据有关资料显示,作为森林资源之一的竹子,全世界约有70多属1200多种,主要分布在热带及亚热带地区,少数分布在温带和寒带,全世界竹林面积约 2000万公顷。竹子是属于禾本科,竹亚科。目前,我国竹林面积已超过420万公顷,占全国森林面积的2.6%。竹子具有生长快、成材早、周期短、产量高 等特点,而且只要经营合理,可以一次种植永续利用,是实现生态效益和经济效益最佳结合的林种之一。
竹 原纤维是采用物理、化学及生物技术相结合的方法从竹材中直接制取的天然纯竹纤维,纤维光洁、无卷曲、粗而硬,为了区别竹浆纤维而得此名。竹原纤维与竹浆纤 维有着本质的区别,竹原纤维属于天然纤维,竹浆纤维属于化学纤维。天然竹原纤维的外观类似于苎麻纤维,属于韧皮纤维,纺纱生产过程归属麻纺行业。
(1)竹原纤维的结构形态
竹原纤维横截面形状与苎麻相近,纵向有横节、竖纹,截面有不规则的腰圆型中腔和裂纹。
(2)竹材与竹原纤维的化学成分
竹材的化学成分%
种类 |
水分 |
纤维素 |
木质素 |
1%NaOH溶液抽出物 |
聚戊糖 |
灰份 |
产地 |
毛竹 |
6.30 |
52.57 |
26.62 |
27.09 |
23.71 |
1.03 |
湖南 |
慈竹 |
12.56 |
46.47 |
33.46 |
31.24 |
22.64 |
1.20 |
四川 |
绿竹 |
8.25 |
49.55 |
23.00 |
26.86 |
17.45 |
1.78 |
广东 |
黄竹 |
9.31 |
49.96 |
22.88 |
26.06 |
19.97 |
2.91 |
广西 |
竹材中纤维素的含量与竹竿的部位、竹种有密切关系。
竹原纤维的化学成分%
试样 |
纤维素 |
木质素 |
聚戊糖 |
果胶质 |
笨醇抽提物 |
灰份 |
竹原纤维 |
97.44 |
0 |
1.16 |
0.02 |
0.86 |
0.135 |
竹原纤维技术指标:(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
平均细度Nm |
平均长度mm |
30mm以下短纤率% |
断裂强力CN |
断裂强力变异系数% |
断裂伸长率% |
断裂伸长率变异系数% |
180℃干热收缩率% |
1686 |
93.4 |
0.06 |
28.07 |
43.36 |
3.8 |
27.4 |
0.6 |
2、竹原纤维的制取过程
(1)、制竹片
(2)、煮炼竹片
(3)碎竹片
(4)蒸煮竹丝 将竹丝再放入压力锅中蒸煮,去除部分果胶、半纤维素、木质素。
(5)酶处理
(6)后整理及梳纤
3、竹原纤维的研究的意义
资源方面
由于竹子生长周期短,而且生长适应性好,对环境没有特别要求,随处可种,是一种短期可再生资源。竹原纤维产品开发具有原材料资源丰富、有效保护生态环境的优势。
目 前竹子基本上用于造纸、生产竹笋、竹材加工、竹制品、竹建筑及竹工艺品等,近几年,在纺织领域成功开发出竹浆纤维、竹炭纤维,资源利用附加值仍不高。利用 竹材生产竹原纤维系列产品,将大大提高竹材产品的附加值,同时将调动竹农种竹管竹的积极性,提高竹农的经济收入和生活水平,促进社会主义新农村建设。同时 也会促进科研人员对竹子的研究积极性,培育和改良竹子品种,使之能够分离出更符合纺织要求的竹原纤维。
健康方面
竹 原纤维与现有的竹浆纤维、竹炭纤维有着本质上的区别,竹原纤维属于天然纤维,竹浆纤维、竹炭纤维属于化学纤维。竹原纤维具有其它纤维所不具备的优良特性, 如吸湿快干、凉爽透气、抗菌抑菌、除臭、防抗紫外线等保健功能,这些功能又不同于其他纤维进行的功能性整理,进行功能性整理的织物经过若干次水洗后,其功 能减退或消失,而竹原纤维所具有的功能是永恒的。一些纺织专家将竹原纤维服装面料誉为“二十一世纪最具有发展前景的纺织健康面料”。
环保方面
利 用竹子制取纺织用纤维是竹子应用的新方向,竹原纤维是直接从竹子里提取的纤维素纤维,竹子大多生长在山清水秀的大自然中,极少受到农药和有害物质的污染, 所以竹子可称得上无毒、无害、无污染的植物。在纤维的制取过程中不采用有氯漂白处理,其制品对环境也无污染,且100%可以降解,符合生态纺织加工要求, 用其生产的针织、机织面料及其服装,表现出独特的服用风格,故称为“绿色环保型纺织原料”。
4、竹原纤维的纺纱织造染整技术
纯纺工艺流程:
混纺工艺流程:(1)、竹原纤维条切断(40MM)与棉在抓棉机上混合走棉纺普梳工艺路线
(2)、将竹原纤维条切断(40MM)与其他纤维混合走半精纺工艺路线:
和毛机——梳棉机——并条机——粗纱机——细纱机
纺纱工艺要点:
(1)、竹原纤维比较粗硬,抱合力差,在纺纱过程中易落,故在纺纱前应对纤维进行加油养生预处理,使纤维润滑、柔软,提高纤维可纺性。
(2)、由于竹原纤维强度低(与苎麻纤维比较)、弹性差,在麻纺设备进行纯纺时,应适当降低梳理强度,减少纤维的损伤,轻定量、大欠伸,采用苎麻老工艺纺纱路线进行纯纺效果较好。
(3)、在保证细纱不出硬头的情况下,粗纱捻系数偏大掌握。
(4)、细纱适当降低车速,保证车间的相对湿度。
(5)、生产混纺纱时,同样要考虑减少纤维的损伤,并且细纱的捻度适当提高。
纱线指标
纯竹原纤维纱的物理指标(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
支数Nm |
单纱断裂强度CN/tex |
强度不匀CV% |
品名 |
断裂伸长率% |
条干均匀度CV% |
细节(-50%)个/km |
粗节(+50%)个/km |
结粒(+200%)个/km |
48Nm |
14.44 |
32.8 |
纯竹原纱 |
2.58 |
24.1 |
1440 |
780 |
1104 |
36Nm |
15.51 |
18.5 |
纯竹原纱 |
3.68 |
20.41 |
380 |
430 |
1007 |
24Nm |
16.4 |
9.9 |
纯竹原纱 |
3.64 |
16.32 |
180 |
210 |
560 |
竹原/棉21S 50/50的物理指标:(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
品名 |
支数Nm |
强度CN/tex |
强度不匀CV% |
断裂伸长率% |
细节(-50%)个/km |
粗节(+50%)个/km |
结粒(+200%)个/km |
竹原/棉50/50 |
21S |
11.62 |
11.2 |
3.21 |
90 |
1235 |
1660 |
织造工艺要点:
(1)、竹原纤维纱线的毛羽长,经纱无论是股线或单纱,均要进行浆纱,以被覆毛羽为主。
(2)、由于竹原纤维纱线强度较低(与苎麻纱相比),在保证梭口清晰及良好打纬前提下,采用较小的上机张力和较低的后梁高度以减少经纱断头。
(3)、纯竹原纤维纱织造,采用剑杆织机并适当降低车速。
染整工艺要点
(1)前处理工艺流程:
坯检→翻缝→烧毛→平幅退煮→酸洗→漂白→丝光→烘干
(2)染色工艺流程:
浸轧活性染料染液→红外线预烘→烘干→浸轧染液固色液→汽蒸→水洗→皂洗→烘干。
(3)整理工艺流程:
柔软→拉幅→(预缩)→验码成包
由于竹原纤维毛羽长,要强化烧毛质量,调整好酸洗和丝光工艺,降低纤维强度损失,保证面料的光洁度。
竹原纤维面料成品指标
竹原纤维染色布的检测结果(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
(织物规格48Nm/2X48Nm
检测项目 |
检测方法 |
检测结果 |
||
水洗尺寸变化率(%) 经向/纬向 |
GB/T8628-29-2001 GB/T8630-2002 |
-1.6/+0.8 |
||
甲醛(mg/kg) |
GB18401-2003 |
﹤20 |
||
pH值 |
6.85 |
|||
色 牢 度 (级) |
耐水 |
变色 |
4-5/4-5 |
|
沾色 |
||||
耐酸汗渍 |
变色 |
4-5/4-5 |
||
沾色 |
||||
耐碱汗渍 |
变色 |
4-5/4-5 |
||
沾色 |
||||
耐干摩擦 |
4 |
|||
|
|
无 |
||
可分解芳香胺染料 |
|
未检出 |
5、竹原纤维面料的功能性测试(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
A、抗菌抑菌试验按JIS L1902-2002定量方法检验,结果如下:
(1)
样品名称 |
接种菌液浓度(个菌/ml) |
生长数F |
杀菌活性值 |
抑菌活性值 |
竹原白坯布 |
1.3X |
2.3 |
﹥3.1 |
﹥5.3 |
2)大肠杆菌ATCC 25922
样品名称 |
接种菌液浓度(个菌/ml) |
生长数F |
杀菌活性值 |
抑菌活性值 |
竹原白坯布 |
1.0X |
3.8 |
﹥3.0 |
﹥6.8 |
B、竹原纤维织物对氨的除臭性试验(苏州市圣竹家用纺织品有限公司提供)
氨的浓度测试 (氨的初始浓度40PPM) 单位:PPM
时间 |
0分钟 |
2小时以后 |
24小时以后 |
氨的浓度(PPM) |
40.0 |
4.4 |
0.6 |
C、竹原纤维织物的防紫外线功能测试
紫外线的透过率取决于许多因素,比如组织结构、覆盖系数、颜色,在工艺加工中的化学添加剂和样品的处理等:
采用澳大利亚/新西兰抗紫外线防护服标准AS/NZS 4399--1996,通过对织物几个点进行扫描,测试各点在280nm-400nm波长各波段对紫外线光的透过率。
A波段透过率(%)、 B波段透过率(%) 、UPF的平均值
测试指标 |
UPF值 |
T-UVA(%) |
T-UVB(%) |
竹原 |
22.152 |
2.746 |
4.377 |
苎麻 |
12.033 |
6.205 |
8.092 |
可见天然竹原纤维面料的防紫外线功能优于苎麻面料
6、竹原纤维的应用
目 前,竹原纤维纯纺最高可生产60Nm单纱,常规支数24Nm,36Nm,48Nm。纯竹原纱线用于服装面料、凉席、床单、窗帘、围巾等,如采用与维纶混纺 的方法可生产轻薄服装面料。还可以与棉、毛、麻、绢及化学纤维进行混纺,用于机织或针织,生产各种规格的机织面料和针织面料。机织面料可用于制作夹克衫、 休闲服、西装套服、衬衫、床单和毛巾、浴巾等。针织面料适宜制作内衣、汗衫、T恤衫、袜子等,竹原纤维含量30%以下的竹棉混纺纱线更适合于内裤、袜子, 还可以用于制作医疗护理用品。据报道,日本某竹制品公司(BAN)开发了用爆碎机从青竹中取出纤维的技术。该技术的特点是在170-180℃以上的高温蒸 煮。继而,瞬间降压使竹爆碎。反复数次,使连接竹纤维的半纤维素分解。经过两个多小时的处理可以得到青竹重量的35%一40%的竹纤维。进一步进行粉碎处 理加工,可以得到棉花状和羊毛状的纤维,与天然棉和羊毛相比,手感稍硬一些。利用其特性可使竹纤维成为医疗用品,羊毛型竹纤维可制成非织造布作为汽车的内 装饰用。
7、结束语
竹原纤维的工业化生产有效地开发利用了竹资源,竹原纤维产品绿色、环 保、抗菌、除臭、防紫外线等功能符合人们的消费理念,更是人们未来的追求方向。从苏州圣竹家用纺织品有限公司生产的竹原纤维、纱线、面料、服装、制品等产 品中可以预测:竹原纤维系列产品一定会有广阔的市场。竹原纤维制品乃真正的纯天然生态纺织品。虽然竹原纤维已能够进行大生产,但有很多问题仍需要进行研 究,随着竹原纤维产品的不断推广,竹原纤维产品的生产技术将会不断地被研究和改进,高质量、高品位、高附加值的竹原纤维产品将会得到更广泛的应用。