莫代爾纖維的性能及應(yīng)用

李勇強(qiáng)，譚艷君，劉姝瑞，霍 倩，張明宇

(1.西安工程大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710048；2.西安工程大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化中心，陜西西安710048；3.偉格仕紡織助劑(江門)有限公司，廣東江門529000)

0 前言

莫代爾纖維是由取自自然林木的原料制成漿液，通過溶劑法紡絲而成的高濕模量的纖維，因其化學(xué)結(jié)構(gòu)得到保留，物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，屬于再生纖維素纖維[1]。最早由奧地利蘭精(Lenzing)公司開發(fā)，使用歐洲櫸木，使用可回收無毒的溶劑，通過溶劑法紡絲制成的纖維，并申請(qǐng)Modal(木代爾)商標(biāo)。因此在生產(chǎn)及使用過程中莫代爾分掛牌(Modal木代爾)與不掛牌(莫代爾)兩類[2]。

莫代爾纖維取自自然，可自然降解，所織面料柔軟光滑、干爽透氣，懸垂性好，天然抗皺免燙，可稱得上天然絲光面料。深受內(nèi)衣、家紡、服裝面料的喜愛，但穿著過程易起毛球、生產(chǎn)成本較昂貴、面料生產(chǎn)加工過程易產(chǎn)生織物折皺橫檔等問題。因此，目前含莫代爾纖維的面料大部分是使用莫代爾纖維與其它纖維混紡或交織而成，當(dāng)然也還需進(jìn)一步研究改善提升莫代爾纖維面料的質(zhì)量[3]。

1 莫代爾纖維的性能及研究

1.1 莫代爾纖維的結(jié)構(gòu)及性能

莫代爾纖維擁有比棉更有光澤柔和、尺寸穩(wěn)定優(yōu)異，良好的應(yīng)變回復(fù)率、耐堿、吸濕性好，可預(yù)縮可絲光，強(qiáng)力較好，濕模高，有棉感卻比棉品質(zhì)好[4]。純莫代爾面料織物強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率均大于純棉織物，不易撕破，可用于內(nèi)衣等服裝[5]。Latif等人對(duì)莫代尓纖維和棉纖維、黏膠纖維、竹纖維等進(jìn)行比較，先純紡、混紡30英支紗線，并將紗線織成機(jī)織平紋布，后測(cè)試織物徑向緯向的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、織物透氣性、熱阻測(cè)試、水蒸汽滲透性等，發(fā)現(xiàn)100%莫代爾織物具有較高的力學(xué)性能和舒適性，對(duì)于混紡機(jī)織平紋布，30S/1莫代爾/粘膠50/50具有更高的機(jī)械和舒適性能[6]。有研究者研究發(fā)現(xiàn)莫代爾/聚酰胺(PA)混紡織物比100%聚酰胺織物擁有更優(yōu)異的褶皺回彈性、尺寸穩(wěn)定性、風(fēng)格值，同時(shí)也更加光滑[7]。

表1 莫代爾纖維與其他纖維結(jié)構(gòu)性能對(duì)比[8]

1.2 莫代爾纖維面料的性能研究

雖然莫代爾織物具有許多優(yōu)異特點(diǎn)，莫代爾織物同普通棉類織物一樣，穿著洗滌后，布面易起毛起球、光潔度變差，尤其是折邊部位，因此需改善莫代爾纖維面料的這些不良性能。

1.2.1 莫代爾纖維面料的抗起毛球研究

莫代爾面料的抗起毛球一般可通過改善紡紗方式、起毛球整理劑、生物酶處理劑進(jìn)行改善提升。

梁海波發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的環(huán)錠紡會(huì)使得莫代爾織物布面光潔度降低，因此采用SIRO紡、緊密紡可以改善成紗毛羽，同時(shí)配合燒毛、水流柔和的溢流染色機(jī)、染色浴比增大，定型時(shí)盡量避免拉伸、超喂，選用陰離子或非離子的柔軟劑，便可改善莫代爾織物的布面光潔度[9]。

薛鵬飛等人對(duì)莫代爾家紡面料進(jìn)行抗起毛球整理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用15g/L FK－833起毛球整理劑，pH約9，在150℃下烘焙2分鐘，面料的抗起毛球可達(dá)5級(jí)，染色牢度提高半級(jí)[10]。

楊梅等人對(duì)Modal針織物進(jìn)行生物拋光整理，發(fā)現(xiàn)在50℃，浴比1:20，pH值為5左右條件下，使用0.3g/L的纖維素酶康利隆(TM－750)，處理50min，處理效果最佳[11]。Modal針織物的表面毛羽可干凈去除，表面光潔，毛效提高，白度提升，手感光滑柔軟，但頂破強(qiáng)力有下降。

徐愛玲等人，先使用艾葉提取液染色，再使用65g/L無甲醛樹脂Arkofix NZF、7g/L的六水合氯化鎂配置成pH約5的處理液，浸漬軋壓莫代爾家紡面料，后在150℃焙烘2分鐘，織物起毛球達(dá)到4.5級(jí)，皂洗牢度提高[12]。

1.2.2 莫代爾纖維織物的色牢度研究

莫代爾纖維織物除常規(guī)活性染料染色外，還可配合植物染料染色，以及使用數(shù)碼印花。而無論是活性染料染色牢度、植物染料染色牢度和印花色牢度，都是生產(chǎn)需重點(diǎn)關(guān)注的方向。

陳鎮(zhèn)等人，對(duì)活性染料染色莫代爾爽棉織物的工藝進(jìn)行優(yōu)化，使用35g/L的元明粉，15g/L的純堿，在55℃條件下保溫固色60分鐘，所得染色織物濕摩擦牢度、沾棉等色牢度得到提升，K/S值較好，勻染性好，缸差小[13]。

陳室全等人對(duì)天然植物染料染色莫代爾混紡面料進(jìn)行了研究，縮短了染色時(shí)間50%，提高混紡面料0.5級(jí)的染色牢度，降低能耗，生產(chǎn)成本降低2010元每噸布，生產(chǎn)效率有50%提升[14]。

對(duì)于莫代爾纖維織物的數(shù)碼印花，其印花顏色深度和亮度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨預(yù)處理使用燒堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)3%，顏色深度和亮度最大[15]。同時(shí)預(yù)處理使用燒堿，印花莫代爾織物的柔軟性、滑爽性得到提高，抗起毛球、色牢度無影響，織物撕破和拉伸強(qiáng)力無顯著損失[16]。

1.2.3 莫代爾纖維面料的生產(chǎn)改善

莫代爾纖維在生產(chǎn)中會(huì)遇到一些問題，例如莫代爾氨綸織物生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生折痕[17]。

彭志忠等人研究了錦綸/莫代爾纖維交織的彈力針織物的染整工藝，發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中為避免色花、折痕等品質(zhì)問題產(chǎn)生，需嚴(yán)格控制前處理、染色、后整定型的工藝參數(shù)、配方及需特別留意加工條件，可采用兩浴兩步法染深色及亮色，一浴兩步法染中深色及中色[18]。吳榮等人對(duì)莫代爾的交織面料先使用絲光水洗，而后采取開纖處理，再進(jìn)行在砂洗機(jī)中加入生物酶進(jìn)行超纖化處理切割，接著染色及后處理，得到高強(qiáng)高色牢度、有絨毛觸感、抗起毛球性好的莫代爾面料[19]。

2 莫代爾纖維紗線開發(fā)應(yīng)用

目前對(duì)莫代爾纖維紗線的應(yīng)用有很多，主要有莫代爾混紡紗工藝開發(fā)技術(shù)、莫代爾色紡紗工藝開發(fā)技術(shù)、細(xì)特莫代爾及其混紡色紡紗的開發(fā)應(yīng)用、功能性莫代爾纖維紗線技術(shù)等研究應(yīng)用。

2.1 莫代爾混紡紗的開發(fā)

莫代爾混紡紗的開發(fā)主要目的在混紡紗中凸顯莫代爾纖維的特有性能，良好的抗起毛球性、吸濕排汗性、手感柔軟及兼具絲一般的光澤。而在紡紗技術(shù)中主要難點(diǎn)在于平衡混紡紗各組分的優(yōu)勢(shì)，尤其是在3個(gè)及以上纖維成分的混紡紗上，其次就是技術(shù)革新，改善紡紗工藝、設(shè)備，提升莫代爾混紡紗的優(yōu)異性能。

多種纖維進(jìn)行混紡，王福華等人采用中空紡紗技術(shù)，與珍珠纖維層混紡，得到強(qiáng)度高、韌性好、蓬松柔軟、手感絲滑、觸感舒適、保暖透氣、挺括涼爽、兼具保健、防紫外線的莫代爾包珍珠纖維中空紗[20]。徐國(guó)庭開發(fā)了棉、羊毛、腈綸、莫代爾四合一混紡紗，所紡紗纖維間性能互補(bǔ)，兼具各類纖維的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)的綜合性混紡紗[21]。陳慶華等人將莫代爾纖維、海藻纖維先進(jìn)行盤混，再與棉纖維、滌綸短纖進(jìn)行混紡，制備出莫代爾滌綸精棉海藻紗[22]。肖建波等人將遠(yuǎn)紅外抗菌功能晶體嵌入在羊絨纖維鱗片層所得到的羊絨纖維與舒彈絲、莫代爾纖維進(jìn)行混紡，改善改造了紡紗設(shè)備，得到具有良好持久抗菌性、保暖性的莫代爾混紡紗線，其抗起毛球性得到提升。相比普通莫代爾紗線，增加了抗菌保暖功能，同時(shí)莫代爾纖維提升了混紡紗的抗起毛球性[23]。

在紡莫代爾及其混紡紗時(shí)，需對(duì)各組分纖維的性能特點(diǎn)進(jìn)行充分分析與評(píng)估，充分混合各纖維組分，對(duì)混合方式、專建器材的使用、工藝、流程進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，控制混紡比，全流程清花，降低精梳打手速度，設(shè)置合理的牽伸倍數(shù)、捻度、轉(zhuǎn)速，增大隔距，做好隔離、清潔，以便得到成紗質(zhì)量較好的莫代爾混紡紗[24－25]。例如，陳理等人分析了甲殼素纖維、莫代爾纖維、粘膠纖維的動(dòng)靜摩擦因素、斷裂強(qiáng)度等，采用充分混合、流程短、速度低、少打多松、隔距大、定量清等技術(shù)措施，成功開發(fā)出柔軟舒適、抗菌抑菌的“32S/1莫代爾/甲殼素70/30MVS紗”[26]。黃仲麗等人也是如此流程開發(fā)出“40S/1莫代爾/腈綸/羊絨蛋白50/30/20緊密賽絡(luò)紡紗”[27]。

2.2 植物染料染色莫代爾纖維的色紡應(yīng)用研究

天然植物染料環(huán)保無毒害[28]，配合天然環(huán)保的莫代爾纖維，更是綠色環(huán)保的紡織產(chǎn)品。因此，莫代爾纖維的天然植物染料染色也是近年來備受歡迎的研究方向。但莫代爾纖維經(jīng)植物染料染色后，纖維表面會(huì)形成固體顆粒，摩擦因素、質(zhì)量比電阻均大于未染色的莫代爾纖維，紡絲易產(chǎn)生纏繞現(xiàn)象，降低纖維的可紡性[29]。因此，對(duì)天然植物染料染色莫代爾纖維的色紡紗需進(jìn)行深入研究。

李洋等人在43℃條件下，使用0.67W/cm2的超聲波功率密度，超聲波處理22分鐘可明顯去除茜草植物染料染色后纖維表面的顆粒附著物[30]。李秀秀等人在莫代爾纖維的茜草染料染色時(shí)，加入1%o.w.f的三元共聚聚硅氧烷柔軟劑進(jìn)行養(yǎng)生處理，莫代爾色纖維的可紡性提高，混紡時(shí)，莫代爾色纖維的混紡比例得到增加[31]。

王前文使用超聲波提取大黃染料染色modal纖維和牛奶蛋白纖維，染色后兩種纖維間的抱合力小、表明光滑，蓬松度和纖維強(qiáng)度略有下降，于是對(duì)紡紗過程進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化紡紗工藝，改善纖維間抱合力，紡紗后改善了纖維強(qiáng)力染色后降低的問題，并提升了成紗的蓬松度，同時(shí)紡紗過程中的靜電、纖維纏繞、棉網(wǎng)漂浮等問題得到改善，條干均勻，所紡混紡色紗吸濕放濕透氣性好、細(xì)膩滑爽、柔軟輕盈有光澤、親膚無毒害[32]。

綜上所述，隨著課程改革的推進(jìn)，中學(xué)語文教學(xué)也需要做出改變，重視語文教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐，加強(qiáng)實(shí)踐措施的應(yīng)用，不僅有利于語文教學(xué)質(zhì)量的提升，還可以促進(jìn)中學(xué)語文教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

張玉清等人使用三種植物染料(姜黃、茜草、靛藍(lán))染色莫代爾，并將莫代爾色纖維與本色莫代爾纖維進(jìn)行兩步混合紡紗，優(yōu)化前紡工藝，對(duì)并條、粗紗、細(xì)紗所用膠圈膠輥的處理形式、硬度進(jìn)行改善優(yōu)化，所紡色紗品質(zhì)得到提高，生產(chǎn)效率提升[33]。

2.3 功能性莫代爾纖維紗線的開發(fā)應(yīng)用

2.3.1 吸濕排汗紗線的面料開發(fā)

莫代爾纖維具有較好的吸濕性，是貼身面料的良好選擇。故開發(fā)出具有吸濕排汗的功能性莫代爾紗線也是消費(fèi)者及市場(chǎng)的必然選擇。

曾軍堂等人采用經(jīng)交聯(lián)處理具有良好的孔結(jié)構(gòu)的環(huán)糊精和氧化微晶纖維素，并與竹炭粉共同在莫代爾面料外層進(jìn)行整理，整理后莫代爾面料吸濕排汗，體表干爽、不粘身，且具有涼感[34]。

何根弟在莫代爾長(zhǎng)絲外混紡竹原纖維、導(dǎo)電纖維，由棉麻纖維、蓬松保暖纖維、蓄熱保暖纖維組成的保暖層，滌綸長(zhǎng)絲纖維，開發(fā)出具有吸濕排汗透氣的莫代爾紗線，同時(shí)紗線還有保暖抑菌、親膚舒適的性能[35]。

2.3.2 抑菌紗線面料開發(fā)

隨著社會(huì)生活的發(fā)展，抑菌抗菌的面料深受消費(fèi)者喜愛，尤其是貼身使用的莫代爾面料，能抑制不良細(xì)菌的生長(zhǎng)，深受消費(fèi)者喜愛。

程丹彤通過電子輻照莫代爾纖維，再將蘇門樹脂酸、白樺脂酸、戊二醛與其進(jìn)行共聚，在纖維表面發(fā)生接枝反應(yīng)，使得莫代爾纖維具有親膚抗菌抑菌性能[36]。

曹維維等人將莫代爾纖維和經(jīng)γ－氨丙基三乙氧基硅烷改性的石墨烯－氧化鋅納米改性聚酯纖維混紡得到莫代爾改性紗，再將莫代爾、甲殼素纖維、羅布麻纖維、竹纖維混紡得到四組分的莫代爾紗線，前者作為面料的前后層，后者形成織造為面料的夾層，開發(fā)出具有抗菌、較好強(qiáng)力的莫代爾面料[38]。

2.3.3 阻燃功能性紗線面料開發(fā)

為改善防護(hù)服的穿著舒適度，部分防火面料也會(huì)用到阻燃莫代爾面料，因此研究具有阻燃功能性的莫代爾紗線面料也顯得十分重要。

王云龍等人在鈰離子條件下，將丙酮處理的莫代爾纖維和丙烯酸發(fā)生接枝反應(yīng)，后堿化、鋁化，得到丙烯酸阻燃莫代爾纖維，所織面料具有31.3%極限氧指數(shù)[39]。

王曉雷等人將阻燃黏膠纖維與莫代爾纖維進(jìn)行混紡，所紡紗線捻度均勻、強(qiáng)力適中、回潮率好，所織緯平針和雙羅紋織物均具有良好的透濕性、透氣性和力學(xué)性能，后者阻燃性優(yōu)于前者[40]。

趙阿卿等人先進(jìn)行抗靜電預(yù)處理芳綸1414纖維與莫代爾纖維，并按35∶65進(jìn)行混紡，紡紗時(shí)速度降低、張力減小、增大圈條速比、縮短隔距、加大道夫與剝棉羅拉速比、降低梳棉棉網(wǎng)的張力牽伸，所紡混紡紗滿足梭織阻燃防護(hù)服所需性能要求[41]。

2.4 細(xì)特莫代爾纖維的應(yīng)用開發(fā)

莫代爾纖維雖然具有很多優(yōu)異性能，隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，消費(fèi)者的穿著追求細(xì)特莫代爾也得到消費(fèi)者喜愛，然而細(xì)特莫代爾長(zhǎng)度比化纖短、細(xì)度細(xì)、纖維間抱合力較差、體積比電阻稍大，可紡性較差，于是細(xì)特莫代爾纖維的紡紗技術(shù)也開始被研究應(yīng)用。包括細(xì)特莫達(dá)爾混紡紗、細(xì)特莫代爾色紡紗等。

改善細(xì)特莫代爾色混紡針織紗需要對(duì)混紡比例方法、原料的選擇、紡紗工序進(jìn)行優(yōu)化，采用精梳聯(lián)、智能化多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的懸錠式粗紗機(jī)、具有自調(diào)勻整裝置的并條機(jī)，賽絡(luò)集聚紡技術(shù)、上蠟的應(yīng)用，減少紗線毛羽、提高成紗條干均勻度、縮短紡紗流程[42－43]。

曾令璽等人對(duì)超細(xì)莫代爾的紡紗技術(shù)進(jìn)行了研究，采取開清棉短流程工藝，優(yōu)化設(shè)置梳棉工藝，采用帶自調(diào)勻整的并條機(jī)，加大粗紗定量與捻系數(shù)的設(shè)計(jì)，采用賽絡(luò)集聚紡紡紗技術(shù)，控制車間相對(duì)濕度55%～60%、溫度在25℃～28℃，纖維損傷降低、條干不勻、條子重量不勻得到大幅改善，粗紗斷頭、意外牽伸、毛羽減少，紗線強(qiáng)力、光潔度得到提升，成紗品質(zhì)滿足高檔針織用紗要求[44]。

3 莫代爾纖維面料開發(fā)應(yīng)用技術(shù)研究

3.1 莫代爾纖維貼身面料及家紡面料應(yīng)用

莫代爾纖維由于其具有貼身的舒適性，吸濕性強(qiáng)，故大多會(huì)選用在貼身貼膚面料，如內(nèi)衣、家居服、家紡用品，消費(fèi)者使用過程中會(huì)感受到吸濕透氣、平整光潔。例如，劉云等人將莫代爾與萊麻纖維混紡，并應(yīng)用在了無縫內(nèi)衣的生產(chǎn)上[45]。

奚斌等人對(duì)莫代爾纖維進(jìn)行改性，并將改性后的莫代爾纖維與莫代爾纖維進(jìn)行混紡，織成面料染色，由于染色時(shí)改性莫代爾上色快，煮堿時(shí)改性莫代爾不掉色、莫代爾纖維掉色，所生產(chǎn)面料具有異色效果，同時(shí)具備莫代爾纖維的風(fēng)格，天然環(huán)保，適合童裝、貼身服裝[46]。

周文江等人使用100%莫代爾纖維織成梭織人字紋面料，并應(yīng)用在長(zhǎng)袖開襟家居服上，面料平整光潔、吸水透氣、柔軟有光澤、吸濕柔滑，色牢度好，面料所設(shè)計(jì)的家居服外穿性提升、舒適性增強(qiáng)，貼身干爽透氣[47]。

蔡永東等人使用莫代爾纖維、麻賽爾纖維、棉纖維混紡，所織面料經(jīng)生物酶處理、輕磨毛整理，所得面料具有優(yōu)異的仿毛效果，同時(shí)具有吸濕速干、防霉抑菌、尺寸穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)保的性能，是高檔仿毛家紡面料的不二之選[48]。

3.2 莫代爾纖維彈性面料應(yīng)用

莫代爾纖維與氨綸等進(jìn)行配合織布所形成的面料彈性好，適合應(yīng)用于一些新的產(chǎn)品上，例如彈力牛仔系列、MODAL彈性運(yùn)動(dòng)系列等。

劉振波等人使用棉/粘膠/莫代爾50/30/20SIRO竹節(jié)紗為經(jīng)紗，棉包氨綸為緯紗，經(jīng)過上漿、染色、織造、整理等生產(chǎn)出穿著舒適、彈性伸長(zhǎng)及回復(fù)較好，受客戶喜愛的混紡彈力牛仔織物[49]。

王福華等人將蠶絲和天絲一次交替排列作為S捻經(jīng)線，莫代爾為緯線，混織為平紋表層面料，里層則是莫代爾棉混紡為經(jīng)線、PTT為緯線，混織為里層平紋面料。表層里層面料合為雙層面料，表層面料具備仿真絲效果，柔軟爽滑、輕薄透氣、強(qiáng)度高、懸垂性佳、亮麗，里層面料吸濕透氣、親膚貼身舒適、有彈性保形性好[50]。

單新偉采用莫代爾短纖與三醋酯纖維長(zhǎng)絲復(fù)合，并與氨綸復(fù)合制備出莫代爾/三醋酯彈力針織面料，該面料色牢度佳、手感柔軟滑爽、接觸冷感、吸濕速干、光澤柔和自然、顏色鮮艷亮麗、有透明感、懸垂性好，適用于春夏高端面料[51]。

3.3 其他應(yīng)用

莫代爾纖維在新型針織羅紋的復(fù)合面料也有應(yīng)用。陳劉旭等人在混合面料層側(cè)壁上的羅紋凸起上添加了莫代爾纖維花型，同時(shí)莫代爾線在混合面料層一、混合面料層二的內(nèi)部都有，莫代爾花型和莫代爾線的添加，面料的質(zhì)感、手感得到提升[52]。胡玉琴等人對(duì)莫代爾面料的無針縫熱壓粘合工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在熱壓粘合時(shí)，不加濕及給予適當(dāng)壓力可改善剝離強(qiáng)力、色牢度和柔軟度，最合適溫度為120℃～160℃[53]。

4 展望

莫代爾纖維在目前內(nèi)衣及貼身服裝領(lǐng)域已成為較常用纖維原料之一，但高檔莫代爾面料的開發(fā)，仍面臨一些技術(shù)難關(guān)尚未攻克。莫代爾纖維相較于普通粘膠，其原料成本較高，在一定程度上限制了莫代爾纖維在快銷、休閑面料中的大量應(yīng)用。隨著未來紡紗技術(shù)的不斷攻關(guān)、染色技術(shù)的不斷提升、生產(chǎn)品質(zhì)的不斷加強(qiáng)，莫代爾纖維面料的開發(fā)也會(huì)不斷增加。相信越來越多的適合我們需求的莫代爾面料產(chǎn)品能走進(jìn)我們的社會(huì)生活，綠色環(huán)保的莫代爾纖維也會(huì)越來越受到大家喜愛。