大麻(拉丁語稱Cannabis Sativa)從公元前一世紀(jì)到上個(gè)世紀(jì)后半葉,一直是人們廣泛種植的農(nóng)作物,這種一年生草本植物的韌皮纖維也是最早用作紡織纖維的品種之一,它可作為纖維產(chǎn)品、服裝、繩索、船帆、油脂、紙張及醫(yī)療用品的原材料,但從傳統(tǒng)意義上講,大麻一直被當(dāng)作一種進(jìn)能用來制造繩索的纖維,直到最近改善大麻纖維的細(xì)度的工藝得到了發(fā)展,大麻的服用舒適性才真正被發(fā)掘出來。 大麻植物對(duì)氣候和土壤的要求并不苛刻,她生長(zhǎng)迅速,抗蟲害能力強(qiáng)。從大麻中獲取的纖維是一種具有天然色澤的高品質(zhì)的天然纖維素纖維。大麻纖維制成的紗線、服裝及各類飾品具有拉伸強(qiáng)度高、保形性好、吸濕性好、抗菌和抗靜電能力強(qiáng)、對(duì)染料的吸附性能好、防紫外線輻射能力強(qiáng)、整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)安全環(huán)保等特點(diǎn)。作為一種紡織纖維,大麻纖維長(zhǎng)度長(zhǎng),由于木質(zhì)素含量高,手感粗硬,彈性差、但親水性好同時(shí)具有較好的搗碎加工性能,這個(gè)性能使大麻還可以應(yīng)用于生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)紡織品。
近幾年來,紡織行業(yè)中出現(xiàn)了許多具有優(yōu)越性能的新型纖維,一方面,化學(xué)纖維在不斷追求更加優(yōu)良的仿天然纖維的舒適感,另一方面,為使天然纖維的性能在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮出來,天然纖維的改性也已成為潮流。大麻纖維便是其中之一,其正在由表面粗糙的纖維向科技含量高的舒適性纖維轉(zhuǎn)化。
大麻纖維的性能
吸濕透氣性能:大麻纖維中心有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的空腔與纖維表面分布著的許多裂紋和小孔相連,優(yōu)異的毛細(xì)效應(yīng)使大麻纖維吸濕排汗性能格外好,據(jù)測(cè)算,穿著大麻服裝與棉織物相比,可是人體感覺溫度低5℃左右。
抗靜電性能:干燥的大麻纖維是電的不良導(dǎo)體,其抗電擊穿能力比棉纖維高30%左右,是良好的絕緣材料。同常情況下,由于大麻纖維吸濕性能特別好,暴露在空氣中的大麻紡織品一般含水達(dá)12%左右,在空氣濕度達(dá)95%時(shí),含水達(dá)30%,手感卻不覺的潮濕,故大麻紡織品能避免靜電聚集,不會(huì)因摩擦起球和吸附灰塵。
耐熱性:大麻纖維的耐熱性能是其他纖維望塵莫及的,在370℃時(shí)大麻纖維也不改變顏色,因此特別適宜做防曬服裝和各種特殊需要的工作服、汽車座墊、裝飾用布等。
防紫外線性能:大麻纖維的橫截面表現(xiàn)為不規(guī)則的三角形、多邊形等,其分子結(jié)構(gòu)多棱狀,較松散,有螺旋線紋,故其制品對(duì)音波、廣播具有良好的消散作用,據(jù)檢測(cè),一般的大麻無需特別整理即可屏蔽95%以上的紫外線。
抑菌性能:大麻纖維具有抗霉抑菌作用,對(duì)金黃色葡萄球菌、綠濃桿菌、大腸桿菌、白色念珠菌有明顯的抑菌效果。大麻植物再生長(zhǎng)過程中可自身抵御病蟲害,是典型的綠色環(huán)保作物。
大麻纖維的改性
現(xiàn)代紡織品的性能主要取決于三個(gè)因素:舒適性、服用性能和工藝性能。舒適性指標(biāo)指的是熱絕緣性、生物相容性(抗毒性、衛(wèi)生性)、柔軟性和機(jī)械性能等參數(shù);服用性能包括紡織品的外觀、起皺性和手感;而工藝性能與纖維的斷裂性能等物理指標(biāo)有關(guān)。僅從用來定義服裝用紡織品的前兩項(xiàng)功能進(jìn)行初步分析,就能得出這樣的結(jié)論:纖維細(xì)度是其"紡織性能"的最主要因素,但大麻恰恰不能算是細(xì)纖維,雖然大麻單纖是各種麻纖維中最細(xì)軟的一種,但由于大麻是束纖維,分裂度比其他麻類差,因此纖維和紡紗的細(xì)度始終難以提高。大麻纖維的改性主要是獲得能夠滿足紡織品性能要求的細(xì)纖維,來恢復(fù)大麻在舒適和生態(tài)方面與化纖及其他天然纖維競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。
目前大麻改性的原理同生產(chǎn)舒適性化纖的原理相近,在超細(xì)纖維的生產(chǎn)中,將兩種不同的聚合物同時(shí)紡絲,就能使其后生產(chǎn)出來的長(zhǎng)絲原纖化,從而制出超細(xì)纖維(即線密度低于1dtex的纖維),用以提高紡織品的舒適性能和服用性能。從植物的莖獲取的韌皮纖維(如麻類植物)的橫截面上,在被我們稱為工藝?yán)w維的纖維束中,許多原纖被粘合再一起,想要獲得滿足紡織品性能要求的細(xì)纖維,就需將工藝?yán)w維分離程更細(xì)的原纖。者是大麻纖維改性的基礎(chǔ)。分離后的單根大麻纖維,尺寸與天然纖維的棉和羊毛相似,能夠用標(biāo)準(zhǔn)的紡織設(shè)備紡成紗線并可作為其他紡織用材料。
大麻改性的第一步--改良大麻的種植
通過選種、改變播種日期和播種速度、收割次數(shù)和氮肥用量對(duì)大麻種植進(jìn)行改良,以獲取更柔軟的可分離的纖維。種植密度影響植物的成長(zhǎng)空間以及植物和纖維的形態(tài),不同的種植密度對(duì)纖維的產(chǎn)量和斷裂性能有重要影響。
大麻改性的第二步--大麻纖維束的分離
大麻可以采用機(jī)械、化學(xué)和生物處理(酶脫膠)的方法從大麻莖中分離出纖維束,傳統(tǒng)的方法是將割倒和割斷的大麻留在田地里,露水漚麻,為獲得更柔軟的纖維,生麻莖需要留在田地里更長(zhǎng)時(shí)間,直到它有點(diǎn)輕微地漚過頭,然后將漚過的生麻莖加工成長(zhǎng)度均勻的纖維。
還用一種方法是收割原麻(不漚),將原麻莖加工成被剝皮的纖維,為獲取漚麻纖維相似的性能,這種纖維另外需要進(jìn)行酶脫膠處理或所謂的"蒸汽爆炸"處理。通過這種方式或取得纖維性能可在混紡紗中得到進(jìn)一步改良。
大麻纖維的紡織產(chǎn)品
隨著生產(chǎn)出的大麻纖維越來越細(xì),100%的純大麻纖維織物的生產(chǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),然而,大多數(shù)的大麻纖維是與棉或粘膠、錦綸等化纖混紡,最成功的紡紗技術(shù)是氣流紡,除傳統(tǒng)的紡紗技術(shù)外,摩擦紡紗系統(tǒng)也能順利地把大麻纖維紡成紗線,而且這種技術(shù)還能紡出不同類型的包芯紗,用Dref3摩擦紡紗方法能紡出花式紗線。
大麻具有抗紫外線的性能(這歸功于高含量的木質(zhì)素),在達(dá)到軍用服裝所需的耐磨性能要求時(shí),大麻織物的重量大大低于傳統(tǒng)織物,此外,大麻還能方便的用于生產(chǎn)耐用、舒適的斜紋服裝等等。但由于多股單紗合股會(huì)大大降低大麻的抗彎剛度,使針織工藝中紗線的變性很困難,到目前為止生產(chǎn)大麻編織物、雙面針織物的針織設(shè)備和針織工藝還比較少見,但開發(fā)高附加值的大麻針織產(chǎn)品前景依然被看好。