CN105745367A - 源自芸苔属植物的纺织纤维和纺织品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由芸苔属植物制备的纺织纤维和纺织品保留利于纺织品制造的特性。还描述了由芸苔属植物制备的纺织纤维制造的纺织品，其显示出有利于服装和家用品应用以及工业应用的性质。进一步描述了用于从芸苔属植物制备纺织纤维的方法。

Description

源自芸苔属植物的纺织纤维和纺织品
技术领域
本发明涉及由植物材料制成的纺织品的领域，特别是涉及由芸苔属(Brassica)植物制备的纺织纤维和纺织品。
背景技术
植物纤维材料用于制备纺织品已经许多年，例如，从所述纺织品可以制造多种织物。随着对天然材料和产品的持续增长的需求，这种植物纤维材料的需求持续增长。为跟上该需求，为了得到有利于用于纺织品制造的特性，已经开发了来源广泛的各种植物纤维材料。例如，在植物纤维材料可用于纺织品应用之前，必须满足纺织品的特性(如均匀性、柔性、细度、内聚性、韧性、吸收性、挠性、以及适应于各种纺织品加工和/或处理的顺从性)。
已知植物的纤维，包括大麻，亚麻，黄麻，荨麻，苎麻等具有这样的特性，并已被用于多种不同的纺织品。例如，草、灯芯草(rush)、大麻、剑麻用于制作绳索。椰壳纤维(椰子纤维)用于制作麻线、垫和麻袋布。来自纸浆材树、棉花、水稻、大麻和荨麻的纤维被用于造纸。棉花、亚麻、黄麻、大麻、苎麻、竹、甚至菠萝纤维被用于服装上。
迄今尚未用于制备纺织品的一种植物是油菜植物，它们为芸苔属植物。油菜植物的最通常公认的种类为低芥酸和低葡萄糖异硫氰酸盐(glucosinolate)的种类，称为低芥酸菜籽(canola)、油菜籽00或双零油菜籽。有许多种油菜植物落入芸苔属内，所有这些在本文中被统称为低芥酸菜籽植物。
作为植物油的第三大来源和蛋白粉的第二主要来源，低芥酸菜籽是世界上主要的油料作物之一。世界产量增长迅速，粮食和农业组织(FAO)报告在2003-2004季生产了3600万吨油菜籽，在2010-2011季估计为5840万吨。仅仅在加拿大，低芥酸菜籽产量从2006年的900万吨上升至2008年的超过1000万吨。
尽管低芥酸菜籽的世界产量快速增长，低芥酸菜籽植物本身并无价值，因为只有油籽才是作物的有价值的收获成分。低芥酸菜籽仅仅作为两个子产品(低芥酸菜籽油和低芥酸菜籽粉)的来源种植。将微小的圆形的低芥酸菜籽种子粉碎以产生油，将残余物加工成粉，其可用作高蛋白粉。低芥酸菜籽也用于生物柴油生产。其结果是，约4000万吨低芥酸菜籽茎杆在收获后可用。该副产品材料被认为是废弃物并通常被犁入回土壤中、焚烧、或用作动物铺草。该低芥酸菜籽副产品的商业应用将因此对最大化该有价值的资源的经济性是合意的。
提供该背景信息目的在于使得本申请人认为是已知的信息成为与本发明可能相关的。并不必须地旨在承认，也不应被解释为任意前述信息构成针对本发明的现有技术。
发明内容
本发明公开了涉及由芸苔属植物制得的纺织纤维和纺织品(如纱线和织物)的示例性实施方案。本公开的一个示例性实施方案涉及由芸苔属植物材料制得的纺织纤维。根据本公开的另一个方面，描述了由甘蓝型油菜(Brassicanapus)制得的纺织纤维。根据一个实施方案，本文所述的纺织纤维为可染色的。根据另一个实施方案，本文所述的纺织纤维为不褪色的。根据另一实施方案，本文所述的纺织纤维具有至多约20％至约30％的回潮率。根据另一实施方案，本文所述的纺织纤维对于至多约250℃的温度是耐热的。
根据本公开的另一方面，描述了由根据本公开的从芸苔属植物制备的纺织纤维制造的纺织品。根据一个实施方案，纺织品为织物。根据另一个实施方案，纺织品为纺成纱。
根据本公开的另一个方面，描述了芸苔属植物材料用于制备纺织纤维的用途。
根据本公开的另一个方面，描述了一种用于从芸苔属植物材料制备纺织纤维的方法，所述方法包括：a.将芸苔属植物材料沤泡(retting)以制备植物纤维；和b.采用选自酶处理、煮练(scouring)、漂白、染色和软化的处理中的任一个或其组合来处理植物纤维。
附图说明
本发明的这些和其他特征在下述详细描述(其中参照附图)中将变得更显而易见。
图1为收获的成熟甘蓝型油菜植物材料的照片；
图2为根据本公开的实施方案，用于沤泡的经切割的成熟甘蓝型油菜植物材料的照片；
图3A，3B和3C为根据本公开的实施方案将甘蓝型油菜植物材料沤泡的特写照片；
图4A为从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的水沤植物纤维样品的照片，图4B为从生甘蓝型油菜植物材料制备的水沤植物纤维样品的照片，根据本公开的实施方案；
图5A为从生甘蓝型油菜植物材料制备的碱沤植物纤维样品的照片，图5B为从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的碱沤植物纤维样品的照片，根据本公开的实施方案；
图6A为从生甘蓝型油菜植物材料制备的酸沤植物纤维样品的照片，图6B为从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的酸沤植物纤维样品的照片，根据本公开的实施方案；
图7A为从生甘蓝型油菜植物材料制备的酶沤植物纤维样品的照片，图7B为从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的酶沤植物纤维样品的照片，根据本公开的实施方案；
图8为根据本公开的实施方案，从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的经煮练的植物纤维样品的照片；
图9为根据本公开的实施方案，从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的经漂白的植物纤维样品的照片；
图10为根据本公开的实施方案，从成熟甘蓝型油菜植物材料制备的经染色的植物纤维样品的照片；
图11A为示出植物纤维样品的成熟的顶部(1)的纤维直径测定的照片，图11B为示出植物纤维样品的成熟的底部(1)的纤维直径测定的照片，根据本公开的实施方案；
图12A为示出植物纤维样品的成熟的顶部(2)的纤维直径测定的照片，图12B为示出植物纤维样品的成熟的底部(2)的纤维直径测定的照片，根据本公开的实施方案；
图13A为示出植物纤维样品的成熟的顶部(8)的纤维直径测定的照片，图13B为示出植物纤维样品的成熟的底部(8)的纤维直径测定的照片，根据本公开的实施方案；
图14A为示出植物纤维样品的成熟的顶部(9)的纤维直径测定的照片，图14B为示出植物纤维样品的成熟的底部(9)的纤维直径测定的照片，根据本公开的实施方案；
图15A为示出植物纤维样品的成熟的顶部(10)的纤维直径测定的照片，图15B为示出植物纤维样品的成熟的底部(10)的纤维直径测定的照片，根据本公开的实施方案；
图16为示出在22.6℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图17为示出在100.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图18为示出在111.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图19为示出在150.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图20为示出在158.2℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图21为示出在200.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图22为示出在205.6℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图23为示出在225.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图24为示出在250.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图25为示出在256.6℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图26为示出在275.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图27为示出在280.7℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图28为示出在295.5℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案；
图29为示出在300.0℃下10分钟后的植物纤维样品的外观的照片，根据本公开的实施方案。在此阶段，植物纤维已经暴露于从22.6℃-295℃的温度的步进性增加120分钟；
图30为示出根据本公开的实施方案用纺织品湿加工技术(碱和酸煮练，和软化)处理的芸苔属植物纤维的照片；
图31为示出根据本公开的实施方案用酶加工处理后的芸苔属植物纤维的照片；
图32为示出根据本公开的实施方案用增强的酶加工处理后的芸苔属植物纤维的照片；
图33为示出根据本公开的实施方案的芸苔属原纤维的扫描电子显微术的照片；和
图34A为示出非织造、经煮练且经软化的织物的照片；图34B和34C为示出非织造、经煮练、经漂白且经软化的织物的照片，根据本公开的实施方案。
发明详述
低芥酸菜籽植物本身被认为是一旦已收获了油籽就并无下游商业价值的低芥酸菜籽生产中的副产物。根据本公开的实施方案，来自低芥酸菜籽植物的植物材料已被赋予在纺织品的制造中的商业应用。具体地，已经发现，可以处理从芸苔属提取的植物材料以生产可被进一步加工成纺织纤维的植物纤维。根据本公开的实施方案，已经发现从芸苔属植物纤维生产的纺织纤维，表现出有利于制造纺成纱的特性，所述纺成纱可然后用于制造织造、针织和非织造纺织品产品。根据本公开的实施方案，这些制造的织造、针织和非织造纺织品产品表现出可适合于广泛的应用(包括家用、工业和医疗应用)的特性。不限制前述，根据本公开的纺织纤维可以用于制造服装(织造和针织的)和工艺或智能纺织品(例如，织造和针织绷带)。可以生产经粗梳纤维网以制造非织造织物。
根据本公开的实施方案，可使用本领域中已知的方法实现芸苔属植物纤维的制备。例如，根据某些实施方案，可通过沤泡工艺制备本公开的植物纤维以得到韧皮纤维。根据本公开的实施方案，加工芸苔属植物材料以制备用于制造纺织纤维的韧皮纤维可通过使用本领域已知的方法来实现，因此可以不要求特殊的和成本密集的加工技术。
韧皮纤维是从植物茎杆(例如，大麻，亚麻，黄麻)提取的天然纤维素纤维，并已知其具有超越广泛使用的纤维(例如棉和聚酯)的一些优异的特性。这些特性包括更快的水分传输、更高的吸湿性、更大的防紫外线保护和高的有毒气体吸收性(Muzyczek,M.2012.Theuseofflaxandhempfortextileapplications.在Handbookofnaturalfibers中，编辑R.Kozlowski.，第2卷，312-327，美国：WoodhousePublishing)。然而，由于在其结构中非纤维素材料的存在(≈25-37％)，韧皮纤维被认为缺乏允许这些纤维被加工成可用于制造高质量的更细纱线的纺织纤维所需的特性，所述高质量的更细纱线可用于例如服装和智能纺织品中。这些特性在本领域称为纺纱性(spinningproperties)。
目前，已知的韧皮纤维(例如大麻，亚麻和黄麻)的纺纱性为使得只能生产用于诸如绳、绳索和其它合适应用的用途的粗且低质量的纱线。根据本公开的实施方案，可加工由芸苔属制得的韧皮纤维以生产具有适用于制造更细纱线的纺纱性的纺织纤维，所述更细纱线可用于例如服装和智能纺织品中。在其他实施方案中，可加工由芸苔属制得的韧皮纤维以生产具有适用于棉纺系统的纺纱性的纺织纤维。在另一实施方案中，可加工由芸苔属制得的韧皮纤维以生产具有适用于环锭或转子纺纱系统的纺纱性的纺织纤维。
定义
除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语与本发明所属领域中的普通技术人员所通常理解的具有相同的含义。
如本文所用，术语“植物纤维”、“韧皮纤维”、“提取的纤维”、“原纤维”或“未加工纤维”可以互换地用来指从芸苔属植物制得的纤维。可以由芸苔属使用本领域中已知的方法来制备植物纤维。根据优选的实施方案，所述植物纤维为从芸苔属植物制得的经沤泡的和/或经调制的纤维。可将经沤泡的和/或经调制的纤维进一步加工以生产“纺织纤维”。
如本文所用的术语“纺织纤维”，是指已经过进一步加工以得到适用于制造纺织品的特性的从芸苔属植物制得的植物纤维。根据某些实施方案，纺织纤维可被加工以显示出纺纱性。具体地，可加工纺织纤维以使其表现出适用于将所述纺织纤维通过各种方法(包括加捻)纺纱成纱线或通过织造、针织、粘结(从经粗梳纤维网的非织造)和编织制成织物的特性。根据本公开的实施方案的纺织纤维形成本文所描述的纺织品结构的基本单元。
本文中所使用的术语“纺织品”是指从由芸苔属植物制得的纺织纤维的网制造的材料。这样的材料包括，但不限于，经粗梳纤维网、纱线和织物，以及由这种网、纱线和织物制得的产品，其或多或少完全保留原始纺织纤维的特性。该术语还包括包含由芸苔属植物制得的纺织纤维与一种或多种其它类型的纤维(包括本领域中已知的天然和/或合成纤维)结合的实施方案。
如本文中所使用的术语“纱线”，是指形成为适用于针织、织造或交织以形成例如纺织品织物的细、长、连续的加捻股线。
如本文所用，术语“织物”是指制造的纺织纤维的组件，其通常为织造或非织造片材状形式，并具有足够的机械强度以提供组件固有的内聚力。织物可以通过任意多的本领域已知的方法来制造，包括但不限于织造、针织，花边滚边，编织和粘结。
如本文所用，术语“约”是指偏离给定的值大约+/-10％的变化。但应该理解的是，这种变化总是包括在本文所提供的任意给定值内的，不论其是否被具体提及。
从芸苔属制备纺织纤维
根据本公开的实施方案，处理芸苔属植物材料以制备可被进一步加工以制备纺织纤维的芸苔属植物纤维，所述纺织纤维可用于形成纺织品。可加工从芸苔属植物纤维制得的纺织纤维以形成纺织品产品，如经粗梳纤维网、纱线或织物，其可最终用于制造多种纺织品产品，例如包括但不限于服装、手袋、包、绳索、覆材、床上用品和多种其他纺织品产品。
可以从生和/或成熟的植物材料使用本领域中已知的方法制得芸苔属植物纤维。例如，在一个实施方案中，可使用用于处理植物材料的沤泡法以制备具有利于制造纺织纤维的特性的芸苔属植物纤维，所述纺织纤维可制备有商业价值的用于非织造织物的经粗梳纤维网、纱线及织造和针织的织物。如上所讨论的，可以预期的是，根据本公开的实施方案的芸苔属植物纤维的来源为来自低芥酸菜籽-种子生产的副产物植物材料。因此，根据本公开的实施方案，处理植物材料(包括茎材料)以制备适用于纺织品生产的植物纤维。在其他实施方案中，处理植物的茎以制备适用于纺织品生产的植物纤维。在其他实施方案中，处理整个植物以制备适用于纺织品生产的植物纤维。
如本领域技术人员公知的，沤泡涉及从植物茎杆的木质芯分离植物纤维(也称为韧皮纤维)。具体地，沤泡是将内部的植物茎杆腐坏掉并保持外部韧皮纤维完好的方法。沤泡通过微生物在陆地上或水中完成，或通过使用化学物质或果胶酶(pectinolyticenzymes)完成。沤泡的最常用的方法包括将待沤泡的植物材料放置在池塘、溪流、田野或罐中并将材料暴露于水足够长的时间以允许水透过中央茎杆部分，溶胀内部细胞并使得最外层爆开，从而将内芯暴露于腐烂生产菌，其将腐坏掉内部的茎杆并保持外部纤维完好，该过程称为皮质剥离术(decortification)。在一个实施方案中，用水沤处理芸苔属植物材料以制备可被进一步加工以制备纺织纤维的芸苔属植物纤维。在另一个实施方案中，用碱沤处理芸苔属植物材料以制备可被加工以形成纺织纤维的芸苔属植物纤维。在另一个实施方案中，用酸沤处理芸苔属植物材料以制备可被加工以形成纺织纤维的芸苔属植物纤维。在另一个实施方案中，用酶(例如果胶酶)沤泡处理芸苔属植物材料以制备可被加工以形成纺织纤维的芸苔属植物纤维。
一旦制得，随后将植物纤维洗涤和脱水以制备芸苔属植物纤维，所述芸苔属植物纤维可随后根据本公开的实施方案被进一步处理以制备纺织纤维。在某些实施方案中，可加工植物纤维以在所得纺织纤维中得到适于纺纱的特性。在一个实施方案中，化学处理植物纤维以在所得纺织纤维中得到纺纱性。根据一些实施方案，化学处理涉及酶(果胶酶)、煮练、软化、漂白和/或活性或空白染色处理中的一个或其组合。
根据一个实施方案，为制备纺织纤维的芸苔属植物纤维的处理包括煮练和软化植物纤维的组合。根据另一实施方案，为制备纺织纤维的芸苔属植物纤维的处理包括煮练、漂白和软化植物纤维的组合。根据另一实施方案，为制备纺织纤维的芸苔属植物纤维的处理包括煮练、漂白和染色植物纤维的组合。
使用本领域技术人员公知的方法，所得纺织纤维可用于形成纱线，丝线，绒线等。例如，可将包括芸苔属纺织纤维的纺织品转化为纺成纱，然后根据本公开可通过可用于织物的织造、针织、钩编、粘合、压制或其它已知的方法或其组合，将所述纺成纱加工成所需的织物。
芸苔属纺织纤维的特性
为用于纺织品的制造，纺织纤维必须具备并保留从植物材料制得时的某些特性，因为正是这些保留的特性将决定可由所述纺织纤维制造的纺织品的质量和类型。
被认为用于确定用于制造纺织品的纺织纤维的可用性的主要特性取决于计划的纤维的最终用途，并可包括例如一种或多种的以下示例性特性：纤维长度/宽度比，纤维均匀性，纤维强度和柔性，纤维延展性和弹性，热特性和纤维内聚性。次要特性可以包括，例如，吸湿特性，纤维回弹性，耐磨性，密度，光泽，耐化学性和可燃性。
纺织纤维显示的特定属性不仅决定其用于制造纺织品的可用性，还决定纺织品将具有的特性，如纺织品用于其特定用途的美观，耐久性，舒适性和安全性。因此，纺织纤维必须满足一定的性能要求以被认为是可用于特定类型的纺织品。例如，用于服装制造或其它家用品应用的纺织品要求纤维满足某些特定的要求。这些要求可能取决于特定的应用而改变，而对于服装纺织品的要求例示于表1。然而，如果纤维缺乏某种特性，该纤维可与其他纤维共混以改进其特性。例如，通过共混棉(具有3-7％的断裂伸长率)与聚酯，伸长率特性可提高到12-55％。
表1：服装/家用品要求(单一来源纤维)
类似地，对于工业应用，也必须满足某些特定的要求，并且所述要求可以随着特定的应用而变化。示例性的工业纺织品的要求示于表2。
表2：工业要求
特性
韧性 7-8克/旦
断裂伸长率 8-15％
伸长回复率 在至多5％应变下为100％
弹性模量 经调制的为80克/旦或更大，湿的为50克/旦
零强度温度 250℃或更高
根据本公开的实施方案，已经发现从芸苔属植物材料制得的纺织纤维表现出并保留一种或多种有利于制造纺织品的纺织品特性。在某些实施方案中，本公开的芸苔属纺织纤维具有和保留一种或多种满足服装和/或家用品应用的要求的纺织品特性。在其他实施方案中，本公开的芸苔属纺织纤维具有和保留一种或多种满足工业应用的要求的纺织品特性。在其他实施方案中，本公开的芸苔属纺织纤维具有和保留一种或多种满足织造纺织品应用的要求的纺织品特性。在其他实施方案中，本公开的芸苔属纺织纤维具有和保留一种或多种满足非织造纺织品应用的要求的纺织品特性。
在本公开的特定实施方案中，从芸苔属植物材料制得的纺织纤维可将染料吸收入纺织纤维。以这种方式，根据某些实施方案，本公开的纺织纤维是可染色的并可用于制造可染色的纺织品。在其他实施方案中，纺织纤维表现出不褪色性，并可用于制造不褪色的纺织品。
根据本公开的某些实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出耐热性。根据一个实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出对至多约250℃的温度的耐热性。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出对至多约100℃至约250℃的温度的耐热性。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出对至多约150℃至约200℃的温度的耐热性。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出对至多约200℃至约225℃的温度的耐热性。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出对至多约225℃至约250℃的温度的耐热性。
根据本公开的实施方案，由芸苔属纺织纤维制得的纺织品因此表现出相对高的分解温度。因此，根据本公开的纺织纤维显示出适用于例如隔热纺织品的热特性。在一些实施方案中，因此，根据本公开制备的芸苔属纺织纤维可用于制造隔热纺织品。
根据本公开的某些实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维具有回潮特性。根据一个实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出至多约30％的水合因数。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出在约20％至约30％之间的水合因数。根据其他实施方案，从芸苔属植物材料制备的纺织纤维显示出在约20％至约25％之间的水合因数。在其他实施方案中，根据本公开的芸苔属纺织纤维的水合因数可至多为棉花的水合因数的两倍。因此可以设想，根据本公开的芸苔属纺织纤维可用于制造高吸收性纺织品，例如伤口敷料。
在某些实施方案中，本公开的纺织纤维具有利于将纺织纤维纺纱成各种纺织品(包括纱线、经粗梳纤维网以及织造或非织造织物)的特性。在一些实施方案中，本公开的纺织纤维的纺纱性与本领域技术人员已知的棉纺系统兼容。在另一实施方案中，根据本公开的衍生自芸苔属的纺织纤维具有适用于根据本领域已知的方法操作的环锭或转子纺纱系统的纺纱性。
环锭纺纱(Ringspinning)是最广泛使用的在大范围的线密度(2.0–1000特)中使用不同的纤维生产优良品质(USTERTOP5％)粗梳和精梳纱线的短纤维纺纱工艺(Hatch，K(2006).Textilescience.修订版.ApexNC:Tailoredtextcustompublishing，第269页)。为了产生精梳纱线，环锭纺纱通常需要以下加工：开松、粗梳、牵拉、精梳(对于粗梳纱线不需要)，牵拉(对于粗梳纱线不需要)，粗纺，和纺纱。如本领域的技术人员认识到的，这些加工可以在被加工的纺织纤维上施加压力和张力。因此，纺织纤维必须具备一定的特性以被视为通过这些加工为可纺的，并最终可加工成更高质量的粗梳和精梳纱线。这些纺纱性质包括，例如，长度偏差(±3毫米)，细度，柔软度，弯曲模量，强度和单个纤维完整性。
适合环锭纺纱的纺织纤维长度中的长度偏差小于±3毫米以承受该方法的应力。例如，已知的是，当纤维长度上的变化分别为(L+3)mm和(L-3)mm时，纤维断裂和落下发生，其中的“L”是指纤维长度(Lord,P.2003.Handbookofyarnproduction.Cambridge,England:WoodheadPublishingLimited)。已发现在±3毫米范围以外的长度偏差导致纱线中的不均匀和缺陷。
纺纱加工也需要纺织纤维的柔软性，以承受在纺纱加工的各个阶段过程中施加的辊压和扭转压力并避免纤维断裂。
如本领域技术人员公知的，纱线不规则的超过75％是由于通过自缠结或与废弃物成簇而制得的纤维束产生的(Oschola,J.,Kisato,J.,Kinuthia,L,.Mwasiahi,J.和Waithaka,A.2013.Studyontheinfluenceoffiberpropertiesonyarnimperfectionsinringspunyarns,AsianJournalofTextile,2(3),32-43)。因此，为得到更好质量的织物，构成纱线应该是“均匀的”或理想地在整个纱线长度上具有为0的CVm％(纱线质量的变化系数)，即，纱线的不均匀或瑕疵以厚位置(+d)、薄位置(-d)和棉结(+d)表示。
在纺成纱中，在沿其长度的横截面中需要约150至200的纤维。如果纤维为束的形式(一根以上的纤维并变化)，则在纺成纱的该特定位置存在更多或更少的纤维，得到厚和薄位置。为了说明，例如，在服装应用(织造的)中，顶级5％USTER质量水平要求20特的100％棉精梳环锭纺纱纱线具有约10(+50％)厚位置/千米纱线(USTER,2007)。制造织造的T恤需要约10,000米纱线。因此，高质量的T恤只能有10(+ve50％)个厚位置。同样，对于相同的质量的T恤，可接受的薄位置的数量(-ve50％)少于10个(USTER,2007)。
此外，在织造和针织的织物中的瑕疵(厚、薄和棉结)通过它们的大小(+ve或-ve)、以及长度、缺陷来确定。在纱疵分级仪(Classimat)纱线缺陷(“ClassimatFaults”)中，该缺陷被按长度和直径分类。例如，在短缺陷(缺陷长度<8厘米)的情况下，如果纱线的平均直径超出至少+100％则测定厚位置，其为A0,B0,C0和D0，或者在长缺陷(>8厘米)的情况下，如果纱线的平均直径超出至少+45％则测定厚位置，其为F和G缺陷(USTER统计，2007)。由于制备该纱线所需的“草稿”的总数(输入材料特/输出材料特)，如果在纤维中没有单个纤维完整性，则环锭纺纱纱线将包含许多长纱疵分级仪缺陷。因此，纺织纤维应该有单个纤维完整性，以最小化或避免可在最终织造或针织产品中产生的缺点或缺陷的出现。
在一个实施方案中，由芸苔属植物材料制得的纺织纤维显示出与棉纤维媲美的长度偏差。在另一实施方案中，本公开的纺织纤维显示出适用于环锭纺纱加工的长度偏差。在其他实施方案中，本公开的纺织纤维显示出小于L±3mm的长度变化。
在一些实施方案中，由芸苔属植物材料制得的纺织纤维显示出单个纤维完整性。在其他实施方案中，由芸苔属植物材料制得的纺织纤维显示出与棉媲美的柔软性。在其他实施方案中，本公开的纺织纤维显示出适用于环锭纺纱加工的柔软性。
为了更好地理解本文所描述的发明，提出以下实施例。应当理解这些实施例旨在描述本发明的示例性实施例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
实施例
实施例1：纤维提取
1.1植物材料
使用基于马尼托巴(Manitoba)的成熟的和生的甘蓝型油菜(Brassicanapus)植物，其在加拿大马尼托巴省温尼伯郊区收获。
成熟的植物包括干燥的秸秆/干草，并具有草腥味。这些成熟的植物的外层为米色、薄而硬、移除时易碎，并且难以手动分离，而中间层为黄色、纤维状、僵硬、木质外观、有纹理并可见纤维结构。内层为白色的泡沫状芯，牢固但可压缩且均匀的外观。一些样品有显示腐烂、疾病或虫害的黑色的斑点，而少数样品在茎杆的基部具有紫色着色。茎杆的形状从平且宽到具有变化的直径的圆而变化。茎杆非常僵硬且不可弯曲(图1)。
1.2样品切割过程
为了制备样品，将整个样品的从每个端起的1/4-1/2”切断并从植物中移除。为沤泡的目的，从成熟的和生的甘蓝型油菜植物制备4”长的180个样品并将其放入单独的标记箱(图2)。切割的样品在21℃和65％相对湿度的空调室中储存4天。
1.3沤泡过程
在继续进行沤泡加工之前，将样品调制至少4天，并使用重量法测定植物的重量。
一旦制备好沤泡溶液，将40个成熟切割样品从空调室取出，称重，然后垂直地浸没入各个溶液烧杯。为保持其被浸没，将锥形瓶(1000毫升烧杯)或瓷表面皿(600毫升烧杯)置于顶部，以防止样品伸出。同样，将生样品从空调室取出，称重，然后垂直地浸没入其余烧杯(40个样品到1000毫升烧杯中，26个样品到600毫升烧杯中)，并以相同的方式保持浸没。当将样品浸没时，一些溶液被排开并流失。一些样品端部并未被完全浸没，允许端部保持在溶液以外。浸没的样品在69％相对湿度下储存在黑暗的橱柜中，并定期观察直至样品为沤泡做好准备(图3A-3C)。在沤泡过程中，通过从茎杆移除纤维而每天移除样品以检查样品的准备程度。对本领域中已知的沤泡技术进行了测试和比较。
1.3.1水沤
1000毫升的自来水被用于水沤加工。制备四次水浴，对每个烧杯制备一次，所述烧杯中的2个含有成熟的样品，2个含有生样品。自来水的pH为7.34。在水中浸没7天之后，纤维被充分调制以待提取。
1.3.2碱沤
以如上述的类似方式通过碱沤处理植物材料的样品。为每个600毫升烧杯制备0.1％的NaOH碱沤溶液。碱沤溶液的pH为12.30。浸没的样品在69％相对湿度下储存在黑暗的橱柜中6天，之后纤维被充分调制以待提取。
1.3.3酸沤
酸沤在为每个600毫升烧杯制备的0.1％硫酸沤泡溶液中进行。酸沤溶液的pH为3.69。浸没的样品在69％相对湿度下储存在黑暗的橱柜中5-6天，之后纤维被充分调制以待提取。
1.3.4酶沤
酸沤在为每个1000毫升烧杯制备的0.1％果胶酶酶沤溶液中进行。酶沤溶液的pH为中性的。浸没的样品在69％相对湿度下储存在黑暗的橱柜中6天，之后纤维被充分调制以待提取。
1.3.5沤泡参数
进行了进一步的测试以观察沤泡参数对芸苔属植物纤维的沤泡效率的影响。
表3：沤泡温度和水变化对沤泡时间的影响
沤泡温度 添加/水的变化 沤泡完成时间(天) 产率(％)
20℃ 无 8 11.57
20℃ 每天(添加新鲜水，替换陈水) 10 14.31
40℃ 无 4 13.55
*40℃ 每天(添加新鲜水，替换陈水) 22 n/a
·芸苔属种类，例如Reston(甘蓝型油菜)
温度对沤泡的影响
从表3中可以看出，在40℃下比在室温下沤泡快许多。在40℃下，沤泡在4天内完成，而在20℃下，沤泡时间为两倍(8天)。
水变化对沤泡的影响
此外，发现用新鲜水每天更换沤泡浴水在20℃下增加沤泡时间20％，在40℃下增加沤泡时间5倍以上。
料液比对沤泡时间的影响
也观察料液比对沤泡时间的影响。发现料液比对沤泡的完成没有影响，因为对于1:10和1:100的料液比，沤泡均在九(9)天内完成(表4)。
表4：料液比对沤泡的影响
沤泡温度(℃) 料液比 添加/水的变化 沤泡完成时间(天)
40 1:10 无 9
40 1:100 无 9
回用水对沤泡时间的影响
观察在沤泡芸苔属植物材料中使用蒸馏水和来自之前经沤泡的样品的水的影响。发现当重复利用沤泡水时，沤泡完成时间快得多。具体地，与使用蒸馏水的24天沤泡完成时间相比，使用回用的沤泡水，沤泡在4天完成(表5)。
表5：回用水对沤泡时间的影响
沤泡温度(℃) 沤泡水的类型 料液比 沤泡完成时间(天)
40 蒸馏水 1:100 24
40 沤泡水 1:100 4
1.4植物纤维生产
当样品已准备好用于纤维提取时，将烧杯从橱柜中取出并带至提取站。提取站由流入悬浮在水槽中的真空过滤器的自来水的恒定的缓和流组成。将溶液倾倒通过真空过滤器以捕捉任何漂浮的纤维。从沤泡浴单独除去茎杆。将任何发霉段(moldedsections)切下，并放入单独的烧杯中以单独沤泡。在自来水的料流下漂洗样品茎杆；水的流动从茎杆轻轻剥离纤维。也使用戴手套的手轻轻擦或剥离任何残留的纤维。一旦来自一个溶液的所有茎杆被提取，将纤维从真空过滤器移除并放入贴标签的表面皿中干燥。然后清洗真空过滤器，除去任何痕量的之前的样品，并将其再用于下一样品。提取后，将植物纤维样品然后转移至表面皿上(图4-7)，在室温下干燥24小时，然后转移至标准调制气氛。在转移至调制室前，为避免任何滞后效应，在室温下干燥是必须的。然后将植物纤维样品称重并计算产率(表6)
1.5植物纤维产率
表6：不同类型的用于成熟的和生的植物二者的沤泡溶液的植物纤维产率(％)。
实施例2：可染色性
研究了芸苔属纺织纤维接受并保留染料的能力。在染色加工之前通过煮练和漂白的组合处理植物纤维。
2.1煮练
处理提取的植物纤维样品用于可染色性。在漂白之前首先煮练样品。煮练溶液包括自来水(100mL)、AATCC1993标准洗涤剂(不含光学增白剂、无磷酸盐)(TestFabrics,Inc.)(0.20g)和浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物。处理0.2克样品植物纤维得到1:500的料液比。
煮练在耐洗牢度试验仪(Launder-ometer)中进行。在煮练开始前，将煮练溶液在60℃下预热5分钟。在煮练60分钟后，将样品取出并洗涤和中和。然后将样品转移至表面皿中干燥。
经煮练的样品示于图8。在表7中提供煮练的影响。可以看出，由于煮练，植物纤维失去约20％的重量。经处理的纤维变得更软，更薄，半透明和易于分离。
表7：煮练的影响
2.2漂白
经煮练的样品然后进行漂白处理。为漂白，在耐洗牢度试验仪中在90℃下用漂白溶液处理植物纤维样品120分钟。所用的漂白溶液包括过氧化氢(含有抑制剂，在H2O中30重量％，ACS试剂[Sigma-Aldrich])(1毫升)、NaOH(ACS试剂，≥97.0％，丸粒(Sigma-Aldrich))(0.025％)、浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物，以1:1000的料液比。
漂白后，将植物纤维样品用流动自来水冲洗，并转移至表面皿中干燥。
单独的漂白对植物纤维样品的影响示于图9和表8。漂白后，纤维比经煮练的样品更细和更白。经处理的植物纤维比原始的植物纤维样品更柔软，但并不像经煮练的样品那样柔软。
表8：漂白的影响
2.3染色
经煮练和漂白的样品然后进行染色加工处理。染料溶液在两个耐洗牢度试验仪容器(一个用于成熟的植物纤维，一个用于生植物纤维)中通过组合0.1克活性染料至100毫升水制备。然后将1.0克NaCl溶解于2毫升水中；将0.25克碳酸钠分别溶解于1毫升水中。
染色加工在耐洗牢度试验仪中进行。将来自成熟的和生的芸苔属的经漂白植物纤维加入包含预热的水(50℃)与染料溶液的各个容器中，并循环20分钟(10分钟至容器中的加热溶液，10分钟最佳染色)。在循环的末尾，将氯化钠溶液(1克在2毫升的自来水中)加入每个耐洗牢度试验仪容器并循环30分钟，之后将碳酸氢钠溶液(0.25克在1毫升的自来水中)加入每个耐洗牢度试验仪容器并循环另外的20分钟。
然后用冷水冲洗和用肥皂溶液循环后处理来处理纤维。肥皂溶液为自来水(90毫升)与肥皂原液(10毫升，1％)组合的混合物。然后使用肥皂溶液将植物纤维样品在耐洗牢度试验仪中循环10分钟在冷水中漂洗5分钟，随后温水冲洗(60℃)5分钟，然后放置在贴标签的表面皿中干燥。
经染色样品示于图10。经处理的植物纤维吸收了大部分的染料(蓝色调)，因为剩余染料浴溶液是非常淡的蓝色。似乎染料浸入了纤维内部并可能形成化学键，因为在60℃下用肥皂溶液洗涤后，色调的差异不显著。
实施例3：回潮率(MOISTUREREGAIN)
3.1烘干法
回潮率使用如ASTMD2495-07试验方法(AmericanStandardTestingMaterials(2008),Testmethod#ASTMD-2495-07.ASTMInternational,USA)所述的“恒定干燥的重量法”计算。样品在标准调制气氛中调制(在21℃和65％相对湿度)6天，并记录重量。然后将干燥烘箱预热至105℃。一旦烘箱达到105℃，将所有的植物纤维样品放置在干燥架上。60分钟后，将样品取出并称重到小数点后三位。该称重过程每隔30分钟，90分钟，120分钟，150分钟和180分钟重复，直至达到相对恒定的样品重量(+/-0.05)。最后称重后，将所有样品从它们的表面皿取出并放入小、贴标签的可密封的塑料袋中。对于回潮率计算，最低的重量被认为是“经干燥的样品重量”，使用下面的公式(Collier,J.,和Epps,H.1999.TextileTestingandAnalysis.UpperSaddleRiver,NJ.PrenticeHall,p65)：
回潮率(％)＝(经调制的样品的重量-经干燥的样品的重量)*100/经干燥的样品的重量
3.2回潮率的测定(％)
低芥酸菜籽植物纤维与其他市售纺织纤维相比的回潮率值于表9中给出。可以看出，低芥酸菜籽植物纤维的回潮率在20至30％之间，远高于棉和羊毛以及其它植物纤维(亚麻)的回潮率。
表9：所有四个经沤泡纤维的回潮率数据
实施例4：植物纤维直径
4.1直径测定
为了测定纤维直径，使用与照相机、计算机和显微镜相连的Bioquant分析仪(BioquantImageAnalysisCorporation.2010.Bioquantlifesciencesystem.NashvilleTN,USA)。方案已被开发出来，并对每个植物纤维样品，沿植物纤维的长度进行至少10次测量。为了直径测量，首先将各个植物纤维用于机械试验测量，然后将每个破损部分(顶部和底部)立即用于显微镜载玻片制备。
4.2植物纤维直径
对两个部分(顶部和底部)，对于每个纤维的植物纤维直径数据在表10中给出，且直径测量的位置在图11-15中给出。该表还包含每个植物纤维的平均直径和所有植物纤维样品的总平均。可以看出，成熟低芥酸菜籽植物纤维的直径为15.3273微米，这类似于棉纤维的直径(16-20微米)(Kathryn,H.2006.TextileScience.修订版ApexNC:Tailoredtextcustompublishing)。
表10：直径数据(μm)
实施例5：耐热性
5.1热特性的测定(分解温度)：
使用与LINKAM显微镜，OlympusTH4-100，监视器和系统控制器连接的LINKAM成像站测定分解温度。系统控制器用于设置温度方案。在其上覆盖玻璃盖的载玻片上准备少量经调制的植物纤维。在热分解测量过程中，以样品聚焦在监视器上并且可以容易地观察的方式，将显微镜载玻片在显微镜的温度控制台上放置并对准。温度的速度为10℃/分钟，保温时间为10分钟。运行方案期间，记录样品的任何变化。当完成方案时，打开台并使得载玻片冷却。当冷却时，样品被贴标签并存储。
5.2分解温度(成熟样品)
分解温度示于表11，植物纤维在不同温度下的外观在图16-29中给出。似乎在250℃下加热10分钟并未改变植物纤维，植物纤维保持结构不变。但是，在280℃时，纤维开始分解并在295-300℃之间植物纤维完全分解。
表11：分解温度
*Adanur,S(1995).FiberPropertiesandTechnology(第17章).在WellingtonSearsHandbookofIndustrialTextiles,TechnomicPublishingCo.Inc.,pp555-607中
实施例6：燃烧行为
6.1燃烧行为的测定：
为了测定燃烧行为，使用镊子夹持植物纤维簇，植物纤维缓缓向蜡烛的火焰前进。记录接近火焰时植物纤维的反应，在火焰中植物纤维的反应，以及从火焰移开后其反应。
6.2燃烧行为
接近火焰、在火焰中、从火焰移开后的植物纤维的燃烧行为以及残余物在表12中给出。该表也包含作为对比的棉纤维的残余物和燃烧行为。
表12：燃烧行为
*纤维分析:定性AATCC测试方法No.20-2007.TechnicalManualoftheAmericanAssociationofTextileChemistsandColorists,2010,85,pp40-58
实施例7：化学性质与溶解度
7.1化学性质和溶解性测试：
溶解度试验根据测试方法ASTMD276-96进行(ASTMD-276-00a:StandardTestMethodsforIdentificationofFibresinTextiles,AnnualBookofASTMStandards,2008,v7.01,pp92-106)。植物纤维在不同的化学物质中处理特定的时间和温度，然后记录植物纤维的行为。
7.2化学性质和溶解性测试：
植物纤维的化学性质和溶解性在表13中给出。可以看出，该植物纤维可溶于70％的硫酸，相似的条件下棉也可溶于70％的硫酸(纤维分析:定性的.AATCC测试方法No.20-2007.TechnicalManualoftheAmericanAssociationofTextileChemistsandColorists,2010,85,pp40-58)。
表13：溶解性测试
实施例8：机械性质
8.1机械性质测试：
使用Instron万能测试机型号5965测定机械性质。测压元件为500N，标距长度为25毫米，机器的速度为50毫米/分钟。
在测试之前，将成熟的植物纤维样品调制至少48小时。单个植物纤维为从植物纤维束(单个的)提取的，并将植物纤维装在夹具(钳口)中，其中在每个夹具中端部的长度相等。然后运行测试。测试结束后，将植物纤维半部置于贴标签的载玻片上，顶部夹持植物纤维半部在载玻片顶部，底部夹持植物纤维半部在载玻片底部，破碎的端部均朝向相同的方向。为使用直径数据计算植物纤维的韧性，这是必须的。该测试使用10个植物纤维样品。
8.2机械性质测试：
机械性质，如最大载荷，断裂载荷和韧性数据在表14中给出。韧性值由表10中给出的直径值(15.3273)计算得到。为了比较，在该表中还提供了棉的韧性。
表14：机械性质
结论：
从成熟的和生的芸苔属植物二者的纺织品级纤维的提取已经确立。一些芸苔属植物纤维的纺织品性能如回潮率、分解温度比棉纤维更好。芸苔属植物纤维的细度类似于棉的细度。该植物纤维可使用活性染料在50℃染色。
实施例9：纺织纤维的加工
将如上所述从芸苔属植物提取的植物纤维进一步处理以制备纺织纤维，并测试适用于纺纱的性质。
如下处理植物纤维：
处理方法：
a)经果胶酶处理和煮练：
对于该处理方法，果胶酶处理在耐洗牢度试验仪中进行。果胶酶溶液由具有7.5-7.9的pH范围的1％(毫升果胶酶在99毫升水中)混合物组成。酶处理开始之前，将溶液在50℃预热5分钟，向其中加入0.445克植物纤维。120分钟的酶处理后，将样品取出，洗涤并中和。然后将样品转移至表面皿中干燥。
煮练在耐洗牢度试验仪中进行。煮练溶液由自来水(100mL)、AATCC1993标准洗涤剂(不含光学增白剂、无磷酸盐)(TestFabrics,Inc.)(0.20g)和浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物组成。处理0.2克样品植物纤维得到1:500的料液比。在煮练开始前，将煮练溶液在60℃下预热5分钟。在煮练60分钟后，将样品取出并洗涤和中和。然后将样品转移至表面皿中干燥。
b)果胶酶，经煮练，并经漂白：
如上所述执行相同的果胶酶和煮练处理方案。所用的漂白溶液包括过氧化氢(含有抑制剂，在H2O中30重量％，ACS试剂[Sigma-Aldrich])(1毫升)、NaOH(ACS试剂，≥97.0％，丸粒(Sigma-Aldrich))(0.025％)、浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物，以1:1000的料液比。
经煮练的样品用于漂白。为漂白，在耐洗牢度试验仪中在90℃下用漂白溶液处理纤维样品120分钟。漂白后，将纤维样品用流动自来水冲洗，并转移至表面皿中干燥。
c)煮练、漂白和活性染色
如上所述执行相同的果胶酶、煮练和漂白处理方案。染料溶液在两个耐洗牢度试验仪容器(一个用于成熟的植物纤维，一个用于生植物纤维)中通过组合0.1克活性染料至100毫升水制备。然后将1.0克NaCl溶解于2毫升水中；将0.25克碳酸钠另外溶解于1毫升水中。
染色加工在耐洗牢度试验仪中进行。将来自成熟的和生的芸苔属的经漂白植物纤维加入包含预热的水(50℃)与染料溶液的各个容器中，并循环20分钟(10分钟至容器中的加热溶液，10分钟最佳染色)。在循环的末尾，将氯化钠溶液(1克在2毫升的自来水中)加入每个耐洗牢度试验仪容器并循环30分钟，之后将碳酸氢钠溶液(0.25克在1毫升的自来水中)加入每个耐洗牢度试验仪容器并循环另外的20分钟。
然后用冷水冲洗和用肥皂溶液循环后处理来处理纤维。肥皂溶液为自来水(90毫升)与肥皂原液(10毫升，1％)组合的混合物。然后使用肥皂溶液将植物纤维样品在耐洗牢度试验仪中循环10分钟，在冷水中漂洗5分钟，随后温水冲洗(60℃)5分钟，然后放置在贴标签的表面皿中干燥。
d)经果胶酶处理、经煮练、经漂白和空白染色：
如上所述执行相同的果胶酶处理、煮练处理和漂白处理。空白染色涉及如下在活性染色加工中使用氯化钠和碳酸氢钠处理植物纤维，但是，在染色过程中，将纤维在50℃下空白运行(不添加染料)20分钟。对该植物纤维不进行后处理。
e)纺织品湿加工处理-酸和碱煮练，和软化：
碱煮练在耐洗牢度试验仪中进行。碱煮练溶液由5.0％NaOH与0.5％润湿剂组成。在煮练开始前，将煮练溶液在60℃下预热5分钟。在煮练60分钟后，将样品取出并洗涤和中和。然后将样品转移至表面皿中干燥。
酸煮练在耐洗牢度试验仪中进行。酸煮练溶液由4.0％乙酸组成。在煮练开始前，将煮练溶液在60℃下预热5分钟。在煮练30分钟后，将样品移出并洗涤和中和。然后将样品转移至表面皿中以软化处理。
软化在耐洗牢度试验仪中进行。软化溶液由3％Tubingal4758溶液(CHTBezema)组成，pH值4.5。在软化开始前，将耐洗牢度试验仪预热至40℃。软化循环以5.4的循环前pH和5.5的循环后pH完成。然后将样品转移至表面皿中以软化处理(图30)。
f)酶处理：
酶加工在耐洗牢度试验仪中进行。酶溶液由4％果胶酶组成，用乙酸调节至pH值5.4。在循环开始之前，将耐洗牢度试验仪预热至40℃。料液比为1:100，酶循环在150分钟之后完成，循环前pH为5.4，循环后pH为5.5。然后将样品转移至表面皿中以软化处理(图31)。
g)增强的酶处理：
增强的酶处理涉及样品的预处理煮练。预处理煮练在耐洗牢度试验仪中进行。煮练溶液由与5滴浸透溶液((1％的Tx-100)(4-辛基酚聚乙氧基化物))混合的0.200g的无光学增白剂、无磷酸盐的AATCC1993WOB标准洗涤剂(Testfabrics，Inc.)组成。将样品加入该混合物，加入预热至60℃的耐洗牢度试验仪中。循环在60分钟后完成。然后将样品洗涤并转移至表面皿中用于软化处理。
然后将经预处理的样品按照以上讨论的酶处理加工进行酶处理(图32)。
实施例10：柔软性评价
10.1柔软性评价程序
对每种处理方法评价纺织纤维的柔软性。将各个纺织纤维的相等大小的样品放入浅玻璃碟并相应标记。评价之前将所有样品置于调制室过夜。为了评价，参与者各自被带至评价区并被指示使用清洁干燥的手去触摸每个样品，确保不交叉污染纺织纤维样品。根据参与者得自触摸纤维的感觉，参与者在标记图中从最柔软(1)至最不柔软(10)排序纺织纤维。样品的柔软性和其它相关性质参照ASTMD123标准来测定(表15)。一旦所有的数据被记录，对所有纤维的位置进行平均。在给定的柔软水平上记录位置；最低平均值是最柔软的，最高平均值是最不柔软的。对一纤维所有记录的参与者的排序的总和/参与者的#(#ofparticipants)＝平均值。记录参与者做出的其他观察(意见，问题，关注)。
所评价的纺织纤维包括：
·纤维A–芸苔属原纤维，从芸苔属植物通过如上所述的水沤而无进一步的处理制得。
·纤维B：果胶酶(Sigma)和煮练处理。
·纤维C-果胶酶(Sigma)，煮练和漂白处理。
·纤维D-自来水-成熟的植物纤维，煮练，漂白和活性染色处理。
·纤维E-果胶酶(Sigma)，煮练，漂白和空白染色处理。
·纤维F-煮练(碱和酸)和软化处理。
·纤维G-酶处理(4.0％，40℃，150分钟)。
·纤维H-增强的酶处理(4.0％，40℃，150分钟，煮练预处理)。
·纤维I-棉，来源：TextileScienceLaboratoryManual,UniversityofArizona,USA。
·纤维J-聚酯，来源：TextileScienceLaboratoryManual,UniversityofArizona,USA。
·纤维K-亚麻，来源：TextileScienceLaboratoryManual,UniversityofArizona,USA。
·纤维L-烯烃/来源：TextileScienceLaboratoryManual,UniversityofArizona,USA。
·纤维M-羊毛，来源：TextileScienceLaboratoryManual,UniversityofArizona,USA。
表15：涉及织物手感的术语，来自ASTMD123-13a：涉及纺织品的标准术语：涉及织物手感的术语
10.2纤维柔软性评价结果
表16中给出了纤维柔软性数据。可以看出，芸苔属原纤维的柔软度为7.83，这几乎类似于烯烃纤维。三种柔软纤维为短纤维(改性后用于棉纺系统)聚酯(1.0)，羊毛(2.5)和棉(2.83)。似乎酶(果胶酶)处理不会有效地改进芸苔属纤维的柔软性，但是，当使用湿加工处理(煮练，漂白和活性染色)时，柔软性的评级为4.8。对于经处理的芸苔属纤维的这种柔软度等级比烯烃纤维低得多，但比棉纤维柔软度略高。
表16：芸苔属(原)纤维、改性的芸苔属纤维和常用的纺织纤维的柔软性数据
实施例11：长度偏差
长度偏差使用尺子手动测量。对于纺纱，扯样长度或跨越长度是纺织纤维的最有价值的特点(Lord,E.(1971).CommercialAssessmentofStaplelength.InManualofCottonSpinning–TheCharacteristicsofRawCotton,卷II,部分I,pp19-32)。其他条件相同，在任何纱线线密度下，纤维越长纱线越强。对于芸苔属纤维，长度长于棉且可控。然而，对于纺纱，在混合(共混)中的长度偏差大多必须小于3毫米，因为纺纱机设定是基于纤维长度的。
芸苔属原纤维和经处理的芸苔属纤维的长度偏差在表17中给出。发现偏差总是<3毫米。这表明，不发生断裂，且纤维在处理过程中不收缩。最直接的结论是经处理的芸苔属纤维的长度偏差适用于环锭或转子纺纱工艺。
表17：芸苔属原纤维和改性的芸苔属纤维的长度偏差
实施例12：单个纤维完整性(个体)
12.1方法
为了模拟开松和粗梳操作，使用行星式单磨机和实验室粗梳机。
行星式单磨机
也使用Fritsch-Germany制造的行星式单磨机来分离纤维束。该机器使用放置在金属碗中以反时针方向旋转的小球。当碗旋转纤维时，通过内部的大理石球进行打击(研磨)动作。通过该打击开松纤维束。最大进料尺寸为10毫米，而最大进给量为225毫克。
粗梳机
已知粗梳机为纱线制造加工的核心。其功能之一为纤维对纤维的开松。使用可用的手动粗梳机。虽然是机器上没有道夫，但它可以充分地进行粗梳。使得纤维通过粗梳机并手动操作。一些小纤维从机器落下，一些落到另一侧上(其被收集)，而它们中的大部分被保持在滚筒线和进料辊中(其之后通过使用小木棍收集)。
12.2结果
芸苔属原纤维的单纤维状态、经处理的芸苔属纺织纤维和常用的纺织纤维在表18中给出。芸苔属原纤维难以分离，因为纤维彼此附接，如图33中所示。然而，在处理后分离的容易度显著提高，纤维被容易地分离。
表18：单个纤维完整性
实施例13：纱线制造
芸苔属纺织纤维可用于通过与棉纤维共混生产纺成纱。纺织纤维可以进一步用于制造织物。使用芸苔属纺织纤维使用改进的湿法成网法制造织物。
改性湿法成网法涉及使用煮练、漂白和软化的加工处理芸苔属植物纤维以生产非织造芸苔属织物。在可选方案中，也使用煮练和软化的加工处理芸苔属植物纤维以生产非织造芸苔属织物。
加工芸苔属植物纤维用于非织造织物形成
煮练处理在耐洗牢度试验仪中进行。煮练溶液由自来水(100mL)、AATCC1993标准洗涤剂(不含光学增白剂、无磷酸盐)(TestFabrics,Inc.)(0.20g)和浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物组成。在煮练开始前，将煮练溶液预热到60℃并具有10.2-10.4的循环前pH。在60分钟煮练后，样品具有9.8的循环后pH。经处理的纤维然后用热自来水洗涤5分钟，然后进行第二和第三热洗涤，在沸水中每次10分钟，用1g/L乙酸溶液在70℃下进行10分钟中和，然后转移到至表面皿中干燥。
经煮练的样品然后进行漂白处理。为漂白，在耐洗牢度试验仪中处理干燥的经煮练纤维样品。所用的漂白溶液包括自来水(50毫升)、溶解在2毫升自来水中的0.25g的NaOH(ACS试剂，≥97.0％，丸粒(Sigma-Aldrich))、0.5毫升过氧化氢、浸透溶液(4-辛基酚聚乙氧基化物)(5滴)的混合物，以1:300的料液比。一旦样品达到95℃，循环开始80分钟(50分钟+30分钟)。当第一个50分钟循环结束时，将1％H2O2加入到溶液中，并使循环完成剩余的30分钟漂白循环。
然后用热自来水冲洗纤维5分钟。洗涤使用100℃的水进行10分钟。随后用1克/升乙酸在70℃下中和纤维10分钟，最后使用冷水。经洗涤的纤维随后放置在贴标签的表面皿中干燥。
软化在耐洗牢度试验仪中进行。软化溶液由3％的Tubingal4758溶液(CHTBezema)组成，pH值4.5。在软化开始前，将耐洗牢度试验仪预热至40℃。软化循环使用5.4的循环前pH和5.5的循环后pH在20分钟后完成。然后将样品彻底洗涤并转移至表面皿中干燥。
改进的湿法成网法
通常，湿法成网的非织造织物由随机排列的层状纤维生产，其中分层源自纤维从水浆料中沉积。方法的改进在于将经软化剂处理的纤维与软化剂一起转移到布氏漏斗。对纤维样品不予洗涤，但是，过量的软化剂溶液通过在布氏漏斗底部的孔排出。然后将在所得的非织造织物中所形成的纤维的膜转移至表面皿中并在室温下干燥(图34)。
作为该加工处理的结果，发现来自芸苔属植物纤维的胶或胶状组分被释放并保留在溶液中。当经处理的纤维被干燥时，胶用作粘合剂，以将纤维保持在一起以形成非织造织物。其结果是，不需要额外的粘合剂以形成该织物。与其他植物纤维相比，由芸苔属植物材料的加工所生产的纺织纤维的这一方面似乎是芸苔属的特性。
结论：
已经开发了化学和酶加工以改进芸苔属植物纤维的纺纱性。化学加工包括煮练、漂白和活性染色或空白染色处理。这些化学加工通常用于纺织品的服装应用，因此，根据本公开，用于服装应用的芸苔属纺织纤维的加工将不必须需要专门的工艺。
对于芸苔属和其他常用纺织纤维的纺纱性的总结在表19中给出。经处理的芸苔属植物纤维表现出大部分的纺纱性。因此，结论是，可使用棉粗梳机进一步加工芸苔属植物纤维以生产非织造织物，所述非织造织物用于许多智能纺织品应用。进一步的结论是，芸苔属植物纤维具有足够的纺纱性以使用环锭或转子纺纱系统加工。
表19：棉纤维的纺纱性质
*经处理的芸苔属纤维；**对于乙酸盐的值
在本说明书中引用的所有专利、专利申请、出版物和数据库条目的公开内容在此通过全文引用的方式特别地并入本文，至如同每个该单个的专利、专利申请和数据库条目被特别地和单独地指出以通过引用并入本文的程度。
虽然本发明已参照某些具体实施方案描述，其各种修改对本领域技术人员将是显而易见的而不偏离本发明的精神和范围。旨在将对本领域技术人员显而易见的所有这些修改包括在以下权利要求的范围之内。

Claims (34)

1.一种纺织纤维，所述纺织纤维由芸苔属植物材料制得。
2.根据权利要求1所述的纺织纤维，其中所述芸苔属植物为甘蓝型油菜、芥菜型油菜(Brassicajuncea)或芜菁(Brassicarapa)。
3.根据权利要求1所述的纺织纤维，其中所述芸苔属植物为甘蓝型油菜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维为可染色的。
5.根据权利要求4所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维为不褪色的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维具有至多约20％至约30％的回潮率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维对于至多约250℃的温度是耐热的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维具有小于3mm的长度偏差。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的纺织纤维，所述纺织纤维还包括一种或多种第二材料纤维。
10.根据权利要求9所述的纺织纤维，其中所述第二纤维为天然纤维、合成纤维或它们的组合。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维通过将芸苔属植物材料沤泡而制得。
12.根据权利要求11所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维进一步被酶处理。
13.根据权利要求12所述的纺织纤维，其中所述酶处理使用果胶酶。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维进一步被煮练。
15.根据权利要求14所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维被碱煮练、酸煮练、或既被碱煮练又被酸煮练。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维进一步被漂白。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维进一步被染色。
18.根据权利要求17所述的纺织纤维，其中使用活性染料将所述纺织纤维染色。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的纺织纤维，其中所述纺织纤维进一步被软化。
20.一种纺织品，其由根据权利要求1至19中任一项所述的纺织纤维制造。
21.根据权利要求20所述的纺织品，其中所述纺织品为织物。
22.根据权利要求21所述的纺织品，其中所述织物为非织造织物。
23.根据权利要求22所述的纺织品，其中所述非织造织物为湿法成网的非织造织物。
24.根据权利要求20所述的纺织品，其中所述纺织品为纱线。
25.根据权利要求20所述的纺织品，其中所述纺织品为经粗梳纤维网。
26.芸苔属植物材料用于制备纺织纤维的用途。
27.根据权利要求26所述的用途，其中所述纺织纤维为可染色的。
28.根据权利要求27所述的用途，其中所述纺织纤维为不褪色的。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的用途，其中所述纺织纤维具有至多约20％至约30％的回潮率。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的用途，其中所述纺织纤维对于至多约250℃的温度是耐热的。
31.一种用于从芸苔属植物材料制备纺织纤维的方法，所述方法包括：
a.将芸苔属植物材料沤泡以制备植物纤维；和
b.采用选自酶处理、煮练、漂白、染色和软化的处理中的任一个或其组合来处理植物纤维。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述酶处理使用果胶酶。
33.根据权利要求31所述的方法，其中所述煮练为碱煮练、酸煮练、或碱煮练和酸煮练两者。
34.根据权利要求31所述的方法，其中所述染色使用活性染料。
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