麗賽纖維結構和性能初步研究

摘 要:本文初步研究了麗賽纖維的結構特征，力學性能，吸濕性能以及電學性質等，充分說明了麗賽纖維的優異性能，對其的生產和利用有一定的指導作用。

關鍵詞:麗賽纖維結構性能

中圖分類號:TS102文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0002-02

前言

麗賽纖維(Richel)即Polynosic(波里諾西克)纖維，又稱虎木棉，富強纖維，是一種新型的高濕模量纖維。最早問世于1959年，到六十年代，發展達到鼎盛時期，當時僅日本就有東洋紡織、富士紡織、帝人、鐘紡等九家知名企業競相生產這種纖維。但隨后而來的尼龍、腈綸、滌綸的大規模工業化生產，使合成纖維主導了紡織業。到了九十年代，世界上制造Polynosic纖維的企業只剩下了日本東洋紡和富士紡兩家。但當世界上發達國家紛紛退出纖維素纖維生產領域的同時，合成纖維的迅猛發展也遭到了能源緊張及資源過度開發的壓力，加之人們生活水平的提高和環保意識的增強，人們對服裝面料的要求也越來越高，趨向于舒適性，美觀性和綠色環保性。因此，纖維素纖維、新型再生纖維素纖維重新受到人們的關注，棉毛絲麻開始重新走入人們的生活，天絲，莫代爾，竹纖維，大豆蛋白纖維、麗賽纖維等新型纖維也重新進入人們的視線。其中麗賽纖維因其各方面優異的性能在生產中開始有大量的應用。

麗賽纖維是黏膠纖維的一種。但它既有傳統黏膠纖維較好的服用性能，又具有優異的濕態強力，濕態初始模量約為38.5cn/dtex，高于天絲和莫代爾，故稱其為高濕模量纖維。它具有良好的耐堿性，可以進行絲光處理。此外它的結構、性能與Tencel(Lyocell)纖維比較接近，但在價格、加工工藝等方面卻有明顯的優勢。用Richcel制成的織物尺寸穩定性較好，收縮率較小，較耐洗、耐穿;色澤鮮艷，懸垂性好;并且由于Richcel纖維的耐堿性好，與棉混紡織物可進行絲光處理，所以織物手感與光澤得到了改善。鑒于上述麗賽纖維、織物的優點，有必要對纖維的結構性能有進一步的認識，以便更好的指導生產，開發新產品。

本文實驗所用Richce纖維是由丹東東洋特種纖維有限公司出品，上海中綸紡織科技發展有限公司運營的。它的生產采用了日本東洋紡專有技術及原料體系，原料源于日本進口的天然針葉樹精制木漿，資源可再生，廢棄物可自然降解，安全環保。

1 麗賽纖維的結構特征

纖維結構是纖維固有的特征，是纖維的本質屬性。不同的纖維有其不同的物理、化學性質，其又決定著纖維各自的使用特性，而產生和保持這種特性的根本原因在于纖維自身的結構。所以對一種新纖維進行研究，首先就應從了解纖維結構開始。通過對纖維結構的測試，從本質上認識這種纖維材料，進而將其結構特征與其物化性能聯系起來，開發出最適合此類材料的產品。

1.1 纖維的微觀結構

1.1.1 原纖化

麗賽纖維的原纖化等級為3，僅次于天絲的4級，高于棉的2級，莫代爾的1級，使其原纖化成為該纖維的一個突出特點。由于原纖化的存在，使某些紡織品風格更加獨特，手感細膩柔軟，親膚性強，穿著舒適，受到人們的青睞。但也有些織物的風格要求表面光潔明亮，仿絲感強，因此也需要在染整過程中進行整理，防止原纖化。

1.1.2 取向度

麗賽纖維的取向度為80%～90%，高于普通黏膠(70%～80%)，使得它的斷裂強度高，斷裂伸長小。

1.1.3 結晶度

麗賽纖維的結晶度為45%～50%，較天絲(40%)，普通黏膠(25%)高，但低于棉。結晶度越小，吸濕性越好，再加上晶粒較大，因此麗賽纖維的吸水率較高，上染率高于棉，與棉混紡的織物要注意混紡的紗線的均勻性，染色的一致性。

1.1.4 聚合度

麗賽纖維的聚合度為450～550，高于普通黏膠(250～300)，與天絲相當(500～550)。在一般情況下，隨著聚合度的提高，纖維具有如下性能:①纖維取向度、結晶度提高。②纖維具有高強低伸性質。③纖維耐堿性提高。④紡織品加工的適應性，織物尺寸穩定性，耐洗性也相應提高，作為服裝面料也擴大了適應性。

麗賽纖維恰恰具有了上述特性。

1.1.5 膨潤度

麗賽纖維的水膨潤度為60%，低于天絲(67%)，莫代爾(78%)，普通黏膠(90%)，高于棉(45%)，因此濕態時尺寸保持性好，縮水率低。

1.2 纖維形態結構

黏膠纖維由于紡絲凝固條件的影響，一般表皮層(簡稱表層)和內芯層(簡稱芯層)的結構有相當區別。表層大分子的取向度較高，結晶區顆粒小，結晶度較低;芯層大分子取向度較低，結晶顆粒較大，結晶度較高。黏膠纖維中有一些品種，利用特殊的紡絲工藝條件，可以使纖維截面中皮層很厚，芯層很薄，甚至幾乎沒有芯層，全是皮層。這些品種的黏膠纖維彈性好、強度高，耐疲勞性好。也可制的幾乎沒有皮層結構，只有芯層結構的黏膠纖維，高濕模量纖維接近這一類，麗賽纖維即是全芯結構[1]。

1.2.1 纖維橫截面形態

實驗方法:紡織材料切片實驗。

實驗儀器:Ｙ172型纖維切斷器及生物顯微鏡。

實驗結果:麗賽纖維截面圖與其他幾種纖維素纖維比較如圖1。

實驗表明麗賽纖維的橫截面為光滑的圓形全芯結構，和天絲相似，不同于普通粘膠的鋸齒型皮芯結構。獨特的結構使麗賽纖維表面光澤好，織成的面料極富彈性，懸垂性好，手感柔軟滑爽。

1.2.2 纖維的長度與細度

纖維的長度與細度是評定纖維可紡性能的首要條件，若纖維的細度和長度無法達到所要求的標準，其他的物理化學性質再好也無法滿足紡織加工的需要。它們不僅影響著織物和紗線的品質，而且也是決定采用何種紡紗加工工藝和如何選擇工藝參數的重要因素。

就細度而言，在其他條件不變時，纖維越細，紡出的成紗強度越高。當成紗強度要求一定時，選用較細的纖維紡出的紗線也越細。這是因為，細纖維在成紗截面內所含的纖維根數多，纖維之間的接觸面積大，摩擦力大，纖維之間滑脫幾率小，因而使得成紗的強度提高。纖維細度對成紗條干不勻率也有顯著影響，纖維越細，成紗的條干越好，條干不勻率越低[1]。

單對長度來說，在紗線結構中纖維長度越大，纖維與纖維之間接觸長度越大，纖維之間的摩擦力越大，纖維之間滑移小。在這種情況下造成紗線斷裂的原因以纖維斷裂為主，纖維之間的滑脫次之。根據這一原理，我們可以判斷不同條件下紗線不同的斷裂機理。當纖維長度較短時，纖維的長度將成為影響纖維成紗質量的主要因素。當纖維長度達到一定數值時，長度對成紗強度的影響相對變小。通常情況下，在保證紗線具有一定強度的前提下，纖維愈長，紡出的紗線的極限細度愈細，長度愈短紡出紗的細度愈粗。在應用中我們對纖維長度的要求不能簡單地一概而論，應根據實際需要去選擇。

1.2.2.1 纖維長度測試

用中段切斷稱重法測定等長切斷化纖的長度[2].實驗儀器為Y171型纖維切斷器(10mm)和扭力天平(25mg)，利用纖維切斷器切取一端排列整齊纖維束的中段稱取中段和兩段重量，利用公式Lm=W0/(2Ws/(Ls+Lss)+Wc/Lc)求出平均長度Lm為38mm。

W0--纖維總重量;Wc—中斷纖維重量;Ws—短纖維重量;

LC--中段纖維長度;LSS--最短纖維長度;Ls--短纖維界限。

實驗結果表明此纖維屬于棉型短纖維.化纖短纖維的長度和細度一般可分為棉型、毛型和中長型。棉型化纖較細(線密度1.3～1.7dtex)，類似棉花，主要用于棉混紡，或純紡，長度較與之混紡的棉纖維略長。化纖較長時，可以改善成紗條干，并提高紗布強度。

1.2.2.2 纖維細度測試

利用中段稱重法測量纖維細度[2]，實驗儀器為Y171型纖維切斷器(10mm)和扭力天平(25mg)，利用纖維切斷器切取10mm長的纖維，經稱重，計數根數。根據定重制細度定義求出公制支數Ｎm=10n/Gf(ｎ－纖維根數，Ｇf－棉束中段重量)，再轉換單位，求得細度為1.56dtex。此纖維屬棉型化纖，較細。

1.2.3 卷曲性測定

纖維卷曲是紡織纖維不可缺少的性質之一。纖維的卷曲可以使短纖維在紡紗時增加纖維之間的摩擦力和抱合力，提高纖維的可紡性能。同時增加纖維的卷曲還可改善纖維彈性和纖維集合體的蓬松性，使織物柔軟豐滿，具有良好的抗皺性與保暖性，對改善纖維和織物光澤都有一定的作用。所以要評價一種纖維的綜合性能，纖維的卷曲性能是必不可少的。

本文采用YG361卷曲彈性儀對麗賽纖維的卷曲性能進行了測定，測試結果表示:一般對化學纖維的卷曲數要求在12～14個/25cm，卷曲率在10%～15%左右，卷曲彈性回復率在70%～80%左右為宜[2]。從麗賽纖維卷曲性能測試的結果中我們可以了解到:麗賽纖維的卷曲率、卷曲恢復率、殘留卷曲率及卷曲數均較好，可以作為優秀的針織和機織面料。當麗賽用于生產針織產品時，由于短纖卷曲度較好，纖維中存留靜態空氣較多，所以具有較好的保暖性;與彈力絲混紡制成的彈力布，不但具有良好的彈性，而且還兼有麗賽纖維本身所具有的系列優良性能。

2 纖維機械性能

2.1 實驗方法及數據

實驗儀器為YG001型電子式單纖維強力儀，此儀器可做纖維一次拉伸實驗和定伸長下負荷拉伸實驗。本次應用的是一次拉伸實驗，試樣長度為10.00mm，采用定速拉伸，拉伸速度為5.00mm/min，測量次數為30次。

2.2 結果分析

由圖2可看出，麗賽的干強度高于棉、普通粘膠、莫代爾，僅次于天絲，濕強較高，濕干強比高于莫代爾，僅次于天絲、棉，克服了粘膠濕強小的缺點，擴大了其應用范圍。麗賽的干態初始模量為39.1cn/dtex，濕態初始模量為38.5cn/dtex，高于天絲和莫代爾，故又稱其為高濕模量纖維。纖維初始模量大，其織物的尺寸穩定性好，挺括，不易起皺。另外其纖維斷裂伸長小。

3 吸濕性能

3.1 回潮率測定

紡織材料的吸濕或放濕是一種普通的自然現象，同時又是一個動態平衡過程。紡織材料的吸濕或放濕不僅會引起材料本身的重量變化，而且會引起一系列的性質變化，這對商品貿易、重量控制、性能測定以及生產加工等都會有影響。大多數紡織纖維吸濕后有明顯的橫向膨脹、剛性降低，斷裂伸長增加，強度、摩擦、導電性等都會有變化，這些性質變化對紡織加工工藝及成品質量會造成不同程度的影響。因此測定纖維的吸濕非常重要。紡織材料的吸濕量指標通常用回潮率和含水率表示。

本實驗用烘箱法(Ｙ802型烘箱)測得的纖維回潮率為13%，與普通粘膠相等，高于天絲(11.9%)和天然纖維。由于纖維的吸濕性好，在紡紗過程中有效的遏制了靜電現象的發生，保證了纖維紡紗過程的順利進行，因此可紡性較好。另外織物吸濕性好，穿著舒適，不易起靜電，美觀干凈。

4 纖維的電學性能

4.1 纖維比電阻測定

天然纖維一般易于吸濕，回潮率較高，比電阻較低。天然纖維在加工過程中因摩擦而產生靜電，由于纖維比電阻低，所以靜電可以及時消除。合成纖維一般吸濕性差，回潮率低，比電阻較高。未上油的化學纖維在加工過程中靜電容易積聚，必須給以一定油劑。測量化學纖維的比電阻是預測纖維可紡性的重要方法。為了使化學纖維順利紡紗，其質量比電阻一般控制在109Ω·g/cm2以內。本實驗采用YG321型纖維比電阻實驗儀測得的纖維平均電阻Ｒ＝1.3×107Ω，根據公式ρm＝Ｒ×ｍ／l2求得的質量比電阻為5.0×107Ω。結果表明麗賽纖維屬于纖維素纖維，吸濕性較好，因此其質量比電阻較小，與黏膠纖維相當，在紡紗中不易產生大量靜電，可紡性較好。

Richcel纖維具有高強度、高濕模量、高聚合度和適當的伸度，濕干強度比佳，吸濕性好，在性能上與Tencel纖維接近，而明顯優于Modal纖維;它的耐堿性好，與棉混紡織物還可進行絲光處理，改善織物手感與光澤。在實際應用中，可用于生產針織產品，具有良好的保暖性，同時作為一種綠色環保纖維，麗賽纖維與人體皮膚具有良好的親和性，而且十分柔軟，許多舒適性指標都接近于羊絨，被業界稱之為“植物羊絨”。它的初始模量較大，回彈性好，利用這一性能，可制成蓬松度較好，手感豐滿的仿毛類毛衫織物。由于其吸濕性較好，織成的織物具有良好的導濕透氣性，同時因為纖維對人體皮膚無刺激性，且柔軟滑糯，是生產T恤面料的理想選擇。當用于機織面料時，制成的襯衫面料形態尺寸穩定性好，挺括有骨感，且手感滑糯。作為一種纖維素纖維，麗賽纖維染色鮮艷，富有光澤，且織物成形性好，因而可被廣泛用于制作女裝面料。此外還可直接將該纖維用來生產毛巾產品，而不需像棉那樣先要對棉纖維進行絲光處理以除掉纖維上的蠟質，然后再用來生產成品。

綜上所述，無論從原料來源，還是纖維的各項性能來看，由麗賽纖維制成的產品代表著未來紡織品的發展方向，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]姚穆等.紡織材料學.北京:中國紡織出版社，1990.

[2]趙書經.紡織材料實驗教程.北京:中國紡織出版社，1989.

[3]張玉蓮.綠色纖維.北京:中國紡織出版社，2001.

[4]李云臺，劉華.新型再生纖維素纖維的性能對比與鑒別.棉紡織技術，2003.