微悬浮体脱色有色山羊绒纤维性能研究

文/白旭辉 冷瑜

1 引言

山羊绒被称为“软黄金”，是一种非常昂贵又珍稀的纺织材料，它具有细、轻、柔软、顺滑、保暖性好等优良特性，制成的羊绒衫、羊绒围巾、羊绒大衣等高档贵重纺织品深受消费者喜爱。山羊绒根据天然色泽可分为白绒、青绒、紫绒，其中白绒因其用途广泛，易于染制目标颜色而应用价值最高。但是白绒产量有限，高品质的白绒更是稀少，因此企业为降低成本，将青绒、紫绒进行脱色处理，去除天然色泽，得到近似洁白的脱色绒。由于脱色绒纤维性能方面的研究较少，因此本文着重探究青绒、紫绒纤维经微悬浮体脱色处理前后的性能变化，以期为后续纺纱织造过程纤维原料的选择搭配提供参考。

2 试验部分

2.1 试验样品及仪器

样品：任选30批宁夏中银绒业股份有限公司的青分梳山羊绒、紫分梳山羊绒。采用西安工程大学研发的微悬浮体脱色工艺，通过预处理、氧化脱色、还原脱色三步工艺，对有色山羊绒进行脱色处理。

仪器：采用奥林巴斯公司的BX35生态显微镜观察纤维形态变化，用瑞士USTER公司生产的OFDA2000光学扫描仪测试纤维细度、用国产YG004单纤维强力仪测试纤维强力、用国产WSB-3A白度仪测试脱色绒白度。

2.2 测试方法

按照GB/T 16988—2013《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》，使用投影显微镜，观察纤维形态的变化。参照GB 18267—2013《山羊绒》中的手排长度方法，使用黑丝绒板、钢尺，测试纤维手排长度。依据IWTO-47-00《用OFDA测量羊毛纤维直径的平均值及其分布》，使用OFDA 2000光学分析仪，测定纤维直径。采用GB 4711—1984《羊毛单纤维断裂强力和伸长试验方法》，使用单纤维强力仪，测量单根纤维强力。按照GB/T 17644—2008《纺织纤维白度色度试验方法》，使用白度仪，每个样品在白度仪下取不同点分别测试5次，取平均值作为脱色后样品的白度。根据GB 18267—2013《山羊绒》中，白分梳山羊绒中异色纤维含量试验方法，检测脱色后样品的异色纤维含量，以N根/5g的形式表示，以两份试样异色纤维含量的平均值为最终结果。

3 结果与讨论

3.1 脱色对纤维形态的影响

观测青山羊绒、紫山羊绒天然纤维及其经微悬浮体脱色后的显微投影照片，放大倍数500倍，表观形态如图1所示。

图1 山羊绒表观形态

从图1（a）、（c）可知，有色山羊绒鳞片比较薄、翘角小且包覆整个毛干，鳞片表面平整光滑、暴露部分大、密度小，边缘线细且清晰；但是脱色山羊绒的部分纤维鳞片受损甚至脱落，鳞片表面不再平整光滑；这势必会增大定向摩擦系数，不利于后续梳纺环节。这是因为有色山羊绒脱色处理虽然在近中性条件，但H2O2用量较高可能使鳞片层部分二硫键被破坏，使鳞片层呈现上述现象。

3.2 纤维长度

测试青山羊绒、紫山羊绒天然纤维及其经微悬浮体脱色后的纤维长度，具体情况如表1、表2所示。

由表1、表2可知，有色山羊绒纤维经脱色处理后纤维的长度变短，青绒脱色后长度平均缩短1.37mm，短绒率增加0.91%。紫绒脱色后长度平均缩短1.46mm，短绒率增加0.74%。这是因为脱色过程湿热加工使纤维内部α-构象发生收缩从而长度收缩，具体表现为纤维平均长度缩短；加之脱色过程中高温液流的冲击及脱水转运过程也有可能使得脱色山羊绒在潜在弱点处发生断裂脱落；此外，脱色是在H2O2用量较高的条件下进行，氧化剂可能使部分肽链发生断链反应。脱色山羊绒平均长度的缩短及短绒率的增加不利于高品质羊绒制品的开发。

表1 青绒脱色前后纤维长度及其变化值

表2 紫绒脱色前后纤维长度及其变化值

3.3 纤维直径

测试青山羊绒、紫山羊绒天然纤维及其经微悬浮体脱色后的纤维直径，具体结果如表3、表4所示。

由表3、表4可知：有色山羊绒纤维经脱色处理后纤维变细。其中，青绒脱色后纤维直径变小0.15μm，直径CV值增加0.01%；紫绒脱色后纤维直径变小0.14μm，直径CV值降低0.29%。这可能是因为有色山羊绒在脱色及后续净洗环节，纤维表面的油脂与污物被洗除，使得纤维直径略有降低。

3.4 纤维强力

测试青山羊绒、紫山羊绒天然纤维及其经微悬浮体脱色后的纤维强力，具体结果见表5、表6。

由表5、表6可知：有色山羊绒经脱色处理后纤维强力降低，青绒脱色后纤维强力降低0.24cN，伸长平均下降0.21%；紫绒脱色后纤维强力下降0.19cN，伸长平均下降0.31%。这是因为山羊绒纤维对氧化剂、还原剂比较敏感，两者都能使肽链间的交联被破坏，在有色山羊绒的脱色过程使肽链发生水解进而形成潜在损伤，在拉伸测试时羊绒纤维易在潜在损伤处发生断裂，具体表现为强力略有下降。

3.5 纤维白度

测试青山羊绒、紫山羊绒天然纤维及其经微悬浮体脱色后的纤维白度，计算异色纤维含量，结果如表7、表8所示。由表7、表8可知：有色山羊绒脱色后纤维白度达到白度指标要求。青绒脱色后纤维白度平均值为71.5%，较标准值高21.5%；紫绒脱色后纤维白度平均值为70.5%，较标准值高20.5%，符合生产所需白度要求。这是由于脱色处理时H2O2分解产生自由基HO2-破坏山羊绒内部天然色素的共轭双键，达到漂白的目的。

表3 青绒脱色前后纤维直径及其变化值

表4 紫绒脱色前后纤维直径及其变化值

表5 青绒脱色前后纤维强力及其变化值

表6 紫绒脱色前后纤维强力及其变化值

表7 青绒脱色后纤维白度及异色纤维含量

表8 紫绒脱色后纤维白度及异色纤维含量

3.6 异色纤维含量

由表7、表8可知：有色山羊绒脱色后，异色纤维含量符合白绒异色纤维含量指标要求。青绒脱色后异色纤维含量平均为6根/5g，紫绒脱色后异色纤维含量平均为7根/5g，均低于要求值15根/5g，这为保证纯白色或浅色产品的品质奠定基础。

4 结论及建议

（1）脱色过程是通过氧化与还原破坏了羊绒固有的色素基团，达到提高纤维白度目的。脱色处理对羊绒纤维的表面形态、长度、细度、单纤维强力均有不同程度的影响，脱色山羊绒纤维受到一定程度的损伤。

（2）针对20.8×2tex～12.5×2tex等精纺纱，不建议使用脱色绒或者脱色绒染色。精纺纱对原料的长度和强力要求较高且精纺产品的制成率均在80%左右，因此大量短绒会被梳理去除。由于脱色处理使山羊绒的强力降低且短绒率增加，因此大量的脱色绒或者脱色绒染色的纤维会被梳理掉，导致产品颜色不易控制，此时纱线条干均一度难以控制。

（3）针对27.8×2tex粗纺纱，也不建议使用脱色绒或脱色绒染色。该规格纱线对原料长度及强力要求亦较高，脱色绒或者脱色绒染色长度及强力均有所下降，不利于纺纱。

（4）针对粗纺纱线浅色或白色纱，不建议使用脱色绒或者脱色绒染色，因为脱色绒耐日晒色牢度不如白绒，易发生色变；针对粗纺纱线中色或深色纱线，可以使用脱色绒，脱色后可直接当白绒使用，比例不宜超过30%，因为脱色绒鳞片受到不同程度的破坏，使得染品的色牢度不稳定，具体体现在皂洗之后易色变，生片颜色和洗缩后差异较大不易控制。

（5）针对63tex、71tex围巾纱，不建议使用脱色绒或者脱色绒染色。因为脱色绒缩绒性较低，如白色和藏青色交织的蓝白方格围巾，由于白色中含有一定比例的脱色绒。两色纱线缩率不一致，导致白色发生“起泡”现象，给后道围巾整理带来很大困扰。

山羊绒作为昂贵而又珍稀的纤维原料，有色山羊绒经微悬浮体脱色后再合理地应用于不同的加工品种中显得尤为重要，如果实际生产中必须使用脱色绒染色，建议比例控制在1/3左右。上述观点是对紫绒、青绒脱色后使用范围的一点浅见，参照建议配绒，对产品品质必定有所提升。