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浙江理工大学硕士学位论文 o p t i m 纤维混纺织物性能研究与产品开发 摘要 羊绒是一种珍贵的纺织原料，但产量有限价格昂贵。o p t i m 纤维是对羊毛采用机械拉 伸和化学定型的方法加工而成，其成本远远低于羊绒，如能将o p t i m 纤维作为羊绒的替代 纤维使用，可大大降低原料成本，缓解羊绒紧缺问题，同时可大幅度提升羊毛织物的品质。 因此o p t i m 纤维织物性能研究及产品研发就显得十分重要和迫切。 本文对o p t i m 纤维进行了纵横向电镜观察，测试分析了 o p t i m 纤维的长度与细度、强度 和伸长性、摩擦系数等基本性能。纤维的形态特征测试结果表i 韭j o p t i m 纤维的鳞片形态和 几何尺寸与羊绒接近，因此用o p t i m 纤维代替羊绒具有可行性。摩擦性能测试结果表明， o p t i m 纤维摩擦效应优于细羊毛和羊绒，有利于改善毛织物的缩绒性。但是，o p t i m 纤维长 度离散大、抱合力差、强力低，给o p t i m 纤维纯纺带来一定的困难，故采用与其它纤维进 行混纺的方式较为合适。 针对o p t i m 纤维、羊绒、羊毛和绢丝的性能与特点，选用绢丝作为经纱，选用羊毛纱、 羊绒纱、绢丝、羊毛绢丝、羊绒o p t i m 、哪i m ，绢丝羊毛、o p t i m 绢丝羊绒混纺纱线作为 纬纱，制成供测试用的1 9 种机织试样。接着测试了试样的风格，主要包括触觉风格和视 觉风格，织物的触觉风格主要包括压缩性能、弯曲性能和延伸性能，织物的视觉风格主要 包括折皱回复性能、悬垂性能、抗起球性能和光泽。f a s t 仪测定结果表明，原料采用o p t i m 纤维的织物，比羊绒和羊毛织物更轻薄、平滑，在表面厚度上存在更大的变化量；身骨适 中，手感柔软，但弹性不如羊绒织物。折皱回复性能测试和起球试验表明，用o p t i m 纤维 替代羊绒会略微降低织物的抗皱性能，但能提高织物的抗起球性能。悬垂性测试结果表明， 织物的悬垂系数随o p t i m 纤维含量增加而明显减小，即o p t i m 纤维含量越高悬垂性越好。 光泽测试表明在丝毛混纺织物中增加o p t i m 纤维的含量能一定程度上改善织物光泽，但这 种提高并不明显。织物风格的聚类分析结果证明，在一定范围内用o p t i m 纤维代替羊绒能 较大程度保持羊绒织物的独特风格。将试样中与羊绒风格最为接近的织物所选用的o p t i m 纤维混纺纱作为纬纱原料，结合0 9 1 0 年秋冬中国纺织面料流行趋势，融合古典东方元素， 开发了包括围巾面料和服用面料两大类的o p t i m 纤维混纺提花产品，以适应市场需要。目 前开发的o p t i m 纤维混纺织物产品已经投入市场，获得客户的喜爱，前景非常广阔。 绢丝、o p t i m 纤维和羊绒在物理性能和化学结构上存在差异，所以同色效果差，本文 探索了一种以绢丝为主兼顾o p t i m 纤维和羊绒的匹染工艺。尝试采用m 型活性染料三原色 染绢丝o p t i r r d 羊绒混纺织物，探讨了元明粉用量、染色温度、染色时间、碱剂用量等对同 i 浙江理工大学硕士学位论文 色效果和固色率的影响，最后进行染料拼色试验。试验结果表明m 型活性染料在绢丝拉 细羊毛羊绒混纺织物上能够获得较高的固着率和较好的同色效果。针对轻薄丝毛型织物 研究得出的最佳染整工艺，操作方便，固着率与染色牢度较高，同色效果较好，三原色的 拼色效果较好，能满足生产需要。 关键词：o p t i m 纤维；混纺织物：织物设计；织物风格；聚类分析；染色性能 浙江理工大学硕：i ：学位论文 r e s e a r c ho np r o p e r t ya n dd e v e l o p m e n to fo p t i mf i b e rb l e n d e df a b r i c s a b s t r a c t c a s h m e r ei sak i n do fe x p e n s i v et e x t i l em a t e r i a l ，b u ti th a sl o wy i e l da n de x p e n s i v ep r i c e o p t i mf i b e ri so b t a i n e db ym e c h a n i c a ls t r e t c h i n ga n dc h e m i c a ls e t t i n ga n d i t sc o s ti sm u c hl o w e r t h a nc a s h m e r e s s ou s i n go p t i mf i b e ri n s t e a do fc a s h m e r ec a l l g r e a t l yr e d u c ec o s lr e l i e v e s c a r c i t yo fc a s h m e r ea n di m p r o v et h eq u a l i t yo fw o o lf a b r i c t h e r e f o r ei ti sq u i t ei m p o r t a n ta n d u r g e n tt or e s e a r c hp r o p e r t ya n dd e v e l o pp r o d u c to fo p t i mf i b e rb l e n d e df a b r i c i nt h i st h e s i s ，o p t i mf i b e r sl e n g t h w a y sa n dt r a n s v e r s es e c t i o n sw e r eo b s e r v e db ys e m t h e ns o m eb a s i cp e r f o r m a n c e sw e r et e s t e d , f o re x a m p l et h el e n g t h , f m e s s ，s t r e n g t h , t e n s i l i t y ， f r i c t i o n a lc o e f f i c i e n ta n ds oo n t h et e s to f m o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c ss h o w e dt h a to p t i m f i b e r sm o r p h o l o g yo fs q u a m aa n dg e o m e t r ys i z ew e r es i m i l a rt oc a s h m e r e s ，s ou s i n go p t i m f i b e ri n s t e a do fc a s h m e r ew a sf e a s i b l e t h et e s to ff r i c t i o n a lp r o p e r t ys h o w e dt h a to p t i mf i b e r s f r i c t i o n a le f f e c tw a sb e t t e rt h a nf i n ew o o l sa n dc a s h m e r e ss oo p t i mf i b e rw a s b e n e f i c i a lt o i m p r o v ef e l t i n gp r o p e r t yo f w o o lf a b r i c h o w e v e r , 0 p t i mf i b e r sl a r g ed i s c r e t e n e s so f l e n g t h , p o o rc o h e s i o na n ds t r e n g t hm a d ei th a r dt og e tp u r eo p t i mf i b e ry a m t h e r e b yb l e n d i n go p t i m f i b e ra n do t h e rf i b e rw a ss u g g e s t e d as e r i e so fb l e n d e dy a m sw e r es e l e c t e da sf i l l i n gm a t e r i a la n ds p u ns i l kw a ss e l e c t e d 勰 w a r py a m t op r e p a r e19k i n d so fs p e c i f i cw o v e nf a b r i cf o re x p e r i m e n t s ，a c c o r d i n gt ot h e p r o p e r t i e so fo p t i mf i b e r , c a s h m e r e ，w o o la n ds p u ns i l k t h eb l e n d e dy a m si n c l u d e dp u r ew o o l ， p u r ec a s h m e r e ，p u r es p u ns i l l 【，w o o l s p u ns i l ky a m s ，e a s h m e r e o p t i my a m s ，o p t i m s p u n s i l k c a s h m e r ey a m s ，o p t i m s p u ns i l k c a s h m e r ey a r n s s u b s e q u e n t l yf a b r i cs t y l ew a st e s t e d w h i c hm a i n l yi n c l u d e dt o u c ha n dv i s i o n f a b r i c st o u c hs t y l em a i n l yi n c l u d e dc o m p r e s s ，b e n d i n g a n de x t e n s i o n , w h i l ef a b r i c sv i s i o ns t y l ei n c l u d e dc r e a s er e c o v e r y ，d r a p a b i l i t y ，p i l l i n gr e s i s t a n c e a n dl u s t r e f a s tt e s t i n gr e s u l t ss h o w e dt h a to p t i mf i b e rf a b r i cw e r em u c h t h i n n e r , s m o o t h e ra n d m o r ec h a n g e f u li nt h es u r f a c et h i c k n e s s t h o u g ht h e i rf l e x i b i l i t yw a sl e s st h a nc a s h m e r e ，t h e y h a d m o d e r a t e l yr i g i da n d s o f th a n d l e t h et e s t so fc r e a s er e c o v e r ya n d p i l l i n gr e s i s t a n c ei n d i c t e d t h a ti tm i l d l yd e c r e a s e dw r i n k l er e s i s t a n c ea n da i rp e r m e a b i l i t yb u ti m p r o v e dp i l l i n gr e s i s t a n c ei f r e p l a c i n gc a s h m e r e 、析t l lo p t i mf i b e r t h et e s t so fd r a p a b i l i t ys u g g e s t e dt h a tf a b r i c sd r a p e c o e f f i c i e n tr e d u c e dw i t ht h ei n c r e a s eo fc o n t e n to fo p t i mf i b e r ，n a m e l yd r a p a b i l i t yw a sb e t t e r w i t l lt h ei n c r e a s eo fc o n t e n to fo p t i mf i b e r i na d d i t i o n , i ti m p r o v e df a b r i cl u s t r ew h e no p t i m f i b e ri sa d d e di n t os i l k w o o lb l e n d e d f a b r i c ，b u tn o ts i g n i f i c a n t l y c l u s t e ra n a l y s i so ff a b r i cs t y l e t e s t i f i e dt h a ti tw o u l d n ta f f e c tu n i q u ef a b r i cs t y l eo fp u r ec a s h m e r et ou s eo p t i mf i b e ri n s t e a do f i i i 浙江理工大学硕士学位论文 c a s h m e r ei nac e r t a i nr a n g e c o n s e q u e n t l y , t h eo p t i mf i b e rb l e n d e dy a m sw a sc h o s e ，w h o s e f a b r i cs t y l ei sm o s ts i m i l a rt oc a s h m e r e s ，t od e v e l o pas e r i e so fo p t i mf i b e rb l e n d e df i g u r e w e a v ep r o d u c t s ，s u c ha ss c a r fa n d w e a r i n gf a b r i c ，w h i c ha r ed e s i g n e db yc o m b i n i n g a w c h i n e s et e x t i l ef a b r i cf a s h i o nt r e n di nt h ey e a r0 9 & loa n dc l a s s i c a lo r i e n t a le l e m e n t st om e e t m a r k e td e m a n d a tp r e s e n t , o p t i mf i b e rb l e n d e df a b r i cp r o d u c t sh a v eb e e nl a u n c h e d0 1 1t h e m a r k e t ，w i nt h eg o o dg r a c e sf r o mc u s t o m e r s ，a n dh a v eav a s tp r o s p e c t b e c a u s et h e r ea r ed i f f e r e n c e sa m o n gs p u ns i l k , 0 l p t i mf i b e ra n dc a s h m e r ei np h y s i c a l p r o p e r t i e sa n dc h e m i c a ls t r u c t u r e ，t h e i rt o n e o n - t o n ee f f e c t sa r ep o o r t h i se s s a yi sm e a n tt o e x p l o r eap i e c ed y e i n g ，w h i c hg i v e sp d o r i t yt os p u n , d u ec o n s i d e r a t i o nt oo p t i mf i b e ra n d c a s h m e r e t r i c h o r m a t i cd y e so fmr e a c t i v ed y e sw a ss e l e c t e dt od y es p u ns i l k o p t i m c a s h m e r e b l e n d e df a b r i c sa n ds e v e r a lf a c t o r sw h i c hi n f l u e n c e do ns o l i ds h a d ee f f e c ta n dc o l o rf a s t n e s s ， s u c ha st h ed y e i n gt e m p e r a t u r e ，t h ed y e i n gt i m e ，s o d i u ms u l p h a t ec o n c e n t r a t i o na n da l k a l i c o n c e n t r a t i o nw e r ed i s c u s s e d f i n a l l yt r i c h r o m a t i c sm a t c h i n gw a sc a r d e do n t h et e s tr e s u l t i n d i c a t e dt h a tmr e a c t i v ec o u l db ea p p l i e dt oo b t a i nh i g h e rf i x a t i o nr a t ea n db e t t e rs o l i ds h a d e e f f e c to ft h ef a b r i c sw h i c hw e r em a d eo fs p u ns i l ko p t i mf i b e ra n dc a s h m e r e t h i sd y e i n ga n d f i n i s h i n gp r o c e s sa i m i n ga tl i g h t - w e i g h ts i l k w o o lf a b r i c ，h a df e a t u r e so fc o n v e n i e n to p e r a t i o n , h i g h e rc o l o rf a s t n e s sa n dc o m p a r a t i v e l yw e l le f f e c to f t r i c h r o m a t i c sm a t c h i n g a l lo ft h e mc o u l d m e e t 廿l ep r o d u c t i o nn e e d s k e y w o r d s ：o p t i mf i b e r ；b l e n d e df a b r i c ；f a b r i cd e s i g n ；f a b r i cs t y l e ；c l u s t e ra n a l y s i s ；d y e i n g p r o p e r t y 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 仓扮 日期： 节年) 月f 、日 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密i i i，在 不保密彳。 学位论文作者签名：丘江1 乞 日期： 呷年 月i v 日 年解密后使用本版权书。 指导教师签名 日期： d 罗 浙江理t 大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1o p t i m 纤维研究背景 当今社会，科技进步已越来越渗入到传统行业，就毛纺织行业而言，为适应和满足高 档、舒适、环保、易护理和轻薄化纺织产品开发的国际趋势，产品从过去单纯的保暖性能， 向时尚化、轻薄化、功能化和全季化方向发展，这些已成为毛纺织品不可逆转的发展潮流 【l - 2 1 o 时下，由于高支轻薄的毛纺产品的高档、轻薄、个性化、柔软、舒适及易护理，而深 受消费者的青睐【3 1 ，虽然价格昂贵，但一直是市场中的紧俏产品。生产高支轻薄毛纺织产 品需要用的羊绒是紧贴山羊皮生长的浓密细软绒毛，平均直径l 和1 6l am ，具有柔软、轻盈 和保暖性好的优良品质，素有“纤维明珠”，“软黄金 、“毛中之王 的美誉。但羊绒的产 量有限，主要来自于澳洲，人们的需求量很大，产量很有限，季节性强，存在较大缺口， 主要依赖进e l f 4 1 ，所以原料价格高，企业实现利润的空间小。因此，羊毛的高支化成为市 场需求的主流，众多纺织企业竞相研制和开发高支细化的羊毛产品以替代羊绒。现在比较 有效的研究工作主要放在以下三个方面 5 - s l ： 一是羊种的遗传改良与培养。早期通过如细羊毛羊种的饲养、粗羊毛的改良、增加存 栏数和单产来实现，增加天然细羊毛的产量。但细毛羊生长地受到很大限制，且生产能力 低，周期长，成本又高【9 】，澳大利亚花了近百年时间也只增加1 8 , - , 2 0um 羊毛的产量，所以 生产的细羊毛数量不能满足市场需求。2 0 世纪8 0 年代后随着现代分子生物学和遗传学的发 展，生物工程技术在羊种的育种和改良中得到应用，使得羊种优选得到稳步发展，这包括： 基因组标记辅助选择和转基因技术【姗，从分子角度分析动物的遗传特征和多样性，为育种 提供可靠的依据【1 1 - 1 2 1 ，完成优良羊种选择性遗传，提高改良速度，以羊种克隆迅速繁殖优 良羊种。 羊种的遗传改良与培养没办法高效、快速、低成本地加工细支和超细支羊毛，并且有 很多不利因素，如羊种育种改良的长时间、波动大等。 二是羊毛纤维的减量变性处理【1 3 1 5 】，其基本原理是通过氧化的方法使羊毛鳞片层中脱 氨酸的s s 键断裂从而剥蚀羊毛鳞片达到细化羊毛的目的。这种技术能够提高羊毛的可纺 支数，制成的产品具有手感好、光泽柔和、抗起毛起球及较好的染色性能，并可达到防缩 机洗要求。 现在使用比较多的减量变性处理是氯氧化法、氧化法( 图1 1 ) 及与蛋白酶复合处理的 方法。其中氯氧化减量法已被工业化大规模应用，但有个明显缺点：一是废水中含有大量 1 浙江理工大学硬十学位论文 a o x ( 有机卤化物) ，对环境有较大污染 “l ，对人体和环境有不可逆的侵害；第二是氯氧 化法易使纤维泛黄降解，经过处理后的羊毛断裂强度明显下降。氧化法利用k m n 0 4 、h 2 晚、 过硫酸盐等氧化剂与二硫键反应，破坏鳞片外层和内层堋。氧化法的效果不如氯氧化法明 显，但与环境友好。酶处理法采用能够消化角蛋白的生物酶，对纤维进行蚀刻。由于很难 分解鳞片的外层和次外层，故须进行预处理i ”i 。酶处理法起步比较晚，与环境友好，但存 在成本高、可控性差，预处理有一定污染等问题，方法有待完善。 减量变性处理有两个明显的缺点：一是它的目的不是降低纤维的细度而是光泽，故纤 维细化的程度不高，一般直径减少l 矗l jm ；二是细化过程都是以损失羊毛的重量作为代价， 因此无形之中也增加了生产成本，这不利于产品的市场竞争。 三是羊毛纤维的拉伸细化加工技术。它在原理上完全不同于减量细化法，以不破坏纤 维鳞片为前提，对纤维施以预处理、拉伸和定形，以改变纤维分子之间的结构，并使整体 纤维变细伸长，细化可达3 7um 。拉伸细化后的羊毛见图1 2 。 羊毛拉伸细化技术的原理是通过化学助剂使羊毛大分子之间的氢键、盐式键和二硫键 断开，在适当的湿度、温度下经过机械拉伸，使羊毛大分子之间发生相互滑移，分子形状 由n 型转变为伸长的b 型结构，分子问二硫键被破坏，最后施加定形处理使其定形以达到 细化目的i l q 。拉伸后羊毛纤维内部结构的改变使其物理化学性能、染色性能和热稳定性都 发生了变化。该疗法可将中等细度、长度羊毛加工成超细、超长羊毛，可极大提高羊毛使 用价值。 圈i 1 减量细化的羊毛纤缩( 氧化法)图l o 拉伸细化后的羊毛纤维 史前人类就开始利用动物纤维，特别是羊毛纤维被广泛地用于衣着类纺织品。合成纤 维在功能性方面的开发，也是从模仿天然纤维的特性而起步的。但是即使在今天，高分子 化学及生物化学等应用技术的不断开发进步的前提下，羊毛纤维复杂和巧妙的微观结构及 其完整的功能却还不能在合成纤维上体现出来，这种完整的动物纤维还只能依靠自然界提 浙江理工大学硕十学位论文 供。不难看出，虽然相比于其它两种方法，拉伸细化羊毛技术难度高，正处于研制完善阶 段，但是这种技术的特点与优势不仅是对羊毛纤维本身特点的保持与发展，而且对毛纺织 产品的升级优化都具有深远的意义。 1 2o p t i m 纤维的产品开发现状 1 2 1o p t i m 纤维加工技术 1 2 1 1 国外研究概况 2 0 世纪9 0 年代，国际羊毛局和澳大利亚联邦工业与科学研究院( c s l r o ) 与国际羊毛局 ( w o o l m a r kc o m p a n y ) 历时1 3 年时间耗资千万美金研究组织开发出的羊毛科学和工业中的 前沿技术，其工艺和纤维的注册商标为“o p t i 矗刑 【2 0 】。 澳大利亚专利中0 p t i m 刑纤维加工工艺包括纤维预处理、机械拉伸、化学定形等一系 列专利技术，机器结构不复杂，而且产量也高，其工艺流程如图1 5 ( a ) t 2 1 1 所示，移动的毛条 1 嵌在带有一条v 字形沟槽的滑轮上进行拉伸，进入带有助剂和加热器的预浸槽2 后使毛条 可塑化，随后进a 3 7 的假捻装置( 见图1 5 ) 利用给毛条或粗纱加假捻以增加握持，确保 拉伸过程中纤维间的有效握持和拉细，然后经过含有混合剂、添加剂、氢键断裂剂、交联 剂、疏水松弛剂等溶液的后处理槽8 1 0 ，最后通过一个蒸汽定形室1 1 定形。定形效果取决 于定形条件和预处理条件。如图1 6 瞄1 ，将毛条中的羊毛纤维拉细，可制得2 种全新的纤维： o p t i n l 诩f i n e 和o p t i m a x 。 ( 1 ) o p t i i i l l m 五m e 纤维在制造时为确保延伸率，要利用渗透剂和温度效果，使其充分膨胀， 在6 0 延伸时，用还原剂和热源进行定形，再经冷却并应用氧化剂使形状固定，取得 永久性拉伸，同时在延伸时进行加捻，从而使纤维的截面发生变形形成异型截面。有 关资料描述 o p t i m t mf r e e 纤维拉伸后的直径会减少3 4 1 tm ，兼有羊毛和丝的性能有优 异的手感，柔软的悬垂性和良好的光泽，其织制的针织或机织面料柔软、轻盈、光泽 好，如同真丝，悬垂性优良。 ( 2 ) o p t i m 刑m a x 纤维则略微不同，拉伸过程中不使用还原剂和氧化剂，在s s 键断裂过程 中，使纤维在内部交链残存状态下定形，所以纤维经过拉伸后获得的是暂时性定形， 染色后( 或在湿热条件下) 回复到原来长度，这样当它与未拉伸的纤维混纺时由于收缩而 得到蓬松性。它是一种可回缩的纤维，可以缩短2 0 - - - 2 5 。国际羊毛局称【2 4 1 ，o p t i m t m m a x 纤维与未经处理的羊毛纤维混纺，最终制得的纱线的容积可以增h n 2 0 ，纤维经缩 水后长度缩短2 0 - 2 5 ，与普通羊毛纤维混纺，制得的轻薄面料具有蓬松、质地轻、 耗用原料较少的特点。 3 浙江理f t 大学硕士学位论文 ( a ) 加捻拉伸装置平面图 注：l 为毛条，2 为预浸槽，3 7 为假捻器，8 1 0 为后处理槽，1 1 为蒸汽定形室，1 2 为细化毛条 毛l l 浸 条h 渍 加ii 拉 捻h 伸 ( b ) 假捻器立体图 图1 5 加捻拉伸装置示意图 蛩时区 1 至蛋 部分定形r 叫低温烘干ho p t i m t mn l a x 图1 6 羊毛纤维拉伸细化的t 艺流程图 简言之，将拉伸后的羊毛永久定形，使羊毛拉长变细，形成具有防缩，丝光效果的细 化纤维，粼o p t i m t mf i n e ；将拉伸后的羊毛暂时定形，使纤维获得高收缩性能，在与其 它纤维混纺过程中可以使纱线和织物产生膨松效果的细化纤维，就被称作o p t i i n 诩m a x 。 羊毛细化技术及其细羊毛产品o p t i m 纤维是目i j i f a w i ( a u s t r a l i a nw o o li n n o v a t i o n ，澳大 利亚羊毛创新局) 的主推产品和技术2 5 粕】，另外，新西兰与日本在羊毛拉伸细化技术上获得 了突破性的进展。新西兰也开发了无捻和有捻的毛条拉伸设备，并且申请了专利。日本在 工艺上取得较大进展，利用生产的毛条开发了命名为“克利拉纳”的新型毛纱，其纤维产 4 浙江理t 大学硕士学位论文 品的商标命名为“o d i n 1 2 7 1 。 1 2 1 2 国内研究概况 2 0 世纪9 0 年代末国内才开始有这方面的研究和报道。虽然起步比较晚，但是国内对羊 毛的拉伸技术研究也已经取得较大的进展，明显热于国外。国内高校于2 0 0 0 年起开始了羊 毛拉伸细化项目研究，东华大学、天津工业大学、上海毛麻纺织科学技术研究所等走在该 项技术的前列。东华大学在羊毛细化拉伸的基础理论研究方面做了许多工作，并且通过实 验手段对拉伸细化的加工技术进行了较详细的研列2 8 - 2 9 1 ，得出了一些有价值的结论，也已 申请了拉伸前预处理和拉伸后定型处理的化学工艺的专利f 3 们。天津工业大学纺织服装学院 进行了羊毛纱线拉伸加工技术的基础原理和设备的研究，研制的t j g 嗍i m o s 0 2 型拉 伸机采用的是对集合体实施假捻装置和拉伸装置单独进行传动形式，效果较好3 ”羽。上海 市毛麻纺织科学技术研究所3 3 删采用的则是具有自主知识产权的“低线密度真捻大隔距多 区毛条拉伸法 ，申请了三项国家发明专利和一项实用新型专利，其中两项发明和一项实 用新型专利已获授权且已完成了工业化样机的生产试验，项目已通过中国纺织工业协会的 鉴定。 国内企业如山东如意集团等也曾经利用日本拉伸的毛条开发精纺面料产品。但由于产 量少，价格昂贵，国内应用的较少。河北启发集团购买了新西兰的拉伸设备，但只能开发 蓬松毛线。内蒙古鹿王集团购买了澳大利亚联邦科学院和国际羊毛局历时1 0 年、耗资一千 万美元研究的拉伸细化加工技术，产品命名为o p t i m 羊毛纤维。该技术在的中国市场( 包 括香港、澳门和台湾在内) 由鹿王集团独家引进。 现有的研究和进展，就国外情况【3 5 3 6 1 来说，加工技术、理论研究和产品基本维持在2 0 世纪9 0 年代中期的水平，仅在细化程度上有所报道，但未见专利和产品。澳洲所有该方面 的工作表现为o p t i i i l 纤维的推销。新西兰有一些暂定形细化毛的加上技术与产品介绍。 1 2 2o p t i m 纤维面料开发 o p t i m 纤维的拉细机理和羊毛拉伸细化技术的研究，国内已有许多文献报道。相比之 下对拉伸细化羊毛性能及其产品开发的研究却较少，尤其采用o p t i m 纤维生产精纺面料的 报道尚不多见【3 7 j 。 兰州三毛纺织( 集团) 有限责任公司对o p t i m 纤维拉细羊毛产品的生产工艺进行了研 究，提出了一整套生产全毛高支轻薄产品的工艺，批量生产了十多万米拉细羊毛产品。该 公司应用这一新型o p t i m 拉细羊毛纤维进行纯纺及与羊绒、超细羊毛、丝光羊毛、高支细 羊毛、桑蚕丝、天丝t e n c e l 、大豆蛋白纤维、细旦涤纶等混纺和交织，开发出了九大系列、 5 浙江理t 大学硕上学位论文 几十个品种的o p t i m 纤维产品，平均纱线线密度在1 0 t e x x 2 以下，手感柔糯、活络，弹性、 身骨好，光泽滋润，悬垂性能优良，昵面细洁匀净，丝感强、绒感足，物理指标、服用性 能也较令人满意【3 引。 另外系统研究o p t i m 纤维织物风格的论文不多，尤其是关于视觉风格的研究更少。兰 州三毛实业股份公司的李波f 3 9 1 利用f a s t 仪对0 l p t i i i l 羊毛混纺织物及对比产品的触觉风格 进行了客观检验和评价；西安工程大学杨建忠m 对o p t i i l l 纤维纯纺及混纺织物的压缩性和 光泽进行测试分析。 1 3 本文的研究的主要内容和意义 1 3 1 主要内容 ( 1 ) 对o p t i m f r e e 纤维( 以下简称o p t l m 纤维) 进行纵横向电镜观察探讨其表面形态特 征，测试o p t i m 纤维的长度与细度、强度和伸长性、动静摩擦系数等基本性能，并分 析o p t i m 纤维基本性能特点，归纳总结与普通绵羊毛( 以下简称羊毛) 和羊绒之间的 差异，为充分利用该纤维特点进行产品开发提供依据。 ( 2 ) 对多种o p t i m 纤维与羊绒、绢丝、普通羊毛纤维的混纺纱线性能进行测试与分析，为 探讨o p t i m 纤维混纺织物各方面性能、设计并试制o p t i m 纤维混纺交织产品提供依据。 ( 3 ) 采用o p t i m 纤维混纺纱、绢丝等为主要原料试制一系列不同比例羊绒、绢丝、普通羊 毛与o p t i m 纤维的混纺交织素织物，测试其基本性能，对比这些织物的性能差异，分 析o p t i m 纤维含量对织物基本性能的影响。 ( 4 ) 测试o p t i m 纤维混纺织物与纯绢丝织物的光泽度，比较o p t i m 纤维和羊绒、羊毛、绢丝 织物的光泽度差异，并用相关性分析的方法分析各种原料对织物光泽的影响。 ( 5 ) 测试织物的触觉风格( 包括压缩性能、弯曲性能和延伸性能) 和视觉风格( 包括抗皱 性能、悬垂性、抗起球性和光泽) 特性指标，并用聚类分析法进行聚类分析，以分析 用o p t i m 纤维替代羊绒纤维后织物风格的差异显著性，为o p t i m 纤维的应用提供理论依 据。 ( 6 ) 探讨o p t i m 绢丝羊绒混纺织物的染色性能，重点探讨各染色工艺因素对织物同色性的 影响，选择合理的工艺路线和工艺条件，以实现绢丝o p t i m 羊绒混纺织物的同色性。 ( 7 ) 在分析2 0 0 9 2 0 1 0 年秋冬面料及色彩流行趋势、2 0 0 9 2 0 1 0 秋冬国际羊毛局发布的秋冬 羊毛面料流行趋势及当前国内外包括服装面料在内的流行趋势的基础上，通过设计优 美的图案、配置合理的工艺，设计开发o p t i m 纤维混纺提花围巾和服用两个系列面料， 以供市场需要。 6 浙江理工大学硕上学位论文 1 3 2 意义 ( 1 ) 羊毛拉伸细化技术是纺织原料生产近几年来取得的重要成就之一，它对于该如何利用 羊毛资源，提高羊毛产品的附加值，降低羊绒产品的成本，满足消费者服用舒适性要 求以及保护生态环境都有很大的现实意义。目前，该纤维已进入技术推广阶段，所以 对于o p t i m 纤维织物开发与性能研究显得十分重要和迫切。 ( 2 ) 丝织物产品中各种交织产品很受消费者青睐，所以本文开发的绢丝作为经纱，毛纱作 为纬纱的丝毛系列产品能大大提高产品的档次与市场售价，提高工厂的经济效益。 ( 3 ) 与百分之百的单一纤维面料相比，多种纤维进行混纺、交织、复合等形式的组合有很 多好处【4 1 1 。尤其是将两种或几种天然纤维混纺不仅保证了织物的天然性、环保性，还 使几种纤维之间优势互补，织物具有更全面的性制4 2 1 。羊毛和绢丝都是蛋白质纤维， 都具有其它纤维所不可比拟的优点。如绢丝吸湿透气性好、光泽柔和，但抗折皱性、 弹性和保暖性差；羊绒质地轻盈、柔软、弹性好、保暖性好但容易起毛起球。本文开 发的丝毛混纺产品使o p t i m 纤维、绢丝、羊毛和羊绒四种纤维在物理性能上取长补短， 增加丝织物的毛感，扩大了穿着季节和使用范围。 ( 4 ) o p t i m 纤维的价格远低于羊绒，如果用o p t i m 纤维代替羊绒的织物接近羊绒织物的手 感和服用性能，那么开发o p t i m 纤维混纺织物就具有很高的经济价值。 ( 5 ) 相比于纱线染色，织物染色更方便于根据市场快速投产，缩短产品的生产周期，花色 更新快，防止因流行色发生变化而造成产品积压，是掌握生产主动权的最佳模式。本 文将摸索出一种简单、操作方便的染色工艺，适用于绢丝o p t i m 羊绒混纺织物，获得 较高的固着率、较好的同色效果和三原色拼色效果，来满足生产需要。 7 渐江理i 太学硕士学位论文 第二章o p t i m 纤维形态特征与基本性能研究 作为一种代替羊绒的新产品，首先测试o p t i m 纤维的基本性能，归纳总结它与羊绒之 问的差异，为我们设计o p t i m 纤维混纺产品提供依据。纤维的形态特征主要包括纤维纵横 截面状态；纤维的基本性能测试主要包括：纤维长度和细度、单纤强伸性能和摩擦性能。 2 1 纤维形杏特征 2 1 1 纤维形森特征的试验方法 试验仪器：j s m 一5 6 1 0 l v 型扫描电子显微镜( 日本电子公司) 试验步骤：取适量普通羊毛、o p t i m 纤维和羊绒用无水乙醇清洗样品表面。将制作好 的样品用导电胶等将试样固定在样品台上，放入高真空镀膜仪内进行导电处理。将试样放 入扫描电镜内，抽真空到2 0 m p a 以下，便可调像进行观察纤维的截面与纵面形态。 2 1 2 结果与分析 纤维纵横截面的形态直接影响纤维的各项物理、机械和化学性能，o p t i m 纤维作为一 种新型纤维，首先应该对其纵横截面的形态特征进行观察。图2l 、图2 2 和囤23 是羊毛、 0 p t i i i l 纤维和羊绒的部分试验样品的电镜照片。未处理羊毛( a ) 的鳞片多为环状覆盖在毛干 上，每个鳞片形成一个环套，套在毛干周围，一个鳞片的根部由另个鳞片的梢部覆盖。 鳞片间距较小，鳞片厚度较大，纤维截面为圆形或椭圆形。羊绒( b ) 鳞片近似方形，鳞片上 缘紧贴于毛干，翘角小，间距较大，表面光滑，纤维截面多为规则圆形。拉伸处理后的o p t i m 纤维( c ) 鳞片密度降低，鳞片边缘光滑，覆盖问距比羊毛大。紧抱于毛干，这些都趋向于羊 绒彻的特征。o p t i m 纤维与羊绒相比，最大的区别在于拉伸处理后的o p t i m 纤维截面由椭圆 形变为略带多边形，且具有扭转。加捻拉伸造成纤维问相互挤压导致o p t i m 纤维有不规则 的多边棱角这种特征会产生光的折射效应，使产品具有丝般光泽。 浙江理i 学碗七学位论文 图姐羊绒纤维样品纵横藏面电镀照片 浙江理i 孕碗士学位论文 ( c )旧 圈2 3o 口缸纤维样品纵横截面电镜照片 2 工基本性能 2 2 1 纤维长度和细度 2 上1 1 纤维长度的试验方法 试验仪器、用具：y 1 3 1 型梳片长度仪，夹毛钳，压叉、直尺、天平等。 试验步骤：将洗净的毛散纤维梳理成条；用夹毛钳把纤维从第一台梳片机转移到第二 台梳片机梳理纤维。按一定组距对纤维长度进行分组，逐一用天平称重。用以下公式计算： j 避笋= v 区e g , e g , 一r岛 “ c 2 i o - 1 0 4 ) o , 式中：上长度平均值，m m ；l 广各组毛纤维的代表长度 公式2 1 ) 公式2 啦) 公式2 - ( 3 】 即每组长度上限与下限的 新江理工大学硬士学位论文 中值，i d i n ；g r 一备组毛纤维的质量，m g l 盯长度均方差，m m ；c 长度离散系 数，。 2 2 1 2 纤维细度的试验方法 试验仪器、软件：j s m - 5 6 1 0 l v 型扫描电镜( 日本电子公司) 、i m a g e - p r o 。p l u s 6 2 软件 ( 日本奥林巴斯公司) 试验步骤：扫描电镜( 放大l o o o 倍) 拍摄多搬纤维外观( 见小节21 ) ，将照片导入 h a g e - p r o 。p i l 】s 6 2 软件测量分析纤维的平均直径及其分布，样本数为l o o 。部分试验照片 如图2 4 。 蕊i 。羹，i 翟萄嗣_ 翟叠霜_ 愈高，成品的品质愈好“”。o p t i m 纤维和羊绒的长度和细度测试结果见表2 1 。 竺：燮! 望三：燮! ：燮! 鳖：! 燮! o p t i m 8 8 2 8 3 l 1 6 1 7 3 3 12 0 4 7 羊绒 3 1 7 86 3 21 9 9 01 59 3 1 嚣1 1 o 曲m 纤维一般由7 蚴0 支羊毛拉伸细化处理后得到，本试验中的0 面m 纤维是通过对 8 0 支毛条进行物理机械拉伸达到规定细度的。从实际采购的原科状况来看，o p t i m 纤维的 细度在1 5 5 1 6 5 m 之问，长度在8 0 一l o