兔毛纖維的落毛機制分析

官江明，逄邵偉，邢明杰，孫志豪，陶繼昊

(1.青島市纖維紡織品監督檢驗研究院，山東 青島 266101； 2.青島大學 紡織服裝學院，山東 青島 266071)

兔毛纖維是人類最早開發和利用的蛋白質纖維之一，是一種高檔紡織原料[1]，兔毛纖維具有許多服用方面的優點：表面光滑、手感柔軟、質輕蓬松[2-3]，同時具有優良的保暖性和吸濕性，保暖性比羊毛高30%左右，吸濕性是羊毛的兩倍[4]。兔毛纖維在生產過程中減少了洗滌和添加油劑的過程，縮短生產工序的同時也減少了洗滌廢水的排放，利于環保，是一種綠色環保的紡織用原料[5-6]。兔毛纖維在很多方面的性能都與羊絨纖維很相近甚至更優，在許多生產實踐中可用兔毛纖維代替羊絨纖維[7-8]。然而兔毛產品的最大缺點是掉毛現象嚴重，這成為制約兔毛產品開發的最大難題，目前兔毛纖維在紡織中的應用主要是與其它纖維混紡，形成纖維之間優勢互補[9-10]，純紡兔毛產品較少。本文通過對兔毛纖維的形態結構及物理特性進行測試，與羊絨纖維性能進行對比，從兔毛纖維本身分析兔毛產品高落毛率的原因，為兔毛產品的開發提供理論依據。

1 兔毛纖維形態結構

1.1 樣品及測試條件

樣品：兔毛纖維，羊絨纖維。

儀器：JSM-6390LV低真空掃描電鏡。

條件：溫度(20±2)℃，相對濕度65%±3%。

1.2 鱗片層結構

通過JSM-6390LV低真空掃描電鏡觀察，兔毛纖維的鱗片形態結構如圖1所示。

圖1 兔毛纖維鱗片形態結構

由圖1可以看出，兔毛纖維的鱗片呈龜裂狀重疊地附著在兔毛纖維毛干的外部，排列密度較大，大部分纖維鱗片呈長斜條狀，鱗片邊緣帶有一定程度的尖角，鱗片之間沿傾斜方向相互重疊，接點較少，鱗片之間排列也較緊，這導致兔毛纖維表面比較光滑，是兔毛纖維易掉毛的原因之一。

1.3 髓質層結構

通過JSM-6390LV低真空掃描電鏡觀察，兔毛纖維的橫截面形態結構如圖2所示。

圖2 兔毛纖維橫截面形態結構

兔毛纖維有發達的髓質層，纖維內部的髓腔結構在顯微鏡下可以被清楚地觀察。由圖2可以看出，髓質層的空腔形態為不規則四邊形，這種類似方形空心鋼的形態使兔毛纖維產生剛直硬挺效果，而且空腔排列較為規則，在纖維軸向上空腔不貫通， 而是被間隔層物質分隔開來，形成的結構類似蜂巢組織。各空腔大小和空腔之間的間隔距離也有差異，總體來看，髓質層所占比例大約為整根纖維40%，高比例的髓質層使兔毛纖維具有良好的保暖性。

2 可紡性能測試及落毛機制分析

通過可紡性能測試及與羊絨纖維分析比較，對比分析細度、長度、卷曲、拉伸和摩擦性能，探究兔毛落毛機理。

2.1 細 度

細度測試采用顯微投影測量法，兔毛纖維和羊絨纖維的細度測試結果如表1所示。

纖維細度是決定其可紡性的重要物理性能指標之一，決定紗線成紗細度、成紗強度和成紗品質。由表1可知，兔毛纖維和羊絨纖維的平均細度基本相近，但是兔毛纖維直徑變異系數明顯大于羊絨纖維，這導致兔毛纖維在梳理過程容易造成損傷，所以在生產過程中應盡量去除粗毛以提高可紡性。

表1 兔毛纖維和羊絨纖維細度測試結果

2.2 長 度

長度測試采用排圖法，取兔毛纖維和羊絨纖維各10份，每份50 mg進行排圖法測試，兔毛纖維和羊絨纖維長度測試結果如表2所示。

表2 兔毛纖維和羊絨纖維長度測試結果

纖維的長度也是影響可紡性重要的物理性能指標之一。由表2可知，兔毛纖維和羊絨纖維平均長度相差不大，且兔毛纖維長度差異比羊絨纖維小，整齊度比羊絨纖維好，但是兔毛纖維短絨率較高，這使得其梳理困難，同時較多的短絨使兔毛纖維成紗易斷頭，多毛羽，強力低。

2.3 卷曲性能

卷曲性能通過YG362卷曲彈性儀(南通三思紡織科技有限公司)進行測試，兔毛纖維和羊絨纖維的卷曲性能測試結果如表3所示。

表3 兔毛纖維和羊絨纖維卷曲性能測試結果

纖維的卷曲性能影響纖維間的抱合力，過多的卷曲會使纖維抱合力增大，容易產生靜電，損傷纖維，卷曲數少使紡紗時纖維抱合力差，成紗困難。由表3可知，兔毛纖維的卷曲數、卷曲率、卷曲回復率和卷曲彈性率均小于羊絨纖維，這是因為兔毛纖維不像羊絨纖維存在雙邊結構，而是正偏皮質隨機分布，同時兔毛纖維中髓質層的含量高及方形空心鋼結構形態的空腔均會導致卷曲少。兔毛纖維的平均卷曲率偏低是兔毛織物掉毛的主要原因。

2.4 拉伸性能

拉伸性能通過YG003 A纖維電子強力儀(溫州際高檢測儀器公司)進行測試，兔毛纖維和羊絨纖維的拉伸性能測試結果如表4所示。

表4 兔毛纖維和羊絨纖維拉伸性能測試結果

由表4可知，兔毛纖維的斷裂強度和羊絨纖維相比差距較大，這是因為兔毛纖維的髓質層所占比較大，低斷裂強度使得兔毛纖維在紡紗過程中容易損傷，不利于紡紗的進行。

2.5 摩擦性能

摩擦性能通過Y151型纖維摩擦系數測定儀(南通三思機電科技有限公司)摩擦因數測定儀進行測試，兔毛纖維和羊絨纖維的摩擦性能測試結果如表5所示。

表5 兔毛纖維和羊絨纖維摩擦性能測試結果

由表5可見，兔毛纖維的順、逆摩擦因數均小于羊絨纖維，且順、逆鱗片摩擦因數差異小，造成這種現象的原因是兔毛纖維表面緊密的呈斜條狀排列的鱗片層形態，且鱗片張開角度小，導致兔毛纖維順、逆摩擦因數小。較小的順、逆摩擦因數使兔毛纖維在紡紗過程中抱合力較小，不利于紡紗的進行，這也是兔毛織物掉毛的直接原因。

3 結束語

兔毛纖維緊密的鱗片層使得纖維表面光滑，紡紗時纖維之間抱合力差；內部較高比例髓質層雖然使其具有優良的保暖性，但髓質層空腔的方形空心鋼形態也造成了兔毛纖維的斷裂強力低和卷曲少的特性。這2方面的性能使得兔毛纖維的卷曲、拉伸和摩擦性能均不如羊絨纖維，也是兔毛產品高落毛率的主要原因，在實際生產應用中應當從這方面著手，提高兔毛產品的品質。