三分之一,兔绒生产相比羊绒更为生态,随着纯兔绒精纺工艺、高染色牢度的染色技术、防掉毛的整理技术及差别化功能整理技术的发展,精纺纯兔绒针织品定会有十分广阔的市场前景。
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