微懸浮體脫色有色山羊絨纖維性能研究

文/白旭輝 冷瑜

1 引言

山羊絨被稱為“軟黃金”，是一種非常昂貴又珍稀的紡織材料，它具有細(xì)、輕、柔軟、順滑、保暖性好等優(yōu)良特性，制成的羊絨衫、羊絨圍巾、羊絨大衣等高檔貴重紡織品深受消費者喜愛。山羊絨根據(jù)天然色澤可分為白絨、青絨、紫絨，其中白絨因其用途廣泛，易于染制目標(biāo)顏色而應(yīng)用價值最高。但是白絨產(chǎn)量有限，高品質(zhì)的白絨更是稀少，因此企業(yè)為降低成本，將青絨、紫絨進(jìn)行脫色處理，去除天然色澤，得到近似潔白的脫色絨。由于脫色絨纖維性能方面的研究較少，因此本文著重探究青絨、紫絨纖維經(jīng)微懸浮體脫色處理前后的性能變化，以期為后續(xù)紡紗織造過程纖維原料的選擇搭配提供參考。

2 試驗部分

2.1 試驗樣品及儀器

樣品：任選30批寧夏中銀絨業(yè)股份有限公司的青分梳山羊絨、紫分梳山羊絨。采用西安工程大學(xué)研發(fā)的微懸浮體脫色工藝，通過預(yù)處理、氧化脫色、還原脫色三步工藝，對有色山羊絨進(jìn)行脫色處理。

儀器：采用奧林巴斯公司的BX35生態(tài)顯微鏡觀察纖維形態(tài)變化，用瑞士USTER公司生產(chǎn)的OFDA2000光學(xué)掃描儀測試?yán)w維細(xì)度、用國產(chǎn)YG004單纖維強(qiáng)力儀測試?yán)w維強(qiáng)力、用國產(chǎn)WSB-3A白度儀測試脫色絨白度。

2.2 測試方法

按照GB/T 16988—2013《特種動物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》，使用投影顯微鏡，觀察纖維形態(tài)的變化。參照GB 18267—2013《山羊絨》中的手排長度方法，使用黑絲絨板、鋼尺，測試?yán)w維手排長度。依據(jù)IWTO-47-00《用OFDA測量羊毛纖維直徑的平均值及其分布》，使用OFDA 2000光學(xué)分析儀，測定纖維直徑。采用GB 4711—1984《羊毛單纖維斷裂強(qiáng)力和伸長試驗方法》，使用單纖維強(qiáng)力儀，測量單根纖維強(qiáng)力。按照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗方法》，使用白度儀，每個樣品在白度儀下取不同點分別測試5次，取平均值作為脫色后樣品的白度。根據(jù)GB 18267—2013《山羊絨》中，白分梳山羊絨中異色纖維含量試驗方法，檢測脫色后樣品的異色纖維含量，以N根/5g的形式表示，以兩份試樣異色纖維含量的平均值為最終結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 脫色對纖維形態(tài)的影響

觀測青山羊絨、紫山羊絨天然纖維及其經(jīng)微懸浮體脫色后的顯微投影照片，放大倍數(shù)500倍，表觀形態(tài)如圖1所示。

圖1 山羊絨表觀形態(tài)

從圖1（a）、（c）可知，有色山羊絨鱗片比較薄、翹角小且包覆整個毛干，鱗片表面平整光滑、暴露部分大、密度小，邊緣線細(xì)且清晰；但是脫色山羊絨的部分纖維鱗片受損甚至脫落，鱗片表面不再平整光滑；這勢必會增大定向摩擦系數(shù)，不利于后續(xù)梳紡環(huán)節(jié)。這是因為有色山羊絨脫色處理雖然在近中性條件，但H2O2用量較高可能使鱗片層部分二硫鍵被破壞，使鱗片層呈現(xiàn)上述現(xiàn)象。

3.2 纖維長度

測試青山羊絨、紫山羊絨天然纖維及其經(jīng)微懸浮體脫色后的纖維長度，具體情況如表1、表2所示。

由表1、表2可知，有色山羊絨纖維經(jīng)脫色處理后纖維的長度變短，青絨脫色后長度平均縮短1.37mm，短絨率增加0.91%。紫絨脫色后長度平均縮短1.46mm，短絨率增加0.74%。這是因為脫色過程濕熱加工使纖維內(nèi)部α-構(gòu)象發(fā)生收縮從而長度收縮，具體表現(xiàn)為纖維平均長度縮短；加之脫色過程中高溫液流的沖擊及脫水轉(zhuǎn)運過程也有可能使得脫色山羊絨在潛在弱點處發(fā)生斷裂脫落；此外，脫色是在H2O2用量較高的條件下進(jìn)行，氧化劑可能使部分肽鏈發(fā)生斷鏈反應(yīng)。脫色山羊絨平均長度的縮短及短絨率的增加不利于高品質(zhì)羊絨制品的開發(fā)。

表1 青絨脫色前后纖維長度及其變化值

表2 紫絨脫色前后纖維長度及其變化值

3.3 纖維直徑

測試青山羊絨、紫山羊絨天然纖維及其經(jīng)微懸浮體脫色后的纖維直徑，具體結(jié)果如表3、表4所示。

由表3、表4可知：有色山羊絨纖維經(jīng)脫色處理后纖維變細(xì)。其中，青絨脫色后纖維直徑變小0.15μm，直徑CV值增加0.01%；紫絨脫色后纖維直徑變小0.14μm，直徑CV值降低0.29%。這可能是因為有色山羊絨在脫色及后續(xù)凈洗環(huán)節(jié)，纖維表面的油脂與污物被洗除，使得纖維直徑略有降低。

3.4 纖維強(qiáng)力

測試青山羊絨、紫山羊絨天然纖維及其經(jīng)微懸浮體脫色后的纖維強(qiáng)力，具體結(jié)果見表5、表6。

由表5、表6可知：有色山羊絨經(jīng)脫色處理后纖維強(qiáng)力降低，青絨脫色后纖維強(qiáng)力降低0.24cN，伸長平均下降0.21%；紫絨脫色后纖維強(qiáng)力下降0.19cN，伸長平均下降0.31%。這是因為山羊絨纖維對氧化劑、還原劑比較敏感，兩者都能使肽鏈間的交聯(lián)被破壞，在有色山羊絨的脫色過程使肽鏈發(fā)生水解進(jìn)而形成潛在損傷，在拉伸測試時羊絨纖維易在潛在損傷處發(fā)生斷裂，具體表現(xiàn)為強(qiáng)力略有下降。

3.5 纖維白度

測試青山羊絨、紫山羊絨天然纖維及其經(jīng)微懸浮體脫色后的纖維白度，計算異色纖維含量，結(jié)果如表7、表8所示。由表7、表8可知：有色山羊絨脫色后纖維白度達(dá)到白度指標(biāo)要求。青絨脫色后纖維白度平均值為71.5%，較標(biāo)準(zhǔn)值高21.5%；紫絨脫色后纖維白度平均值為70.5%，較標(biāo)準(zhǔn)值高20.5%，符合生產(chǎn)所需白度要求。這是由于脫色處理時H2O2分解產(chǎn)生自由基HO2-破壞山羊絨內(nèi)部天然色素的共軛雙鍵，達(dá)到漂白的目的。

表3 青絨脫色前后纖維直徑及其變化值

表4 紫絨脫色前后纖維直徑及其變化值

表5 青絨脫色前后纖維強(qiáng)力及其變化值

表6 紫絨脫色前后纖維強(qiáng)力及其變化值

表7 青絨脫色后纖維白度及異色纖維含量

表8 紫絨脫色后纖維白度及異色纖維含量

3.6 異色纖維含量

由表7、表8可知：有色山羊絨脫色后，異色纖維含量符合白絨異色纖維含量指標(biāo)要求。青絨脫色后異色纖維含量平均為6根/5g，紫絨脫色后異色纖維含量平均為7根/5g，均低于要求值15根/5g，這為保證純白色或淺色產(chǎn)品的品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)論及建議

（1）脫色過程是通過氧化與還原破壞了羊絨固有的色素基團(tuán)，達(dá)到提高纖維白度目的。脫色處理對羊絨纖維的表面形態(tài)、長度、細(xì)度、單纖維強(qiáng)力均有不同程度的影響，脫色山羊絨纖維受到一定程度的損傷。

（2）針對20.8×2tex～12.5×2tex等精紡紗，不建議使用脫色絨或者脫色絨染色。精紡紗對原料的長度和強(qiáng)力要求較高且精紡產(chǎn)品的制成率均在80%左右，因此大量短絨會被梳理去除。由于脫色處理使山羊絨的強(qiáng)力降低且短絨率增加，因此大量的脫色絨或者脫色絨染色的纖維會被梳理掉，導(dǎo)致產(chǎn)品顏色不易控制，此時紗線條干均一度難以控制。

（3）針對27.8×2tex粗紡紗，也不建議使用脫色絨或脫色絨染色。該規(guī)格紗線對原料長度及強(qiáng)力要求亦較高，脫色絨或者脫色絨染色長度及強(qiáng)力均有所下降，不利于紡紗。

（4）針對粗紡紗線淺色或白色紗，不建議使用脫色絨或者脫色絨染色，因為脫色絨耐日曬色牢度不如白絨，易發(fā)生色變；針對粗紡紗線中色或深色紗線，可以使用脫色絨，脫色后可直接當(dāng)白絨使用，比例不宜超過30%，因為脫色絨鱗片受到不同程度的破壞，使得染品的色牢度不穩(wěn)定，具體體現(xiàn)在皂洗之后易色變，生片顏色和洗縮后差異較大不易控制。

（5）針對63tex、71tex圍巾紗，不建議使用脫色絨或者脫色絨染色。因為脫色絨縮絨性較低，如白色和藏青色交織的藍(lán)白方格圍巾，由于白色中含有一定比例的脫色絨。兩色紗線縮率不一致，導(dǎo)致白色發(fā)生“起泡”現(xiàn)象，給后道圍巾整理帶來很大困擾。

山羊絨作為昂貴而又珍稀的纖維原料，有色山羊絨經(jīng)微懸浮體脫色后再合理地應(yīng)用于不同的加工品種中顯得尤為重要，如果實際生產(chǎn)中必須使用脫色絨染色，建議比例控制在1/3左右。上述觀點是對紫絨、青絨脫色后使用范圍的一點淺見，參照建議配絨，對產(chǎn)品品質(zhì)必定有所提升。