第八章纖維的可加工性

第八章纖維的可加工性纖維的可加工性纖維的可加工性是指纖維被加工成可紡織用纖維的性質(zhì)。其包括兩大要素：纖維的“初加工”，即纖維的成形過程和各種為方便后續(xù)紡織加工的處理；纖維的特征，包括不適于紡織加工的物質(zhì)與性質(zhì)和有效纖維體的“可加工性質(zhì)”。纖維的可加工性纖維的可初加工性

化學(xué)纖維的初加工

纖維的損傷與清潔化加工

棉的初加工可行性

毛的初加工可行性

絲的初加工可行性

麻的初加工可行性

形態(tài)及形態(tài)穩(wěn)定的可加工性

纖維溶解與劈裂的可加工性

回用纖維的加工及方法

纖維的整理與卷裝

初加工中的纖維損傷

清潔化的初加工

第一節(jié)纖維的可初加工性天然纖維的初加工：纖維與生物體或礦物“獲取”，即將纖維從自然界中無破壞的取回；纖維與異物“清雜”，即去除非纖維類的物質(zhì)纖維與纖維間的分離“整形”，即使纖維適合于紡織加工一、棉的初加工 1.棉的初加工包括棉的采摘和棉纖維與棉籽及雜質(zhì)的分離圖8-1棉纖維的初加工工藝內(nèi)容及流程（1）棉花的采摘采摘過早——棉花生長不足，纖維成熟度低，色澤及品質(zhì)不佳，甚至無法紡用；采摘過晚——棉絮經(jīng)風(fēng)吹雨淋日曬，會(huì)使纖維強(qiáng)力受損，棉殼葉色素沾污纖維，甚至霉變，導(dǎo)致色澤、品質(zhì)下降和無法使用。采摘方式——棉花的采摘大多以人工為主，雖能很好的分品種、分區(qū)、分時(shí)采摘，但耗費(fèi)人力，拾花成本高。采用機(jī)械采棉，其速度快、效率高，一次完成性好，其他干擾少，但較難應(yīng)付小區(qū)域、多品種、成熟時(shí)差大的采棉。

（2）籽棉的分級(jí)分垛分類：好花、僵瓣棉、落地棉分開采摘、晾曬、堆放和收存分級(jí)分垛按品質(zhì)粗分類和堆放機(jī)采棉已無此過程，是直接根據(jù)種植地區(qū)作簡單地劃分。

（3）籽棉清理籽棉清理：即在棉籽剝離前的抖松與粗去雜。較大、較明顯的異物，如草桿、棉桿、鈴殼、繩頭、不孕籽、僵瓣等。籽棉清理的工藝要求：充分抖松籽棉而不損傷纖維和棉籽；最大限度地清理危害較大的特殊雜質(zhì)。機(jī)采棉不會(huì)引入人為雜質(zhì)，主要是棉桿、葉、棉桃雜質(zhì)，但籽棉的含水率須低，故要選擇合適的采棉時(shí)機(jī)。（4）軋花軋花就是將棉籽上的長纖維從棉籽上分離下來，形成皮棉。軋花工藝要求：盡可能全地軋下長纖維并保持原有天然性狀（長度、整齊度、色澤等）；完全排除棉籽、盡可能多地去除沙土、碎棉葉、桿、不孕籽等；減少新生雜質(zhì)，如破籽、棉結(jié)、索絲等；減少落棉損失和做好下腳料的清理回收工作。軋花工藝包括皮輥軋花和鋸齒軋花。（5）皮棉清理

以清雜效果好地鋸齒軋花機(jī)為例，總除雜效能為塵雜約為85%；不孕籽大約為40%；尚殘留60%的不孕籽和15%的塵雜，且加工中還要產(chǎn)生破籽、棉結(jié)、索絲等疵點(diǎn)，影響皮棉的質(zhì)量及使用價(jià)值。軋花廠對(duì)皮棉進(jìn)行清理更優(yōu)越，可省去打包后的開松，而快捷、方便、有效地去除皮棉中的大部分雜質(zhì)。大大減輕紡紗廠和儲(chǔ)運(yùn)的負(fù)擔(dān)與浪費(fèi)，提高皮棉成紗地制成率。是一舉多得的加工工序。

（6）打包打包的基本要求是打包過程對(duì)棉纖維無明顯損傷；打包后便于運(yùn)輸，應(yīng)為大體積和高緊密度的打包；便于后道開松。 2.棉中“三絲”去除人發(fā)、化纖、動(dòng)物毛發(fā)及羽毛杜絕源頭縮短敞開時(shí)間，采摘后注意分類打包，防止異類纖維的混入。不使用易劈裂脫落的丙綸袋。采用機(jī)采方式去除的可能性宜前不宜后3.棉的其他加工絲光棉：在有張力(紗線、機(jī)織物)或無張力（針織物）的條件下，將棉制品用濃燒堿溶液處理，并清洗、中和燒堿的加工過程。絲光是通過堿液對(duì)棉纖維的溶脹作用使纖維變圓，纖維內(nèi)層次結(jié)構(gòu)更為明顯，而產(chǎn)生絲一樣的光澤。

制取棉短絨：削絨機(jī)或用鋸齒軋花機(jī)（加大剝棉力度），從絨棉籽表面剝離所得的纖維。特點(diǎn)：纖維短、粗、白色、成熟度較高，有2～16毫米一類棉短絨：手扯長度13mm織棉毯、絨衣二類棉短絨：手扯長度12～13mm無煙火藥、膠片、高級(jí)紙張等三類棉短絨：手扯長度小于或等于12mm再生纖維和高級(jí)紙張植絨：將短纖維(長度0.2到5mm)借助于膠漿植入一基材（織物）表面上的加工，包括機(jī)械植絨和靜電植絨。4.棉的洗滌含糖量(%)0.30.3～0.50.5～0.8>0.8可紡性正常輕度粘性有粘性嚴(yán)重粘性表8-1棉纖維含糖量與可紡性的關(guān)系二、毛的初加工圖8-2毛類纖維的初加工內(nèi)容及流程洗毛洗毛的目的是洗去毛纖維上的羊毛脂、羊汗和砂土、污垢等，而其中關(guān)鍵是對(duì)羊毛脂的洗滌。洗毛采用的方法是加入含有洗滌劑的洗液，使其滲透到羊毛脂污垢層的縫隙中，降低污垢層與毛纖維的結(jié)合力，令污垢分解、脫離并轉(zhuǎn)移到洗液中。炭化“炭化”的原理是針對(duì)羊毛耐酸而植物性雜質(zhì)不耐酸的特性，將含草毛通過硫酸液、浸漬與烘干，使草雜成為易碎的炭質(zhì)，再經(jīng)壓碎和開松分離，使之從羊毛中分離出去，達(dá)到降低草雜含量的目的。羊毛其他初加工羊毛拉伸細(xì)化，對(duì)纖維施以預(yù)浸漬處理、拉伸細(xì)化和結(jié)構(gòu)定形穩(wěn)定，以達(dá)到改變纖維分子構(gòu)象和分子間結(jié)構(gòu)，并使纖維變細(xì)伸長。羊毛絲光的基本原理是將羊毛表面鱗片部分或全部腐蝕去掉，以達(dá)到絲光的效果。羊毛絲光化的方法主要有二種：氯化和蛋白酶剝蝕法。三、絲的初加工

圖8-3蠶絲的初加工流程及內(nèi)容示意蠶繭蠶繭的組成繭的形成：

由外→里分三層繭衣（外層）：凌亂的絲縷，約占繭重的2%，成為繭的蓬松外廓。（絲縷細(xì)，強(qiáng)度差，絲膠含量多，絹紡原料）繭層（中層）：結(jié)構(gòu)緊密，排列規(guī)則，是絲的主體，占繭子重量的50%左右。（絲較粗，強(qiáng)力好）

蛹（內(nèi)層）：吐絲將近終了時(shí)疊合成的疏松層，約占2.5%。（絲最細(xì)，發(fā)脆，絲膠含量少，絹紡原料）2.各步驟的作用及方法（1）殺蛹與烘干蠶繭的初步加工：殺蛹和烘干。殺蛹：防止出蛾、生蛆而破壞繭層，以致無法繅絲。烘干：去除一定的水分，避免霉?fàn)€變質(zhì)，便于貯存，同時(shí)可使絲膠適當(dāng)變性。（2）干繭分揀與包裝分揀：將已受污染、穿孔、變質(zhì)的繭分離開來；按繭的品質(zhì)好壞的分類，如繭的大小、繭層重量、色澤等。。（3）剿絲加工繅絲是將幾根繭絲順序抽出依靠絲膠抱合膠著成絲束的過程?？壍玫慕z束稱生絲；經(jīng)過精練脫膠后稱熟絲。（4）絹絲的加工絹紡的原料：廢繭。廢繭經(jīng)化學(xué)煮練，即在煮練液中加入適量的堿和酸及其他化學(xué)助劑起脫膠去脂作用，也有采用蛋白酶制劑進(jìn)行脫膠。絹絲紡工藝有精練、制綿和紡紗三階段。精練的目的是在紡絲加工前，先去除原料上的大部分絲膠、油脂與其他污染物制成精干綿，以利于后道紡絲及染整工程的生產(chǎn)。制綿的目的是通過選別、混和、開松、除雜、梳理等作用，把長而纏結(jié)的精干綿制成一定長度適于紡紗的精綿。絲膠的獲取途徑以下繭、廢絲為原料，用高溫水浴脫膠。然后將絲膠溶液濃縮、干燥，制得固體粉末絲膠。從煮繭和精煉的廢液中提取絲膠被廣泛應(yīng)用于紡織改性、化妝品添加劑、食品添加劑和蛋白生物材料等方面。將絲膠溶液涂在織物上，有利于改善吸濕、抗靜電和舒適性。絲膠加入化妝品中，能起到類似天然保濕因子的作用。絲膠用作固定化酶載體，可使酶的抗熱性、抗電滲性、酶活性的穩(wěn)定性明顯提高。四、麻的初加工可行性 1.基本概念與步驟麻初加工的第一步是將纖維與液體類和膠質(zhì)類物質(zhì)的分離。初加工的第二步是纖維的分離或部分分離和脫去纖維表面膠質(zhì)。 2.脫膠方法及可行性常用的脫膠方法是天然漚麻脫膠和人工化學(xué)脫膠。前者方便，但質(zhì)量難以控制，生態(tài)性有質(zhì)疑；后者污染大，但快速方便、質(zhì)量可控。（1）天然漚麻脫膠物理過程，即麻莖（皮）或麻葉吸水膨脹，可溶物和色素溶出；生物過程，起初是好氧菌的迅速繁殖，并消耗水中的溶解氧，而后厭氧菌大量繁殖并分泌大量的果膠酶，這一強(qiáng)大發(fā)酵作用使麻膠徹底分解，從而將纖維分離出來機(jī)械的清洗去除纖維上殘留物的過程，以獲得松散柔軟的麻纖維。（2）人工化學(xué)脫膠利用麻膠中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠等對(duì)堿液的不穩(wěn)定性和可溶脹溶解性，在盡量少損傷麻纖維原有機(jī)械性質(zhì)的前提下，去除膠質(zhì)、分離纖維的化學(xué)堿煮加工。圖8-4麻脫膠機(jī)制及纖維分離示意（3）其他人工脫膠方法a.生物酶脫膠生物酶脫膠是利用酶作用的選擇性，或稱專一性，使其只與麻中某一組份作用，而保留其他有效成份，而達(dá)到脫膠目的。b.微生物脫膠利用微生物的生命活動(dòng)除去麻中非纖維素物質(zhì)（膠質(zhì)）。c.閃爆處理將已滲入麻束內(nèi)部的熱水蒸汽分子在高溫高壓下以氣流的方式從較封閉的孔隙中高速瞬間釋放出來，使纖維間的粘結(jié)解開或疏松化，以利于纖維的分離和脫膠介質(zhì)的進(jìn)入與作用。超聲波處引起液體分子間的受壓與受拉，導(dǎo)致液體撕裂為大量微小氣泡，即空化泡。當(dāng)這些巨量空化泡破裂時(shí)，能放出巨大的能量，產(chǎn)生高達(dá)幾百個(gè)大氣壓的局部瞬間壓力，從而形成對(duì)浸在液體內(nèi)部的固體物質(zhì)表面的沖擊與破壞。此作用稱“空化效應(yīng)”?？栈?yīng)可使麻膠分解和分離，可使纖維分離和表面膠質(zhì)去除3.麻纖維柔軟細(xì)化的可行性

（1）柔軟化加工

麻的柔軟化加工是較成熟的技術(shù)，主要是以改變麻纖維的微細(xì)結(jié)構(gòu)和提高工藝?yán)w維間膠質(zhì)的柔軟性為主；減少纖維間摩擦力為輔的方式進(jìn)行。

纖維集合體的柔軟化處理，一是改變纖維的柔軟性；一是降低纖維間的摩擦作用。只從纖維制品柔軟性上說，采用輔方式更為簡單、方便，甚至更理想、有效。但作為消除織物的刺癢感，則必須解決纖維的粗硬問題。（2）細(xì)化的可能性已有實(shí)踐，采用各向異性分離的機(jī)械揉搓、化學(xué)或酶分解在亞麻、紅麻和竹纖維中有嘗試，見圖8-5所示，可細(xì)化1～1.5倍；采用復(fù)合加工技術(shù)，即化學(xué)分離、機(jī)械梳理和紡紗技術(shù)的組合，達(dá)到紗的細(xì)支化，但纖維的改進(jìn)有限；采用生長早期的細(xì)嫩麻加工高支紗線，也有嘗試，但根本未涉及纖維的細(xì)化，如同取羔羊毛的原理；(a)紅麻原纖維(b)揉搓細(xì)化后圖8-5紅麻纖維揉搓細(xì)化前后的截面形態(tài)第二節(jié)化學(xué)纖維的初加工一、形態(tài)及形態(tài)穩(wěn)定的可加工性 1.纖維的切斷切斷 適應(yīng)短纖紡紗系統(tǒng)和仿天然纖維的需要牽切隨機(jī)拉斷的方式使長絲變?yōu)槎汤w維主要控制纖維平均長度和長度分布 2.纖維彎曲變形加工機(jī)理纖維的變形加工即平面或空間卷曲的生成，本質(zhì)變形是彎曲和扭轉(zhuǎn)，且主要是彎曲。單組份（單一結(jié)構(gòu)）或均勻分布纖維的變形，基本原理是形成非對(duì)稱或不均勻分布的具有不同結(jié)構(gòu)的微區(qū)。而復(fù)合纖維（復(fù)合結(jié)構(gòu)）因組份的分布不對(duì)稱或不均勻，將直接導(dǎo)致或潛在具有纖維的彎曲，故前者無需變形加工，后者還需變形處理。二、纖維溶解與劈裂纖維溶解與劈裂加工主要是發(fā)生在化學(xué)纖維的細(xì)化加工中，即超細(xì)纖維的加工。

1.溶解分離加工 2.劈裂分離加工圖8-6

海島型纖維的構(gòu)成三、回用纖維的加工及方法 1.必要性 2.回用的可能性及方法回用纖維的初加工是面對(duì)人造物，要去除各種糾纏、摩擦和粘結(jié)作用；回用纖維可能是傷痕累累或改性變化；還可能是染色、混色和可能多組份的纖維集合體。因此，纖維回用的難度很大。目前，回用纖維一般作為絮填材料。四、纖維的整理與卷裝 1.紡織加工油劑紡織油劑的作用是提供潤滑、降低動(dòng)摩擦系數(shù)、便于牽伸；增加纖維抱合力、減少纖維分散、增加成網(wǎng)、成條性；賦予纖維抗靜電性、減少毛羽和纖維糾纏與粘繞。 2.卷裝成形第三節(jié)纖維的損傷與清潔