CN1515715A - 细长化兽毛纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供固定拉伸状态，不损坏卷曲的复原性，减少纤维直径，增加纤维长度的有光泽的细长化兽毛纤维及其制造方法。上述细长化兽毛纤维是用碱膨润可塑化后，实际拉伸至1.20～1.60倍，将得到的细长化形态固定。上述细长化兽毛纤维的制造方法包括以下工序：a)对兽毛条子施加实捻的工序；b)用碱性水溶液使加捻兽毛条子进行膨润可塑化处理的工序；c)切断膨润可塑化纤维中的二硫键的还原工序；d)将还原的膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.60倍的拉伸工序；e)用氧化剂使拉伸兽毛纤维氧化的工序；和f)用酸进行中和的工序。

Description

细长化兽毛纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及暂时或永久地固定经拉伸细长化后的状态的细长化兽毛纤维及其制造方法，以及混合该细长化兽毛纤维而得到的细纱。

背景技术

历来，为了使兽毛纤维膨松化、轻量化、改善保温性和制造更细支数的细纱，尝试实施拉伸处理。在特公昭44-15136号公报中，公开了按照单条、双条、多条的加捻方式加捻羊毛毛条，在含有浸透剂、非离子活性剂的70℃的水中赋予30％的拉伸并在约50℃下进行约1小时拉伸定形处理，通过水中冷却并进行解捻、风干的方法。其目的是拉伸暂时定形，而在其后的工序中实施松弛处理以破坏暂时定形，再现羊毛的卷曲。

在特公昭46-33141号公报中，公开了采用单条、双条、多条的加捻方式，用20g/m的羊毛条子将羊毛条子加捻至约0.05～0.4转/cm左右，在100℃的水中拉伸30％、拉伸约1小时并进行定形处理，或在约80℃的乙醇胺双亚硫酸化合物的2％水溶液中拉伸20％、继续40分钟定形处理，水洗、解捻，风干或干燥，藉此赋予潜在收缩和潜在卷曲性的方法。但是，该方法不能使羊毛纤维减少纤维直径、增加纤维长度。

在特开平5-500989号公报中，公开了为细长化羊毛的化纤短纤维采用假捻方式的复杂拉伸装置和拉伸方法，并对使50～110g/m的无捻条子或粗纱在0.25～1g/l的润湿剂、蛋白质纤维内生成巯基阴离子的增塑剂，即1～75g/l的钠、铵、钾的亚硫酸盐、重亚硫酸盐、偏亚硫酸氢盐、单一碱、碱盐、氢硫基乙酸钠或铵等进行了叙述，但可能由它们造成在碱侧开始生成巯基阴离子。从而蛋白纤维的碱性下的拉伸为可塑化必须有充分的浸渍时间和较高的温度。在低温、数秒左右的浸渍时间内，即使是对条子束进行100％拉伸、实际60％拉伸，也会发生单纤维的切断，成为短纤维多的拉伸条子。为了使无捻条子的蛋白纤维可塑化，该方法以13.2m/min或3m/min或6m/min的速度将其选入浸渍槽，采用在合成纤维的纺纱工序中使用良好的假捻方法，加捻至加捻系数120或180左右，进行100％程度的拉伸，在2分钟的滞留时间内蒸汽还原定形，恢复至无捻状态，在过氧化氢浴中氧化，水洗、干燥，但为了使永久定形稳定化，要进行氧化·还原定形，而不进行用酸·碱的中和处理。因而，该方法形成带有碱性的拉伸蛋白质纤维，是一种在后部工序中会因热处理等造成黄变倾向的方法。

在特开平7-3556号公报中公开了以下方法：将纤维长度30mm以上的兽毛纤维无捻条子在80℃的热水中，或在用1.0％的氢硫基乙酸、1.5摩尔的尿素、25％的氨水调整至pH2.5的80℃的水溶液中，或在用2.0％的氢硫基乙酸、1.5摩尔的尿素、28％的氨水调整至pH3.7的80℃的水溶液中进行浸渍处理，用小径的夹持辊，先分别在6个夹持棍间拉伸1.05倍，然后在6个夹持棍间拉伸1.49倍，同时在2kg/cm²的蒸汽压下作蒸汽处理，进行还原定形，在以后的工序中，用毛条染色机，在1％的过氧化氢中pH7、40℃下氧化处理10分钟，用毛条复洗机洗涤、干燥，但由于要用辊拉伸无捻条子，所以工艺操作上麻烦，特别是纤维向辊子卷缠和条子分离，因此有生产率低、成本高的问题。

在天然羊毛的场合，最高的细支数纤维直径限度为15～16微米。其产毛量极少，价格非常高，因此希望有能够廉价供给的工业技术。众所周知的技术是使兽毛纤维、特别是羊毛纤维的单纤维在水中充分膨润拉伸时，可以拉伸至50％～60％。但是，使该状态的对称结构不破坏、保持永久的伸长状态，得到增加纤维长度的细长化纤维的方法却不被人知。本发明提供除上述性能以外，物性(热水收缩率、碱溶解度、UB溶解度等)优良的细长化兽毛纤维和得到它的制造方法。

发明内容

本发明涉及以下的细长化兽毛纤维，其特征在于，在用碱进行膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润后，实际拉伸至1.20～1.60倍，所得到的细长化形态具有固定的卷曲，未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率在1％以下，碱溶解度在22重量％以下，UB溶解度在35重量％以下。

另外，本发明涉及上述细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

a)对兽毛条子施加实捻的工序；

b)用碱性水溶液使加捻兽毛条子膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润的工序；

c)切断各向异性膨润可塑化纤维中的二硫键的还原工序；

d)将还原的各向异性膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.60倍的拉伸工序；

e)使拉伸兽毛纤维氧化以再生二硫键的工序；

f)用酸进行中和处理脱膨润的工序；和

g)在松弛状态下的干燥工序；

在氧化处理浴、中和处理浴和其各浴前后的沸水洗涤处理浴中分别设至少3对以上的轧液辊，反复浸渍和脱液，在15～25℃下进行氧化处理。

另外，本发明涉及以下的细长化兽毛纤维，其特征在于，在用碱进行膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润后，实际拉伸至1.20～1.30倍，将得到的细长化形态暂时固定，通过酸的脱膨润和湿热处理而具有复原卷曲的能力，未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率是能使受上述实际1.20～1.30倍的拉伸的纤维恢复为原长的水平，碱溶解度在15重量％以下，UB溶解度在40重量％以下。

此外，本发明涉及上述细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

a)对兽毛条子施加实捻的工序；

b)用碱性水溶液使加捻兽毛条子膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润的工序；

c)将各向异性膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.30倍的拉伸工序；

d)用酸进行中和处理脱膨润的工序；和

e)在拉紧下的干燥工序；

在中和处理浴和其前后的沸水洗涤处理浴中分别设至少3对以上的轧液辊，反复浸渍和脱液，在15～25℃下进行中和处理。

更详细地说，本发明涉及在上述任一项中所述的制造方法，其特征在于，各向异性膨润可塑化处理，是在30℃～80℃下将加捻兽毛条子在含有膨润剂和增塑剂的pH7.6～10.5的碱性水溶液中浸渍5分钟～40分钟而进行。

另外，本发明涉及有膨松感的兽毛细纱的制造方法，其特征在于，通过将具有上述卷曲复原能力的细长化兽毛纤维和未拉伸兽毛纤维混纺后，使形态暂时固定的兽毛纤维恢复为原来长度。

按照本发明，可以不损坏天然纤维所具有的卷曲性，减少兽毛纤维的纤维直径，增加纤维长度而改性成细长化纤维。羊毛纤维因为是天然纤维，所以必然在细度(纤维直径)、长度(纤维长度)上存在限制，因此在制造细支纱中也有限制。本发明打破了这种限制，在工业上可以制造更细支纱的兽毛纱，另一方面，如果使拉伸条件采用缓慢的条件处理，即采用拉伸假定形程度的的定形条件，就使细长化兽毛纤维的工业制造成为可能，从而可以得到膨松、重量轻、含气率高、富于保温性的兽毛制品。

附图的简单说明

图1是本发明中所用的细长化兽毛纤维制造的加捻工序及其装置1例的概略图。

图2是本发明中所用的细长化兽毛纤维的制造工艺及其制造装置的概略图。

图3是处理浴内轧液辊的概略图。

图4是本发明中所用的细长化兽毛纤维制造的干燥工序及其装置1例的概略图。

符号的说明

(1)兽毛条子

(2)翼锭式加捻机

(3)加捻至实捻的兽毛条子

(4)筒子架

(5)可塑化·膨润化的前处理槽

(6)(7)(8)(9)(10)(11)拉伸用辊组

(12)(13)(14)(15)(16)拉伸用辊组

(17)还原槽

(18)蒸汽

(19)热水洗涤槽

(20)(21)(22)热水洗涤槽内的轧液辊

(24)(29)(34)氧化槽

(25)(26)(27)(30)(31)(32)(35)(36)(37)氧化槽内的轧液辊

(39)中和槽

(40)(41)(42)中和槽内的轧液辊

(44)(49)热水洗涤槽

(45)(46)(47)(50)(51)(52)热水洗涤槽内的轧液辊

(55)圈条式解捻机

(57)(58)(59)(60)(61)(62)药剂供给槽和泵

(56)抽吸式圆筒干燥机

(63)(64)(65)处理浴内的轧液上压辊

(66)处理浴内的轧液下辊

(67)兽毛条子

(68)浴面

发明的实施方式

本发明的细长化兽毛纤维通过实际拉伸至1.20～1.60倍或1.20～1.30倍而细长化，细长化的状态被暂时或永久固定。在其中一种方式下，本发明的细长化兽毛纤维，是细长化形态实际上被永久固定、具有天然兽毛没有的细度、而且具有羊毛本来的卷曲的纤维。另外，在另一种方式下，本发明的细长化兽毛纤维，是细化状态被暂时固定，可以通过松弛处理恢复卷曲的纤维。

通常，对纤维施加拉伸的场合，不能有完全的塑性变形，因含有弹性变形，所以拉伸后弹性变形部分要恢复变形。因而施加的拉伸倍率的大小与纤维中残留的实际拉伸倍率不同。在本发明中，为对其区别表示，对加捻的纤维束的实际拉伸倍率以增加“实际”两个字来表示。

另外，“细长化形态被永久固定”是指实际上不失去经包括纺纱和染色工序等通常的纤维操作和处理而形成的细长状态。

另外，“细长化形态被暂时固定”是指细长化形态的固定不是永久的或半永久的，可通过任何松弛处理失去细长化状态的固定状态。

另外，“卷曲复原能力”是指通过松弛处理，兽毛能够再生同原来一样的卷曲。

造成卷曲复原和由被固定的细长化状态一次性地放开的松弛处理，可以举出温水、热水、蒸汽处理等。特别优选的松弛处理方法是热水或蒸汽处理。

本发明的兽毛纤维的可塑化、膨润化处理是为稳定进行拉伸处理和使细长化状态永久固定化最重要的工序，成为本发明细长化兽毛纤维制造方法的本质。以下说明构成本发明基础的技术思想。

1)兽毛纤维由形成锭子形状的细胞组织组成，由致密组织构成的仲皮层和由致密性和规则性较低的组织构成的正皮层构成，而且仲皮层的密度(高于1.280)比正皮层的密度(低于1.280)高，它具有对称结构而深深地影响卷曲的形成。仲皮层通常位于卷曲弯曲的内侧，而正皮层则位于外侧，在数量方面，正皮层比仲皮层更处于支配地位。正皮层容易由碱性染料染色，而仲皮层容易被酸性染料染色。这意味着正皮层亲碱性，仲皮层亲酸性。将兽毛纤维浸渍在苛性钠或碳酸钠，或者有机胺等碱性药剂水溶液中时，与亲酸性的仲皮层相比，碱性药剂当然更被亲碱性的正皮层选择地吸收(即各向异性膨润)，在纤维的断面方向上，正皮层也有该种量的关系，大约膨润2倍左右，结果，角蛋白的高分子链的键松弛，当然拉伸性增高。本发明就是充分利用这种性质。

2)仲皮层胱氨酸含量比正皮层高，胱氨酸交联密度高，当然仲皮层难以可塑化、膨润化，但用重亚硫酸钠等还原剂即胱氨酸交联切断剂切断胱氨酸交联键，可以提高拉伸性。在拉伸后的工序中，切断的交联通过氧化剂的作用利用胱氨酸/半胱氨酸(-S S-/-S H)的交换反应而重新交联，使细长化的兽毛纤维的结构被固定。

3)为使羊毛纤维细长化，有必要进行实际1.2倍～1.6倍的高拉伸，因此可塑化、膨润化处理必须提高温度花费时间细致地进行，在常温下向该可塑化、膨润化水溶液中浸渍数秒左右时，不能充分地拉伸而使该纤维切断，则将成为纤维断头多、短纤维含量多的拉伸处理条子。

4)因该可塑化、膨润化处理是在碱性下的处理，为稳定角蛋白分子的多肽结构，施加中和处理成为必要的条件，但为使该结构更稳定化，必须使酸与碱平衡构成充分必要条件。因而若碱量多，则必须相应地增多酸量。

5)兽毛纤维的皮质细胞是纺锤状细胞，正皮层的纺锤状细胞的长度比仲皮层的长一点，影响卷曲的弯曲，在碱性条件下的还原处理中，用断面方法评价则正皮层侧极端膨润，结果在长度方向收缩。通过用酸中和，能使正皮层脱膨润而在断面方向收缩，同时长度方向伸长，可以使长度和卷曲都恢复为原状。

6)在对兽毛纤维进行实捻，在该可塑化、膨润化水溶液中浸渍并进行高拉伸，施加该氧化处理时，因强捻和高拉伸，所以对该纤维束的各纤维施加横向压力，使该纤维扁平化，细胞与细胞间存在的低胱氨酸含量的可溶性蛋白质胶合物质、即胶合质由该纤维内部流出，覆盖该纤维的表面。因此造成表面光泽降低，此外，在胶合质干燥时会将兽毛纤维束的各纤维粘接，使该纤维束硬直化，针排开纤非常困难并引起纤维断头。在该阶段用蛋白质的膨润剂、改性剂的酸例如甲酸处理，可以去除覆盖在纤维表面上的胶合质而恢复光泽。用该甲酸等酸的处理，是能够使上述碱性条件下的还原处理和中和同时奏效的划时代的处理方法。

本发明中使用的兽毛纤维是由蛋白质纤维构成的纤维，是羊毛、马海毛、羊驼毛、开士米、美洲驼毛、骆马绒、骆驼毛类。其中优选羊毛、马海毛、羊驼毛。

对于本发明的包括细长化形态被永久固定、细长化兽毛纤维的第1种方式，和细化状态被暂时固定、具有卷曲呈现能力的细长化兽毛纤维的第2种方式的制造方法，进一步说明其工艺。细长化兽毛纤维可以经过以下工序制造：

a)对兽毛条子施加实捻的工序；

b)用碱性水溶液膨润可塑化处理加捻兽毛条子的工序；

c)切断膨润可塑化纤维中的二硫键的还原工序；

d)将还原的膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.60倍的拉伸工序；

e)用氧化剂使拉伸兽毛纤维氧化的工序；

f)用酸的中和工序；和

g)在松弛状态下的干燥工序。

本发明的特征还在于，在氧化处理浴、中和处理浴和其各浴前后的热水洗涤处理浴中分别设至少3对以上的轧液辊，反复浸渍和脱液，在15～25℃下进行氧化处理。

由于在15～25℃的低温下进行这样的轧液辊的导入和氧化，得到的细长化纤维可以是未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率在1％以下，碱溶解度在22重量％以下，UB溶解度在35重量％以下的历来所没有的优良的细长化兽毛纤维。其中，抗拉强度降低率是指以未处理的兽毛纤维的强力作为基准的降低率。

另外，通常为了除去前面工序添加的处理剂和反应物，在拉伸工序、氧化工序和中和工序后，最好优选设置用热水的热水洗涤工序。进行热洗时，为了防止因该热使结构松弛而发生不好的收缩，优选使纤维在稍微拉紧的状态下进行。

首先，作为第1步工序，以条子状态对兽毛纤维施加实捻。通过在拉伸前进行实捻，可以防止向辊子的卷缠和条子分离，以避免这些故障引起的生产率降低。

关于本发明中的加捻方法，对加捻机的种类不作特别的限制。若以用翼锭式加捻机进行实捻的场合为例，用羊毛条子时调整为20～40g/m左右，例如约37g/m左右，优选施加实捻为16转/m～25转/m左右。用马海毛、羊驼毛的场合，因纤维本身缺乏抱合性，所以例如对于约37g/m的条子必须加捻20转/m～30转/m左右。

在第2步工序中，用碱使加捻兽毛条子膨润可塑化。通过上述的膨润可塑化，兽毛纤维直径增加，同时长度方向收缩，但兽毛纤维具有卷曲外侧大部分由正皮层构成、而卷曲内侧大部分由仲皮层构成的对称结构，另外，因正皮层对碱更有亲和性，所以用碱的膨润、可塑化在正皮层中更大(各向异性膨润)。因此在用碱膨润的场合，在纤维断面方向上卷曲外侧的正皮层更膨润，相反，因长度方向收缩，所以丧失卷曲，成为直线状或接近直线状的形态。

在本发明中，必要的膨润程度优选体积膨润度为至少2.0倍，更优选的是2.0～2.5倍。特别优选的是2.0～2.1倍。

本发明中有效的膨润剂例如可以举出钠、铵、或钾的碳酸盐，苛性钠、氢氧化钾。

增塑剂可以举出单乙醇胺、二乙醇胺等胺类。既可以单独使用它们，也可以并用。

优选将1g/l～3g/l的单乙醇胺和为调整pH至7.5～9.0的苛性钠约8g/l～13g/l并用，使用含其的水溶液。特别优选的是含2g/l的单乙醇胺和10g/l的苛性钠的水溶液。对于处理过的兽毛纤维，这些水溶液要以大过剩量使用，经常向水溶液中补充处理剂以使水溶液浓度保持一定。浸渍温度为30℃～60℃，优选40℃，浸渍时间为20分钟～50分钟，优选30分钟。

在拉伸膨润可塑化的兽毛纤维前，为切断其纤维组织中的二硫键-S-S-进行还原处理。可用于还原处理的还原剂可以示例出钠、钾、或铵的亚硫酸盐、重亚硫酸盐或偏亚硫酸氢盐，氢硫基乙酸钠，氢硫基乙酸胺，亚硫酸乙醇胺盐，乙醇胺双亚硫酸化合物等。优选重亚硫酸钠或亚硫酸钠。用这些还原剂的还原处理因还原剂的种类和浓度而异，但通常在60～100℃下为1分钟～3分钟，优选在80～100℃下为1分钟～2分钟。另外水溶液中还原剂的浓度为10～50g/l，优选20～40g/l。

还原程度优选为全部二硫键的至少25％，更优选为25～40％。特别优选为25～30％。

在本发明的第2种方式的细长化兽毛纤维的制造中，不进行还原工序，使膨润可塑化的兽毛条子直接进入拉伸工序。

可塑化、膨润化处理，或者再充分进行过还原处理的兽毛纤维被拉伸至1.20倍以上的实际倍率，优选至1.20～1.60倍，特别优选至1.30～1.60倍。在80～100℃的热水中或90～95℃的水蒸气中进行拉伸可以使粗纱断头少。拉伸可以在以不同表面速度回转的夹辊间进行。另外，拉伸不一定以1段进行，也可以多段进行，一般后者的情况能够稳定地达至高拉伸倍率。

为了除去膨润增塑剂和还原剂，通常拉伸后的兽毛纤维要在30～60℃、优选在45～50℃的热水中洗涤。进行洗涤时，优选拉伸状态不松弛而在拉紧状态下进行。

在热水洗涤处理中，用至少3个以上的轧液辊对，向兽毛中反复浸渍热水和脱液。藉此可以充分达到洗涤效果，同时可以导致以后的氧化工序中较高的效果。

为了使纤维中的氧化还原状态平衡化，拉伸、热水洗涤后的兽毛纤维根据羊种而多少有所不同，但在使胱氨酸/半胱氨酸(-SS-/-SH)之比为900(μmol/gWool)/10(μmol/g Wool)～700/50，优选800/10～700/30的范围内，用氧化剂进行处理以达到平衡。若还原量多，当然氧化量也必须多，取其平衡就可以将化学定形永久固定化。通过该处理使在先的还原工序中开裂的-S-S-交联重新交联，形成大体接近原毛状态的交联状态。

在氧化处理中，用至少3个以上的轧液辊对，反复向兽毛中浸渍氧化剂和脱液，藉此可以充分有效地进行氧化处理，因此处理温度可以在15～25℃的低温下进行。由于用轧液辊充分浸渍和在低温下的氧化处理，使兽毛纤维损伤少，可以得到未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率在1％以下，碱溶解度在22重量％以下，UB溶解度在35重量％以下的优良的细长化兽毛纤维。

氧化剂可以用过氧化氢、溴酸钾、溴酸钠、硼酸钠、硼酸钾等。优选过氧化氢。过氧化氢的优点在于能够容易地除去残留在该纤维中的过氧化氢。氧化剂用过氧化氢的场合，制成水溶液的过氧化氢的浓度优选为1～3重量％，特别优选2.8重量％。用氧化剂处理的时间，例如在过氧化氢浓度为2.8重量％的场合，在15～25℃下为90秒～150秒，优选120秒。

没有进行还原处理的本细长化兽毛纤维的第2种方式的场合，当然也不必有氧化处理工序。

通常为除去纤维中的氧化剂，受到用氧化剂上述处理的兽毛纤维要用40～60℃的热水洗涤。这里为了提高氧化剂的除去效率至少用3对以上的轧液辊，向兽毛中反复进行浸渍热水和脱液。

其次，为了残存碱成份的中和和除去拉伸工序中由纤维内部流出并附着在纤维表面上的可溶性蛋白质，兽毛纤维要用酸进行中和处理。

在中和处理时，为了促进中和，同时使中和更完全地进行，使用至少3个以上的轧液辊对。

中和剂优选无机酸的盐酸、硫酸，有机酸的醋酸、甲酸、草酸，特别优选甲酸。处理条件可以在pH2.0～pH4.5的水溶液中，在常温下浸渍40秒～80秒并洗涤。优选的条件是在pH2.5的甲酸水溶液中，在常温下浸渍30秒洗涤，该纤维中含有的碱成份被中和，同时由该纤维内部流出的可溶性蛋白质也被除去，可以得到有光泽的细长纤维。

在第1种方式的细长化兽毛纤维的场合，对中和终了并洗涤过的纤维将实捻解捻，然后在无拉紧下进行干燥。因在干燥的同时解除膨润状态，所以原先在直径方向膨润、而长度方向收缩的兽毛纤维在直径方向收缩，同时在长度方向伸长。这样，纤维细长化，但由于在具有对称结构的兽毛纤维中膨润不均一，兽毛纤维断面内的正皮层侧即兽毛纤维原有卷曲的外侧部分膨润更大，所以在脱膨润时，长度伸长的程度也是在正皮层侧更大。因此经脱膨润按照正皮层侧为外侧卷曲复原。这样作实际长度并不变化，可以形成具有卷曲的细长化兽毛纤维。

通过以上工序操作，根据兽毛纤维的种类，纤维直径减少约15～20％，纤维长度增加约35～45％。

在第2种方式的细长化兽毛纤维的场合，对中和终了并洗涤过的纤维将实捻解捻，然后在无拉紧下进行干燥。由于在干燥的同时解除膨润状态但处于拉紧状态，所以纤维不卷曲，形成细长化而具有卷曲显现能力的形状。

这样得到的第2种方式的细长化纤维具有卷曲显现能力，因此在进行无拉紧松弛处理时，能够消除残留变形显现卷曲。为显现卷曲优选的松弛处理是在水蒸气中或热水中的湿热处理。特别优选的是用水蒸气的松弛处理。

以下根据作为一例的附图进一步详细说明本发明。图1～图4是兽毛纤维细长化工艺的概略图。用翼锭式加捻机2使兽毛条子1在Z方向施加16转/m的实捻并卷取在绕线筒上图1。将加捻的兽毛条子3装填在图2所示的筒子架4上后拉出送入可塑化、膨润化的前处理槽5中。用由上压辊6、7和下辊8、9、10、11构成的夹持辊组夹持已可塑化、膨润化的兽毛，在该夹持辊组与由上压辊12、13和下辊14、15、16构成的夹持辊组之间，一边通过其间设置的还原处理液槽17、蒸汽处理机18，一边利用两个辊群的回转速度的差进行拉伸。在该装置中拉伸倍率由速度比可从1.4倍(实际1.20倍)至2.5倍(实际1.8倍)变化。然后，将已拉伸的兽毛纤维送至热水洗涤槽19中，因在热水洗涤槽中通常要发生松弛，为避免松弛在辊13和辊23间对条子进行1.01倍左右的拉伸。接着，送至氧化槽24、29和34中，在各个氧化槽中一边在辊23和28、28和33及33和38间进行1.01倍左右的拉伸，一边进行氧化处理，然后送至中和槽39。在中和槽内在辊38和43间也进行1.01倍左右的拉伸。将中和处理过的纤维送至热水洗涤槽44、49中。在热水洗涤槽中使纤维在辊43和48及48和53间进行1.01倍左右的拉伸以保持稍微拉紧一点的状态。其后，在辊53和54间拉伸1.01倍，用圈条式解捻机55解实捻、干燥。在无拉紧下进行干燥的场合，例如可以用图3所示的吸风式干燥机56进行干燥。

在上述工序中，一个上压辊与2个下辊形成辊对构成，对于上压辊6与下辊8、9，上压辊7与下辊10、11，上压辊12与下辊14、15，分别在辊的两端上承受600kg～1000kg的荷重，上压辊6、7、12的直径例如是80mm，表面用橡胶层覆盖，适宜取80度左右的橡胶硬度。优选下辊由刻有横沟的不锈钢制成，其结构使得用辊拉伸条子至1.4倍～2.2倍(实际1.20～1.60倍)时不发生脱离。在前处理槽5中装备该处理溶液的补给槽57，用定量泵补给药剂，另外在还原处理槽17中由补给槽58用定量泵补给与前处理槽5相同的液体。另外，在氧化槽24、29、34中装备补给槽59、60、61和定量泵，在中和槽39中装备补给槽62和定量泵。

在第1种方式中，在前处理槽5中在碱性下对兽毛条子进行可塑化、膨润化处理，从而变得容易高拉伸，在容有上述还原剂的还原处理槽17和蒸汽18中，用该还原剂切断兽毛纤维的胱氨酸交联键，拉伸至1.4倍～2.2倍左右(实际1.20～1.60倍)实施细长化。在氧化槽24、29、34中用氧化剂氧化，使胱氨酸交联重新交联，在纤维细长化的状态下使兽毛蛋白质的分子结构稳定化。在中和槽39中，用甲酸等使被兽毛纤维吸收的碱中和至接近中性，同时除去溶出到该纤维表面并覆盖纤维表面的可溶性蛋白质，制造具有卷曲复原能力的光泽度高的细化纤维。

第2种方式中，在用上述附图详细说明的工艺内，在可塑化、膨润化的前处理工序5中用1g/l的重碳酸钠、0.15g/l的碳酸钠作缓冲液，调整溶液的pH为9.0左右，在30℃～70℃，优选40℃～60℃，特别优选在60℃下，浸渍5分钟～30分钟，优选10分钟，不通过还原处理槽17(例如通过空槽)，进行95℃下1分钟～3分钟，优选2分钟的蒸汽处理18，在中和处理工序39中，在pH3～5，优选pH4.0～4.5的条件下用醋酸等中和，解捻干燥，这样得到的兽毛条子不是永久地固定，而是处于暂时伸长固定的有潜在收缩性的假固定状态。对该条子实施蒸汽处理、温热水、热沸水洗涤处理时，该条子复原成原先的长度。利用该性质可以得到容积大、有膨松感的兽毛细纱，另外，有该潜在收缩性的兽毛纤维与其他纤维，例如与聚酯纤维、聚酰胺纤维、丙烯腈系纤维、棉纤维等混纺，将得到的细纱在温热或沸水中处理时，具有该潜在收缩性的纤维在细纱内部收缩至原先的长度而复原，因此使纱整体膨松，可以得到有膨松性的细纱。制成编物、织物时，可以得到重量轻、有膨松性的兽毛制品。

实施例

以下，举出实施例和比较例更具体地说明本发明，但本发明并不因下述实施例而受到限制，只要是在适合上述宗旨的范围内适当地变更和实施，就都包括在本发明的技术范围内。

实施例1

根据图1所示的工艺图，将平均纤维直径18.7微米、平均纤维长度77.2mm(最长纤维长度150mm)构成的37g/m的美利奴羊毛条子1用翼锭式加捻机2加捻至16转/m的该羊毛条子以1.3m/min的速度送至前处理槽5中，在下列组成的处理液中、40℃下进行30分钟的可塑化、膨润化处理。

    重亚硫酸钠              30g/l

    单乙醇胺                2g/l

    苛性钠                  约10g/l(处理液pH调整到8.0)

接着，将该条子送至加入了与前处理槽液相同组成的溶液的还原槽17中，在80℃、30秒的条件下再进行可塑化、膨润化，然后用蒸汽18进行95℃、70秒的蒸汽处理。同时使辊组12、13的表面速度相对于辊组6、7的表面速度加速到2.1倍，使该羊毛条子进行2.1倍拉伸(实际1.4倍拉伸)，接着，在热水洗涤槽(19)中实施25℃、30秒的热水洗涤。这时，用槽内设的轧液辊20、21、22，在处理液中使该条子反复受到脱水·浸透作用，得到充分的液置换效果。其后，在槽内同样设置轧液辊25、26、27；30、31、32；35、36、37的氧化槽24、29、34中，用2.8重量％的过氧化氢液，在25℃下、于各处理浴中实施40秒的氧化处理。这时也与上述热水洗涤槽同样，用槽内的轧液辊产生的液置换效果使该羊毛条子受到充分的氧化作用。然后，在槽内同样设置轧液辊40、41、42的中和槽39中，用由甲酸调整到pH2.5的溶液实施25℃、30秒的中和处理，接着，在槽内同样设轧液辊45、46、47；50、51、52的热水洗涤槽44、49中实施热水洗涤。即使在该中和、热水洗涤槽中，也与上述热水洗涤槽、氧化槽同样，利用槽内设的辊产生的液置换效果得到充分的中和、沸水洗涤效果。最后，用圈条式解捻机解捻，用抽吸式圆筒干燥机56干燥。

将由上述方法得到的拉伸羊毛条子制成针梳、复精梳，得到表1的结果。

上述拉伸羊毛条子被细长化，改性成有白色光泽、又有卷曲的羊毛纤维。

表1

	未处理羊毛	本发明的拉伸羊毛(实施例1)
			平均纤维直径(μm)	18.7	15.8
平均纤维长度(mm)	77.2	93.3
			最长纤维长度(mm)	150	230
短纤维(30mm以下)的含有率(％)	10.2	12.2
			碱溶解度(％)	13.0	21.5
UB溶解度(％)	52.6	35.8

另外，用上述拉伸羊毛纺纱成1/30、Z440，得到表2的结果。相对于未处理羊毛之所以抗拉强度并没有显示太大的降低，是由于通过细长化处理，纤维直径减小，构成纱的纤维根数增加的结果。

表2

细纱特性	热水收缩率	实施例1	未处理
				强力(gf)	JIS-L-1095	260.0	273.0
伸长率(％)	JIS-L-1095	12.8	21.2
				热水收缩率(％)	JIS-L-1095A法	0.6％	0.9

比较例1

作为实施例1的比较例，除不使用在各个氧化槽内所设置的某些轧液辊外，根据实施例1的处理条件处理后制成针梳、复精梳，得到表3所示的结果。

表3

	本发明的拉伸羊毛(实施例1)	比较例1的拉伸羊毛
			平均纤维直径(μm)	15.8	16.1
平均纤维长度(mm)	93.3	85.9
			最长纤维长度(mm)	230	200
短纤维(30mm以下)的含有率(％)	12.2	12.5
			碱溶解度(％)	21.5	22.8
UB溶解度(％)	35.8	32.9

另外，与实施例1同样用上述比较例1的拉伸羊毛试纺1/30、Z440，得到表4所示结果。在热水收缩率数据中，负号(-)表示收缩。

表4

细纱特性	评价法	实施例1的拉伸羊毛	比较例1的拉伸羊毛
				热水收缩率	JIS-L-1095A法	+0.6％	-3.6％

在不使用各个氧化槽内所设的轧液辊处理的场合，过氧化氢液对该羊毛条子的浸透不充分，另外处理温度也低于25℃，因此不能充分得到由过氧化氢产生的SH基的封闭效果，定形效果不充分，与实施例1相比是纤度粗，纤维长度也短的结果。另外可以看出，在上述试纺纱中，因热水产生的收缩率比实施例1大。即，为了在25℃用2.8重量％的过氧化氢液完全固定拉伸后的纤维形状，使用槽内设的轧液辊，利用其液置换效果强制进行过氧化氢液的循环是不可缺少的。

比较例2

作为实施例1的比较例，除不使用在各个氧化槽内设置的某些轧液辊并使过氧化氢液的温度为80℃以外，按照实施例1的处理条件处理后制成针梳、复精梳，得到表5所示的结果。

表5

	实施例1的拉伸羊毛	比较例2的拉伸羊毛
			平均纤维直径(μm)	15.8	15.8
平均纤维长度(mm)	93.3	85.0
			最长纤维长度(mm)	230	220
短纤维(30mm以下)的含有率(％)	12.2	15.0
			碱溶解度(％)	21.5	29.2
UB溶解度(％)	35.8	26.9

另外，与实施例1同样用上述比较例2的拉伸羊毛试纺1/30、Z440纱，得到表6所示结果。

表6

细纱特性	评价法	实施例1的拉伸羊毛	比较例2的拉伸羊毛
				强力(gf)	JIS-L-1095	260.0	249.0
伸长率(％)	JIS-L-1095	12.8	11.5
				热水收缩率	JIS-L-1095A法	0.6％	-0.7％

不使用氧化槽内设的轧液辊且在80℃下处理的场合，虽然拉伸后的纤维与实施例1的拉伸羊毛比没有变化，但平均、最长纤维长度都变短。另外也可以看出短纤维增加。即，用高温的氧化处理使纤维变脆，经过针梳·复精梳在该羊毛条子中发生纤维切断。在可以推测出纤维损伤度的碱溶解度、UB溶解度方面，与实施例1的拉伸羊毛相比，按照比较例2处理条件的拉伸羊毛也显示出损伤大的结果。

在上述试纺纱中，与实施例1的拉伸羊毛的纱相比，比较例2处理条件的拉伸羊毛的纱的强力、伸长率都低，从而证实了上述结果。即，为得到能抑制损伤的拉伸羊毛，必须用在槽内设的轧液辊，使低温的过氧化氢液在该羊毛条子内强制循环实施氧化处理，本发明中使用的槽内轧液辊成为得到纤维损伤少的羊毛的重要因素。

实施例2

将由平均纤维直径27.0微米、平均纤维长度70.0mm的37g/m的羊毛条子用翼锭式加捻机2施加16转/m的捻，除下述处理条件以外，其他以与实施例1同样的处理条件进行处理。

[与实施例1不同的条件]

i)可塑化、膨润化的前处理槽5的组成和处理温度、时间：

    重碳酸钠             1.5g/l

    碳酸钠               0.15g/l

    浸渍条件             60℃、10分钟

ii)拉伸倍率：1.7倍(实际拉伸倍率：1.25倍)

iii)不通过还原处理槽17且省略用过氧化氢的氧化处理，而代替成80℃的热水(处理槽24、29、34)。

Iv)用醋酸代替甲酸处理槽39，在pH4.5下进行中和处理。

得到的纤维具有结构被暂时固定的卷曲显现能力。将处理前后纤维的平均纤维直径和平均纤维长度示于表7。用该处理得到的羊毛条子70重量％和未拉伸该27.0μm条子30重量％纺纱成3/4Nm，用蒸汽实施松弛处理，测定纱的比容，将结果示于表8。

表7

	未拉伸羊毛	拉伸假定形羊毛
			平均纤维直径(μm)	27.7	26.1
平均纤维长度(mm)	70.0	79.8
			碱溶解度(％)	13.0	14.0
UB溶解度(％)	50.6	48.0

表8

	拉伸假定形纱3/4Nm蒸汽处理后	(参考)通常市售纱3/4Nm蒸汽处理后
			细纱的比容(cc/g)	15.86	9.3

在上述实施例和比较例中，羊毛的碱溶解度和UB溶解度是根据在JIS-L-1081的7.21纤维损伤度、7.21.1碱溶解度和7.21.2尿素·亚硫酸氢钠溶解度(UB溶解度)中所述的试验法进行测定的。

Claims (13)

1.细长化兽毛纤维，其特征在于，在用碱进行膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润后，实际拉伸至1.20～1.60倍，所得到的细长化形态具有固定的卷曲，未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率在1％以下，碱溶解度在22重量％以下，UB溶解度在35重量％以下。

2.细长化兽毛纤维，其特征在于，在用碱进行膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润后，实际拉伸至1.20～1.30倍，将得到的细长化形态暂时固定，通过酸的脱膨润和湿热处理而具有复原卷曲的能力，未染色细纱的抗拉强度(g)的降低率在10％以下，热水收缩率是能使受上述实际1.20～1.30倍的拉伸的纤维恢复为原长的水平，碱溶解度在15重量％以下，UB溶解度在40重量％以下。

3.权利要求1所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

a)对兽毛条子施加实捻的工序；

b)用碱性水溶液使加捻兽毛条子膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽毛纤维以各向异性膨润的工序；

c)切断各向异性膨润可塑化纤维中的二硫键的还原工序；

d)将还原的各向异性膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.60倍的拉伸工序；

e)使拉伸兽毛纤维氧化以再生二硫键的工序；

f)用酸进行中和处理脱膨润的工序；和

g)在松弛状态下的干燥工序；

在氧化处理浴、中和处理浴和其各浴前后的热水洗涤处理浴中分别设至少3对以上的轧液辊，反复浸渍和脱液，在15～25℃下进行氧化处理。

4.权利要求2所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

a)对兽毛条子施加实捻的工序；

b)用碱性水溶液使加捻兽毛条子膨润可塑化，赋予对称结构构成的兽

毛纤维以各向异性膨润的工序；

c)将各向异性膨润可塑化纤维实际拉伸至1.20～1.30倍的拉伸工序；

d)用酸进行中和处理脱膨润的工序；和

e)在拉紧下的干燥工序；

在中和处理浴和其前后的热水洗涤处理浴中分别设至少3对以上的轧液辊，反复浸渍和脱液，在15～25℃下进行中和处理。

5.权利要求3所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，在1个工序中进行各向异性膨润可塑化和还原。

6.权利要求3或4所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，各向异性膨润可塑化处理，是在30℃～80℃下将加捻兽毛条子在含有膨润剂和增塑剂的pH7.6～10.5的碱性水溶液中浸渍5分钟～40分钟而进行。

7.权利要求3至6任一项所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，各向异性膨胀增塑剂是从单乙醇胺、碱金属或铵的碳酸盐或重碳酸盐中选择的碱。

8.权利要求3所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，还原剂从碱金属或铵的重亚硫酸盐或亚硫酸盐中选择。

9.权利要求3～6任一项所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，拉伸处理在热水中或加热水蒸气中进行。

10.权利要求3所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，用过氧化氢进行拉伸兽毛纤维的氧化。

11.权利要求3～6任一项所述的细长化兽毛纤维的制造方法，其特征在于，中和处理用甲酸进行。

12.具有膨松感的兽毛细纱的制造方法，其特征在于，将在权利要求2中所述的细长化兽毛纤维与未拉伸兽毛纤维混纺后，使暂时形态固定的兽毛纤维恢复为原来长度而得到。

13.权利要求12所述的具有膨松感的兽毛细纱的制造方法，其特征在于，为恢复为原来长度，用40～100℃的温热水或1～2个气压的水蒸气处理混纺纱。

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