摘要：竹纖維的概念已經(jīng)得到廣泛推展，真正意義上的竹纖維是指采用獨特的工藝從竹子中直接分離出來的纖維，即竹原纖維。文章介紹了竹原纖維的性能與產(chǎn)品開發(fā)，并闡述了竹原纖維紡紗、織造與染整等各工序的生產(chǎn)工藝及注意事項。 O 引言
我國的竹文化歷史悠久，竹子在人們?nèi)粘Ｉ畹氖场⒆?、行、娛樂等方面發(fā)揮著重要的作用，但在衣著方面卻罕有應用。我國科研人員經(jīng)過多年努力，終于在2002年成功開發(fā)出竹原纖維，實現(xiàn)了竹在服用方面的應用，填補了竹文化的一項空白。
1 竹原纖維的生產(chǎn)過程
竹原纖維是指采用獨特的工藝從竹子中直接分離出來的纖維。一般是根據(jù)紡織廠采用的紡紗系統(tǒng)的不同，將天然的竹材鋸成生產(chǎn)上所需要的長度，采用機械、物理的方法去除竹子中的木質(zhì)素、多戊糖、竹粉、果膠等雜質(zhì)，從竹材中直接提取竹原纖維。竹原纖維與采用化學處理的方法生產(chǎn)的竹漿粘膠纖維(再生纖維素竹纖維)有著本質(zhì)上的區(qū)別。前者是純粹的天然纖維，屬綠色環(huán)保型纖維，纖維性能優(yōu)異，具有特殊的風格，服用性能極佳，保健功效顯著，為區(qū)別于竹漿粘膠纖維，故取名為竹原纖維；而后者則屬于化學纖維中的再生纖維素纖維，竹纖維中的某些優(yōu)良的性能和含有的保健成分在化學加工中受到影響，加之化學加工造成的污染，所以它不是真正意義上的環(huán)保纖維。
1．1 前處理工序
前處理工序分為整料、制竹片、浸泡。首先將竹材去枝節(jié)與尖梢，根據(jù)紡紗系統(tǒng)的要求切成定長竹簡；然后采用機械或手工方式將竹筒劈裂成一定寬度的竹片；最后將竹片浸泡在特制的脫膠軟化劑中，浸泡一定時間。
1．2 分解工序
分解工序分3步：蒸煮、水洗、分絲。蒸煮：將竹片連同浸泡液一起加熱到某一溫度，同時施加一定的壓強，蒸煮一定的時間，對其進行脫糖、脫脂、脫膠與殺菌。水洗：將蒸煮過的竹片取出，用水洗凈，去除附著的浸泡液。分絲：采取機械方式壓扁竹片，接著用成絲機分解出粗纖維。
1．3 成形工序
成形工序大致要經(jīng)過蒸煮、分絲、還原、脫水、軟化等幾個步驟。蒸煮：將分解工序獲得的粗纖維置于蒸煮皿中，加入浸泡液，加熱到一定的溫度，加壓處理一定的時間。分絲：將粗纖維分為更細的纖維，并用水沖洗脫膠。還原：將竹纖維置于浸泡液中，加入適量的助劑，由此來增加竹原纖維的強度。脫水：一般采用離心式脫水。軟化：采用軟化劑將竹纖維軟化，使其具有一定的柔軟度。
1．4 后處理工序
后處理工序一般分3步：干燥、梳纖、篩選檢驗。在專用干燥設備上將纖維烘燥一定的時間，使含水率低于10％；用梳纖機對其進行梳理，整理成竹纖維絲；去除短纖維及其粉末，對其進行檢驗，如果合格則打包。
2 竹原纖維的性能
2．1 竹原纖維的化學成分與組成
竹原纖維的化學成分主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素(表1)，3者同屬于高聚糖，總量占纖維干質(zhì)量的90％以上，其次是蛋白質(zhì)、脂肪、果膠、單寧、色素、灰分等，大多數(shù)存在于細胞內(nèi)腔或特殊的細胞器內(nèi)，直接或間接地參與其生理作用。
纖維素是組成竹原纖維細胞的主要物質(zhì)，也是它能作為紡織纖維的意義所在。由于竹齡的不同，其纖維素含量也不同，如毛竹嫩竹為75％，1年生為66％，3年生為58％。竹原纖維中的半纖維素含量一般為14％～25％，毛竹平均含量約為22．7％，并且隨著竹齡的增加，其含量也有所下降，如2年生長竹24． 9％，4年生23．6％。
2．2 竹原纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)
經(jīng)掃描電子顯微鏡觀察，竹原纖維縱向有橫節(jié)，粗細分布很不均勻，纖維表面有無數(shù)微細凹槽。橫向為不規(guī)則的橢圓形、腰圓形等，內(nèi)有中腔，橫截面上布滿了大大小小的空隙，且邊緣有裂紋，與苧麻纖維的截面很相似。竹原纖維的這些空隙、凹槽與裂紋，
猶如毛細管，可以在瞬間吸收和蒸發(fā)水分，故被專家們譽為“會呼吸的纖維”，用這種純天然竹原纖維紡織成面料及加工制成的服裝服飾產(chǎn)品吸濕性強、透氣性好，有清涼感。
2．3 竹原纖維的性能
經(jīng)過傅立葉變換紅外光譜法、x射線衍射、電子顯微鏡、抗菌測試、熱重分析及其它常規(guī)測試儀器的測試，表明竹原纖維是一種服用性能極佳的天然纖維素纖維。
2．3．1 竹原纖維的物理性能
纖維的長度可根據(jù)使用者的要求，制成棉型、中長型和毛型所需要的長度，長度整齊度較好。竹原纖維的一般技術(shù)參數(shù)見表2。竹原纖維具有較強的毛細管效應(試驗條件：30℃，預張力4 g)，5 min時為6．74 cm，15min時為6．85 cm，30 min時為6．90 cm，60 min以后保持不變，略高于棉纖維，遠高于苧麻、粘膠纖維和再生竹纖維。
2．3．2 竹原纖維的抗菌性能
竹原纖維具有較強的抗菌和殺菌作用，按照AATCC6538對竹原纖維、亞麻纖維、苧麻纖維與棉纖維進行抗菌性能測試，結(jié)果見表3。可以看出，竹原纖維與亞麻、苧麻均具有較強的抗菌作用，其抗菌效果是任何人工添加化學物質(zhì)所無法比擬的，天然、環(huán)保、持久、保健等特點與人工加工的抗菌纖維截然不同，且其抗菌效果具有一定的光譜效應。由于竹原纖維中含有葉綠素銅鈉，因而具有良好的除臭作用。實驗表明，竹原纖維織物對氨氣的除臭率為70％～72％，對酸臭的除臭率達到93％～95％。另外，葉綠素銅鈉是安全、優(yōu)良的紫外線吸收劑，因而竹原纖維織物具有良好的防紫外線功效。
3 竹原纖維的紡紗、織造與染整工藝
3．1 紡紗工藝
竹原纖維可在棉紡、毛紡、麻紡和絹紡系統(tǒng)的設備上進行純紡或與棉、麻、絲、毛、化學纖維進行混紡。根據(jù)不同的紡紗系統(tǒng)來選擇竹原纖維的長度。在紡紗時必須根據(jù)竹原纖維的性能進行合理的工藝設計，調(diào)節(jié)有關(guān)的工藝參數(shù)，并需對竹原纖維施加一定數(shù)量的專用油劑。采用專用油劑和專用工藝參數(shù)后便可順利進行紡紗，目前紡紗線密度最低可達12．5 tex (Nm 80)，成紗質(zhì)量達到國家相關(guān)標準，可供機織和針織使用。存進行具體工藝設計時應注意以下幾點。
1) 制條：宜采用低速度、輕定量，適當?shù)膹埩可?，適當提高纖維伸直度，同時還應避免纖維的意外損傷；
2) 并條：宜采用低速度、輕定量、重加壓。在保證通道光滑的前提下，采用小口徑喇叭口喂入，以提高條干的均勻度和光潔度，使條子成形良好，同時加入專用油劑，以提高條子的可紡性和紗線的抱合力；
3) 粗紗：采用低速度、輕定量喂入，捻系數(shù)偏大掌握，以不出“硬頭”、不斷粗紗為準；
4) 細紗：采用低速度、較小牽伸倍數(shù)，加壓適當，適宜的羅拉隔距和紡紗張力，以減少毛羽，降低斷頭，提高條干均勻度，降低強力不勻率；
5) 溫濕度：為了提高紗線質(zhì)量，車間要求有較高的溫濕度環(huán)境，以減少纖維的飛逸散失。
3．2 織造工藝
1) 絡筒：以清除粗節(jié)、雜質(zhì)為主，使用電子清紗器和空氣捻接器，采用“低速度、少增毛羽”的工藝原則，適當降低紗線張力，保證紗線通道光滑；
2) 整經(jīng)：由于竹原纖維紗線毛羽偏多，整經(jīng)宜采用“低速度、輕加壓、勻張力”的工藝配置原則，保證經(jīng)紗排列與張力均勻，避免因毛羽糾纏而造成斷頭；
3) 漿紗：根據(jù)竹原纖維紗線強力高、毛羽較長、彈性差的特點，在漿料選擇上以高濃低粘為原則，漿紗配方必須保證漿膜的硬度和耐磨度。上漿采用重被覆、減磨為主，增強與保伸并重的“高濃、低粘、保彈性、保漿膜”的工藝路線。漿紗機可選用前、后雙漿槽漿紗機；
4) 機織：機織工藝參數(shù)是影響布面實物質(zhì)量、外觀疵點和織造效率的重要工藝因素，應對竹原纖維織物的不同品種規(guī)格認真優(yōu)選。在工藝參數(shù)設計時，主要采用“中張力、大開口、遲引緯”的工藝原則，以減少由紗線間的摩擦及粘連所造成的開口不清、斷經(jīng)、斷緯等現(xiàn)象?？棛C速度不宜過高，車間溫濕度以偏大掌握為宜；
5) 針織：針織工藝參數(shù)會直接影響到布面實物質(zhì)量、外觀疵點和織造效率。應根據(jù)織物的不同規(guī)格和用途進行優(yōu)選?？椩鞎r宜采用低速度、中等而均勻的張力，同時，車間的溫濕度宜偏高掌握。
3．3 染整工藝
竹原纖維織物的染整工藝比較復雜，不同品種、規(guī)格，其染整工藝不同；即使相同品種，風格要求不同，染整工藝也有較大的區(qū)別，選用不同的化學助劑及工藝參數(shù)，制定切實可行的染整工藝，以保證客戶的質(zhì)量要求。一般采用的工藝流程為：燒毛→退煮→漂白→酶處理→染色→拉幅→預縮。
3．3．1 燒毛
由于竹原纖維織物表面毛羽多而密，為使成品面料表面光潔，色澤均勻，必須經(jīng)過燒毛處理，而且要兩對火口加強燒毛。燒毛時要兩對毛刷正反刷毛，適當使用刮刀，火口上方不宜使用涼水輥，實行透燒，以保證燒毛質(zhì)量。
3．3．2 酶處理
酶處理是利用酶的催化降解作用，使纖維發(fā)生部分水解作用，致使纖維變細，剛性降低，從而達到增強織物的柔軟度及懸垂度，改善織物服用性能的目的。在制定酶處理工藝時，為保證織物強力不過度受損，必須掌握好酶制劑的活力，嚴格控制其用量、處理時間、浴比、溫度及pH值，并及時使酶“失活”。
實驗結(jié)果表明：
1)隨著酶用量的增加，織物的減量增加，斷裂強力下降，手感明顯改善；
2)酶的作用效果取決于其活性的大小，而活性的大小與工作液的pH值密切相關(guān)，即在一定的pH值范圍內(nèi)，酶才會起作用；
3)溫度對酶的活性有很大的影響，溫度過高，則酶的活力降低，甚至“失活”，反之，溫度過低，則作用效率緩慢，因此，只有在最佳的溫度范圍內(nèi)，酶才能發(fā)揮最大的作用；
4)時間和機械的作用也會對酶處理的效果產(chǎn)生不同程度的影響，在使用時務必給予充分的考慮。
竹原纖維織物經(jīng)過酶處理后，一方面纖維分子無定形區(qū)的部分水解使結(jié)晶區(qū)之間的空隙變大；另一方面，結(jié)晶區(qū)分子的部分水解使結(jié)晶區(qū)尺寸變小。因此，在受到外力作用時，結(jié)晶區(qū)之間較容易產(chǎn)生相對運動，導致纖維的抗彎能力降低，剛度減弱，從而使織物服用性能得到改善。
4 竹原纖維的產(chǎn)品開發(fā)
竹原纖維可純紡，也可與羊毛、棉或彩色棉、絹絲、苧麻及滌綸、Tencel、Modal、大豆蛋白纖維、粘膠纖維等纖維混紡，用于機織或針織，生產(chǎn)各種規(guī)格的機織面料和針織面料及其服裝。機織面料可用于制作夾克衫、休閑服、西裝套服、襯衫、連衣裙、床上用品和毛巾、浴巾等。針織面料適宜制做內(nèi)衣褲、睡衣、汗衫、T恤衫、運動衫褲、襪子和嬰幼兒服裝等。
由于竹原纖維具有優(yōu)良的服用性能，又有極佳的保健作用，特別適合于嬰幼兒和老年人穿著。由湖南株洲雪松麻業(yè)有限責任公司獨家開發(fā)的竹原纖維純紡與混紡產(chǎn)品，經(jīng)過1年多時間的精心研究與設計，已有數(shù)十種機織面料、服裝和針織產(chǎn)品推向國外市場。
5 結(jié)語
從竹子中制取可用于紡織的纖維是前所未有的創(chuàng)新，但目前僅僅處于起步階段，竹原纖維的許多基礎研究工作還有待探索，以為竹原纖維紡織產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)提供理論指導依據(jù)。為使竹原纖維紡織產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，必須投入大量人力、物力來研究、改進加工設備，優(yōu)選工藝路線、工藝參數(shù)，生產(chǎn)出真正體現(xiàn)竹子優(yōu)良服用性能和風格的紡織產(chǎn)品。
