淺析羊毛的氈合性

丁 帥 李娟娟 許曙亮

(1.山東省紡織科學(xué)研究院，青島，266032;2.山東省特種紡織品加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島，266032)

羊毛氈是一種非織造產(chǎn)品，在濕熱狀態(tài)下，通過機(jī)械加工和化學(xué)反應(yīng)使羊毛纖維聯(lián)鎖而成。毛氈的重要特性之一為氈合性，體現(xiàn)在毛氈的密度與纖維聯(lián)鎖的緊密程度上。氈合性越高，毛氈越密實(shí)，越有利于產(chǎn)業(yè)用毛氈產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。羊毛本身兼有柔軟與強(qiáng)韌的特質(zhì)，保暖性能好，有彈性，鱗片狀纖維構(gòu)造模式使羊毛具有防水功能。毛氈的氈合性對于“發(fā)揚(yáng)光大”這些功能至關(guān)重要。氈合性優(yōu)良可以使織物外觀優(yōu)美，手感豐厚柔軟，保暖和隔聲等效果更佳，因此產(chǎn)業(yè)用價值也更大［1］。

羊毛氈的材料包括多種纖維，有羊毛、再加工羊毛、回收利用羊毛以及其他天然纖維和合成纖維。羊毛氈在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，羊毛氈具有優(yōu)良的伸縮性能，可用于造紙吸漿帶、皮革滾動帶;羊毛氈具有良好的保暖性能，可制成不同規(guī)格的保溫材料;羊毛氈具有高保濕性和高彈性，可制成門窗密封條;羊毛氈的耐磨性穩(wěn)定，可用于制造針對不銹鋼和大理石的拋光研磨材料;羊毛氈良好的過濾性能來自于它的組織結(jié)構(gòu)，輪船油桶的下面大都采用羊毛氈吸油，以保持清潔;用羊毛氈包裝機(jī)器零件潔白度高、防震性能好;毛氈中含有大量的空氣，對提高吸聲率、降低透過率起到很好的作用，是絕佳的隔聲材料。

形成毛氈的關(guān)鍵因素是纖維結(jié)構(gòu)、連接程度和濕度。毛氈形成的機(jī)理比較復(fù)雜，是纖維由于摩擦的作用不斷纏繞而成的。當(dāng)作用于單根纖維的力量小于整體摩擦力時，纖維不會移動，也不會形成毛氈;當(dāng)作用于單根纖維的力量大于整體摩擦力時，纖維朝一個方向移動。毛氈的伸縮程度取決于這種移動現(xiàn)象，與作用力的大小成正比，與纖維硬度成反比。

影響毛氈的因素很多，其中纖維的原始狀態(tài)、表面摩擦力、纖維直徑、長度、彈性、彎曲程度和伸長率都是比較重要的影響因素;也有許多外部因素影響毛氈，例如檢測毛氈的介質(zhì)，洗衣機(jī)的攪拌程度和類型等。在形成毛氈的過程中，纖維可能向幾個不同的方向移動，所以有多種機(jī)理同時作用。本文以澳毛和藏毛為例，闡述羊毛纖維直徑、髓化、表面摩擦力和表面形態(tài)對氈合性的影響［2-4］。

1 材料和方法

試驗(yàn)所用的澳毛和藏毛都從市場購買，在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，這兩種羊毛應(yīng)用最為廣泛。由于羊毛原料中含有灰塵，故在試驗(yàn)之前需洗滌羊毛。

2 羊毛的物理特性

洗滌后的羊毛需要檢測一些物理特性，例如，纖維直徑、髓化、卷曲度、纖維長度、強(qiáng)力、伸長率、線密度和摩擦系數(shù)，并采用電子顯微鏡觀察纖維表面形態(tài)，包括纖維鱗片數(shù)、鱗片結(jié)構(gòu)、鱗片高度和鱗片長度。

3 纖維氈合性能的評估

用亞琛毛氈測試方法測試松羊毛毛氈的性能。將50 mL潤濕溶液放入150 mL的不銹鋼容器中，把1 g羊毛加入到溶液中，攪拌均勻。50 mL的潤濕溶液是將1 g非離子制劑均勻溶解至1 L蒸餾水中制得的。制劑與液體的比例保持在1∶50，然后將密封的不銹鋼容器放入高溫高壓染色機(jī)中。染液提前加熱至45℃，機(jī)器速度設(shè)定為60 r/min。用澳毛和藏毛制成的試驗(yàn)小毛球先用冷水淋洗，然后放入60℃的烘箱中烘干48 h。毛球的直徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量，并計(jì)算出密度，這是衡量毛球性能的一個重要指標(biāo)。毛球的尺寸越小，氈合性越好。換言之，毛球密度越大，氈合性越好。毛球的體積可用橢圓公式計(jì)算，關(guān)聯(lián)系數(shù)將通過纖維性能和毛球密度計(jì)算得出。相關(guān)數(shù)據(jù)測量結(jié)果如表1。

表1 澳毛和藏毛的物理特性

4 表面形態(tài)分析

圖1是在電子顯微鏡相同放大倍數(shù)下觀察到的澳毛和藏毛的形態(tài)。從圖1中可以看出，澳毛比藏毛要細(xì)一些，而且具有頂部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);藏毛的表面結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀和多面體形狀。

表2為在顯微鏡下觀察的澳毛和藏毛的物理特性。從中可以看出，澳毛的鱗片數(shù)比藏毛多，但鱗片長度比藏毛小。這是因?yàn)槔w維越細(xì)，鱗片埋得越深，大約只有1/3露在外面，而粗纖維的鱗片大約有2/3露在外面。藏毛的鱗片高度比澳毛大，這是因?yàn)椴孛w維更平整，且呈多邊形。

圖1 澳毛和藏毛的表面形態(tài)

表2 在顯微鏡下觀察的澳毛和藏毛的物理特性

5 羊毛球的密度

羊毛球的密度是體現(xiàn)氈合性特征的重要指標(biāo)。毛球的密度如表3所示。從表3中可以看出，澳毛球的密度大于藏毛球，密度越大，氈合性越好，因此澳毛的氈合性相對較好。

表3 羊毛球的密度

羊毛球的密度與羊毛纖維的其他特性存在一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)羊毛纖維直徑和髓增加時，羊毛球密度減小;部分或者全部的髓化現(xiàn)象使纖維大量抱團(tuán)，從而影響了纖維球密度。羊毛球密度與摩擦系數(shù)和鱗片數(shù)成正比，這是因?yàn)槔w維越細(xì)，摩擦系數(shù)越大，因而纖維的氈合性越好。澳毛的鱗片較多，因此其纖維間的纏繞也越明顯，密度也越大。鱗片長度與羊毛球密度成反比［5-6］。

6 結(jié)語

在相同的條件下，澳毛的氈合性比藏毛強(qiáng)，這是因?yàn)榘拿镊[片數(shù)更多，纖維更細(xì)，這增加了纖維間的纏合，因此澳毛的應(yīng)用范圍也更加廣泛，常見于電磁專用毛氈、過濾毛氈和樂器用毛氈等工業(yè)和民用領(lǐng)域。此外，鱗片長度、鱗片高度和纖維長度等特性對于羊毛的氈合性也有重要作用。

［1］陸永良，沈維，曹秀明.絲光防縮羊毛氈縮性能測試方法研究［J］.毛紡科技，2010，38(8)：31-33.

［2］李霞，高衛(wèi)東，盧雨正.羊毛防縮整理工藝的現(xiàn)狀與期望［J］.紡織導(dǎo)報(bào)，2006(9)：50-54.

［3］馮新星，陳建勇，陳子豪，等.雞羽毛角蛋白助劑的制備及其對羊毛氈縮性能的影響［J］.西安工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，22(4)：446-449.

［4］王菊生.染整工藝原理(二)［J］.北京：紡織工業(yè)出版社，1984：220-230.

［5］羅巨濤.染整助劑及其應(yīng)用［M］.北京：中國紡織出版社，2000：322-328.

［6］丁帥，李志云.納米整理對功能性紡織品的作用［J］.染整技術(shù)，2011，33(5)：9-11.