兔毛纤维的落毛机制分析

官江明，逄邵伟，邢明杰，孙志豪，陶继昊

(1.青岛市纤维纺织品监督检验研究院，山东 青岛 266101； 2.青岛大学 纺织服装学院，山东 青岛 266071)

兔毛纤维是人类最早开发和利用的蛋白质纤维之一，是一种高档纺织原料[1]，兔毛纤维具有许多服用方面的优点：表面光滑、手感柔软、质轻蓬松[2-3]，同时具有优良的保暖性和吸湿性，保暖性比羊毛高30%左右，吸湿性是羊毛的两倍[4]。兔毛纤维在生产过程中减少了洗涤和添加油剂的过程，缩短生产工序的同时也减少了洗涤废水的排放，利于环保，是一种绿色环保的纺织用原料[5-6]。兔毛纤维在很多方面的性能都与羊绒纤维很相近甚至更优，在许多生产实践中可用兔毛纤维代替羊绒纤维[7-8]。然而兔毛产品的最大缺点是掉毛现象严重，这成为制约兔毛产品开发的最大难题，目前兔毛纤维在纺织中的应用主要是与其它纤维混纺，形成纤维之间优势互补[9-10]，纯纺兔毛产品较少。本文通过对兔毛纤维的形态结构及物理特性进行测试，与羊绒纤维性能进行对比，从兔毛纤维本身分析兔毛产品高落毛率的原因，为兔毛产品的开发提供理论依据。

1 兔毛纤维形态结构

1.1 样品及测试条件

样品：兔毛纤维，羊绒纤维。

仪器：JSM-6390LV低真空扫描电镜。

条件：温度(20±2)℃，相对湿度65%±3%。

1.2 鳞片层结构

通过JSM-6390LV低真空扫描电镜观察，兔毛纤维的鳞片形态结构如图1所示。

图1 兔毛纤维鳞片形态结构

由图1可以看出，兔毛纤维的鳞片呈龟裂状重叠地附着在兔毛纤维毛干的外部，排列密度较大，大部分纤维鳞片呈长斜条状，鳞片边缘带有一定程度的尖角，鳞片之间沿倾斜方向相互重叠，接点较少，鳞片之间排列也较紧，这导致兔毛纤维表面比较光滑，是兔毛纤维易掉毛的原因之一。

1.3 髓质层结构

通过JSM-6390LV低真空扫描电镜观察，兔毛纤维的横截面形态结构如图2所示。

图2 兔毛纤维横截面形态结构

兔毛纤维有发达的髓质层，纤维内部的髓腔结构在显微镜下可以被清楚地观察。由图2可以看出，髓质层的空腔形态为不规则四边形，这种类似方形空心钢的形态使兔毛纤维产生刚直硬挺效果，而且空腔排列较为规则，在纤维轴向上空腔不贯通， 而是被间隔层物质分隔开来，形成的结构类似蜂巢组织。各空腔大小和空腔之间的间隔距离也有差异，总体来看，髓质层所占比例大约为整根纤维40%，高比例的髓质层使兔毛纤维具有良好的保暖性。

2 可纺性能测试及落毛机制分析

通过可纺性能测试及与羊绒纤维分析比较，对比分析细度、长度、卷曲、拉伸和摩擦性能，探究兔毛落毛机理。

2.1 细 度

细度测试采用显微投影测量法，兔毛纤维和羊绒纤维的细度测试结果如表1所示。

纤维细度是决定其可纺性的重要物理性能指标之一，决定纱线成纱细度、成纱强度和成纱品质。由表1可知，兔毛纤维和羊绒纤维的平均细度基本相近，但是兔毛纤维直径变异系数明显大于羊绒纤维，这导致兔毛纤维在梳理过程容易造成损伤，所以在生产过程中应尽量去除粗毛以提高可纺性。

表1 兔毛纤维和羊绒纤维细度测试结果

2.2 长 度

长度测试采用排图法，取兔毛纤维和羊绒纤维各10份，每份50 mg进行排图法测试，兔毛纤维和羊绒纤维长度测试结果如表2所示。

表2 兔毛纤维和羊绒纤维长度测试结果

纤维的长度也是影响可纺性重要的物理性能指标之一。由表2可知，兔毛纤维和羊绒纤维平均长度相差不大，且兔毛纤维长度差异比羊绒纤维小，整齐度比羊绒纤维好，但是兔毛纤维短绒率较高，这使得其梳理困难，同时较多的短绒使兔毛纤维成纱易断头，多毛羽，强力低。

2.3 卷曲性能

卷曲性能通过YG362卷曲弹性仪(南通三思纺织科技有限公司)进行测试，兔毛纤维和羊绒纤维的卷曲性能测试结果如表3所示。

表3 兔毛纤维和羊绒纤维卷曲性能测试结果

纤维的卷曲性能影响纤维间的抱合力，过多的卷曲会使纤维抱合力增大，容易产生静电，损伤纤维，卷曲数少使纺纱时纤维抱合力差，成纱困难。由表3可知，兔毛纤维的卷曲数、卷曲率、卷曲回复率和卷曲弹性率均小于羊绒纤维，这是因为兔毛纤维不像羊绒纤维存在双边结构，而是正偏皮质随机分布，同时兔毛纤维中髓质层的含量高及方形空心钢结构形态的空腔均会导致卷曲少。兔毛纤维的平均卷曲率偏低是兔毛织物掉毛的主要原因。

2.4 拉伸性能

拉伸性能通过YG003 A纤维电子强力仪(温州际高检测仪器公司)进行测试，兔毛纤维和羊绒纤维的拉伸性能测试结果如表4所示。

表4 兔毛纤维和羊绒纤维拉伸性能测试结果

由表4可知，兔毛纤维的断裂强度和羊绒纤维相比差距较大，这是因为兔毛纤维的髓质层所占比较大，低断裂强度使得兔毛纤维在纺纱过程中容易损伤，不利于纺纱的进行。

2.5 摩擦性能

摩擦性能通过Y151型纤维摩擦系数测定仪(南通三思机电科技有限公司)摩擦因数测定仪进行测试，兔毛纤维和羊绒纤维的摩擦性能测试结果如表5所示。

表5 兔毛纤维和羊绒纤维摩擦性能测试结果

由表5可见，兔毛纤维的顺、逆摩擦因数均小于羊绒纤维，且顺、逆鳞片摩擦因数差异小，造成这种现象的原因是兔毛纤维表面紧密的呈斜条状排列的鳞片层形态，且鳞片张开角度小，导致兔毛纤维顺、逆摩擦因数小。较小的顺、逆摩擦因数使兔毛纤维在纺纱过程中抱合力较小，不利于纺纱的进行，这也是兔毛织物掉毛的直接原因。

3 结束语

兔毛纤维紧密的鳞片层使得纤维表面光滑，纺纱时纤维之间抱合力差；内部较高比例髓质层虽然使其具有优良的保暖性，但髓质层空腔的方形空心钢形态也造成了兔毛纤维的断裂强力低和卷曲少的特性。这2方面的性能使得兔毛纤维的卷曲、拉伸和摩擦性能均不如羊绒纤维，也是兔毛产品高落毛率的主要原因，在实际生产应用中应当从这方面着手，提高兔毛产品的品质。