天然彩色棉纖維-課件

天然彩色棉纖維主要內(nèi)容彩棉的歷史彩棉的概況彩棉的結(jié)構(gòu)與性能特征產(chǎn)品開發(fā)存在問題彩棉的歷史天然彩色棉自古有之，棉花的祖先，野生棉纖維常常帶有棕褐色或其他顏色。幾千年來，美洲的印第安人一直種植天然彩色棉。野生彩色棉經(jīng)過長期的栽培、馴化、選擇后就一直被人們種植和利用，我國一些古代的農(nóng)書上就有關(guān)于天然彩色棉的記載。據(jù)報(bào)道，18－19世紀(jì)（大約明、清）我國種植過的一種天然彩色棉花，用其纖維手工加工的紡織品被稱作"紫花布"。紫花布是大眾衣料，產(chǎn)地為江南地區(qū)，尤以上海松江生產(chǎn)的最著名。1819年出口到美洲、歐洲及東南亞等地的上海松江棉布和江浙一帶的紫黃色棉花紡織成的紫花布就達(dá)330多萬匹，曾是公元18、19世紀(jì)風(fēng)靡英國的紳士時(shí)髦服裝。

這種天然有色的紫花布顏色質(zhì)樸，在歷史上深受手工紡織者歡迎和大眾的喜歡。但是至20世紀(jì)初期，天然彩色棉的商業(yè)性種植在亞洲、非洲、中美洲、南美洲基本上銷聲匿跡，只能在基因庫中找到作為資源的種子標(biāo)本，仍保留少量種植的只有美國路易斯安納州的法國人后裔部落，以及居住在秘魯北部的莫奇卡印第安人。現(xiàn)在世界范圍內(nèi)已有的棕色、綠色兩大色系天然彩色棉是從20世紀(jì)60年代末、70年代初起由科學(xué)家用遠(yuǎn)緣雜交及現(xiàn)代育種技術(shù)對原始有色棉改良而成。

彩棉的歷史彩棉的概況天然彩色棉花簡稱“彩棉”。它是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)選育出的一種吐絮時(shí)棉纖維就具有紅、黃、綠、棕、灰、紫等天然彩色的特殊類型棉花。用這種棉花織成的布不需染色、無化學(xué)染料毒素，質(zhì)地柔軟而富有彈性。耐穿耐磨、穿著舒適，有利人體健康。因不需要染色，所以可大大降低紡織成本，防止了普通棉織品對環(huán)境的污染。進(jìn)入上世紀(jì)八九十年代，世界上不少國家都投巨資進(jìn)行彩棉育種研究與開發(fā)，形成了世界性的彩棉熱。目前世界上研究彩棉的國家有：美國、秘魯、澳大利亞、以色列、巴基斯坦、印度、土耳其、中國等27個(gè)國家。我國于1994年開始彩棉育種研究和開發(fā)，已育出了棕、綠、黃、紅、紫等色澤的彩棉。中國農(nóng)科院棉花研究所培育的棕絮1號(hào)和新疆天彩科技股份有限公司開發(fā)的天彩棕色9801，在國際彩棉品種改良中處領(lǐng)先地位，這兩個(gè)品系于1998年用于大田生產(chǎn)和產(chǎn)品開發(fā)。2000年天彩科技公司開發(fā)彩棉達(dá)8萬余畝。2001年全國彩棉種植面積突破20萬畝，成為世界上最大的彩棉生產(chǎn)國。新疆中國彩棉集團(tuán)的彩棉產(chǎn)量占到中國的95％，世界的50％左右。彩棉將使21世紀(jì)全世界的棉花種植、棉花紡織、服裝、外貿(mào)出口等領(lǐng)域發(fā)生重大變化。未來30年內(nèi)全球棉花總產(chǎn)量的30％將被彩棉替代，21世紀(jì)全世界將有60%-70%的人口使用彩棉。彩棉的概況新疆彩棉彩棉1號(hào)彩棉2號(hào)彩棉3號(hào)彩棉4號(hào)彩棉5號(hào)彩棉的概況彩棉的概況新疆彩棉彩棉1號(hào)：2.5％跨距長度29.43mm、比強(qiáng)度21.86cN／tex、馬克隆值3.4、整齊度48.13％、伸長率7.6%。絮棕色，短絨棕色。彩棉2號(hào)：2.5％跨距長度28.33mm、比強(qiáng)度20.05cN／tex、馬克隆值3.6、整齊度48.88％、伸長率8.1%。絮棕色，短絨棕色。彩棉3號(hào)：2.5％跨距長度27.6-28.23mm、比強(qiáng)度13.88-16.6cN／tex、馬克隆值2.52-2.8,整齊度45.76％、伸長率8%。絮色為草綠色，短絨綠色。新疆彩棉彩棉的概況彩棉4號(hào)：2.5％跨長26.32mm、比強(qiáng)11.57-3.71cN/tex、馬克隆值2.45-2.6，整齊度44.72％、伸長率7.7％。絮色為綠色，短絨綠色。彩棉5號(hào)：半部平均長度26.85mm，比強(qiáng)度2.55cN/tex，馬克隆值3.4，整齊度指數(shù)81.58%，伸長率8.3％。絮色棕而透紅，短絨棕色。白色棉：2.5％跨長28-31mm、比強(qiáng)度19-23cN/tex、馬克隆值3.7-5.0，整齊度49-52％。新疆彩棉彩棉的概況天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征主要特征（1）彩色棉制品有利于人體健康，親和皮膚，對皮膚無刺激，符合環(huán)保及人體健康需求。以其“綠色、生態(tài)、環(huán)?！钡孽r明特性在眾多綠色紡織品中獨(dú)樹一幟。在紡織染整前處理中“無需染色，不做漂白”，減少了污水的排放，降低了能耗，對環(huán)境不構(gòu)成危害。（2）抗靜電：由于棉纖維的回潮率較高，不起靜電，不起球。（3）透汗性好：吸附人體皮膚上的汗水和微汗，使體溫迅速恢復(fù)正常，真正達(dá)到透氣、吸汗的效果。天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征（4）鮮亮度不及印染面料制作的服裝。棉花纖維表面有一層蠟質(zhì)。普通本白棉在染整中，使用了化學(xué)物質(zhì)來消除蠟質(zhì)、果膠、漿料等，加上染料的色澤鮮艷，視覺反差大，故而鮮亮。彩棉在加工過程中未使用化學(xué)物質(zhì)處理，仍舊保留了天然纖維的特點(diǎn)，故而就產(chǎn)生一種朦朦朧朧的視覺效果。（5）與其它純棉產(chǎn)品類似，也還存在洗滌后需要熨燙、有一定縮水現(xiàn)象。但經(jīng)后加工處理，一般控制在2%-3%左右。主要特征天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征（6）彩棉色彩來源于天然色素，色素遇酸、堿后，顏色會(huì)發(fā)生變化。在穿著或使用初期經(jīng)洗滌、汗?jié)n、日曬后顏色會(huì)有所變化，這是一種光化可逆性變化。天然彩棉坯布經(jīng)后整理(如：水洗、絲光、燒毛等)后顏色也會(huì)有所變化，這是天然彩棉特性的正常反應(yīng)，與印染品的掉色、褪色有本質(zhì)的區(qū)別，但還是給加工帶來一系列的問題。主要特征天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征化學(xué)組成與分子構(gòu)型與本白棉相同天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征纖維素I結(jié)晶結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)與本白棉相同天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

棕色棉纖維的縱向與本白棉一樣，為細(xì)長不規(guī)則轉(zhuǎn)曲的扁平狀體，中部較粗，根部稍細(xì)于中部，梢部更細(xì)。成熟度好的纖維縱向呈轉(zhuǎn)曲的帶狀，且轉(zhuǎn)曲數(shù)較多；成熟度較差的纖維呈薄帶狀，且有很少的轉(zhuǎn)曲數(shù)。

棕色棉的橫截面與本白棉相似，呈腰圓形，且有中腔，但棕色棉的色彩呈片狀，主要分布在纖維次生胞壁內(nèi)。成熟度好的纖維截面比較圓潤，胞腔較?。怀墒於炔畹睦w維截面扁平，中腔較大。形態(tài)結(jié)構(gòu)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征項(xiàng)目根部中部梢部轉(zhuǎn)曲數(shù)5-107-114-9反向數(shù)1-22-31-2棕色棉的天然轉(zhuǎn)曲數(shù)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征PW:初生壁;SW:次生壁;L:中腔ISW:次生壁內(nèi)層;OSW:次生壁外層;

1白色纖維縱切面

2綠色纖維橫切面

3綠色纖維斜橫切面天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征4

棕色纖維橫切面5

棕色纖維縱切面6

棕色纖維分叉結(jié)構(gòu)縱切面天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征白色棉纖維的結(jié)構(gòu)可分為：初生壁、次生壁和中腔。初生壁0.

2m,次生壁厚度約11.0

m,整個(gè)次生壁染色一致,沒有染色較深的物質(zhì);中腔也無染色較深的物質(zhì),其直徑約為6.5m,纖維直徑約28.5m。

白色棉纖維微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

綠色纖維的結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為初生壁、次生壁和中腔。

初生壁約為0.1m,次生壁可分為次生壁外層(無染色較深的條紋)和次生壁內(nèi)層(有染色較深的條紋).前者厚度約為2.1m,后者厚度約為3.6m,直徑約為12.7m,明顯細(xì)于白色纖維。綠色棉纖維微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

棕色棉的纖維結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為初生壁、次生壁和中腔。初生壁約為0.1m,而次生壁的厚度約為3.7m,中腔的直徑約為10.3m,且有大量染色較深的物質(zhì)沉積在中腔中。纖維直徑約為17.8m。棕色棉纖維具有分支結(jié)構(gòu),纖維中腔里同樣有大量染色深的物質(zhì)，纖維較細(xì),直徑約15m,這可能是具分支結(jié)構(gòu)纖維的特點(diǎn)或與纖維被切的位置有關(guān)。棕色棉纖維微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征物理性質(zhì)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

(1)彩色棉主要物理指標(biāo)：長度偏短，強(qiáng)度偏低，馬克隆值高低差異大，整齊度較差，短絨含量高，棉結(jié)高低不一致；(2)彩色棉產(chǎn)量低，衣分率低；(3)外觀方面：因纖維色素不穩(wěn)定，纖維色澤不均勻，纖維經(jīng)日曬后色澤變淡或褪色，水洗后色澤變深，部分彩色棉出現(xiàn)有色、白色和中間色纖維。物理性質(zhì)天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征我國彩色棉紡紗效果分析天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征成紗質(zhì)量天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

(1)棕色棉紗及其混紡紗質(zhì)量分析純棕色彩棉紡14.6tex精梳紗，成紗條干均勻度變異系數(shù)(CV(%))值為14.6，單紗強(qiáng)力為248.5cN，成紗條干、強(qiáng)力都比較好，當(dāng)棕色彩棉75%與本色棉花25%混紡精梳14.6tex紗時(shí)，單紗強(qiáng)力為248.8cN，比純棕色彩棉紗只增加0.3cN;當(dāng)棕色彩棉90%與低線密度滌綸10%混紡精梳14.6tex紗時(shí)，單紗強(qiáng)力為250.7cN，比純棕色彩棉紗只增加2.2cN，其他質(zhì)量指標(biāo)變化亦不大。

成紗質(zhì)量天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征(2)綠色彩棉及其混紡紗的質(zhì)量分析當(dāng)綠色彩棉紡14.6tex精梳紗時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量亦能夠接近本色棉花國際一般水平。純綠色彩棉單獨(dú)紡14.6tex精梳紗時(shí)，單紗強(qiáng)力為234.2cN，當(dāng)混進(jìn)25%本色棉花時(shí)，單強(qiáng)為250.2cN，凈增加了l6cN。在綠色彩棉中混紡10%低線密度滌綸時(shí)，其14.6tex單紗強(qiáng)力為247.7cN，比純綠色彩棉14.6tex單紗強(qiáng)力234.2cN提高13.5cN。成紗質(zhì)量天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

材料：天然自來水、肥皂、汰漬與奧妙兩種洗衣粉，1mol/L、3mol/L、5mol/LHCl，5%、10%NaOH，大小一致的彩色棉布棕和綠各186塊。

實(shí)驗(yàn)材料與方法色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征方法：

不同洗液溫度下的洗曬：一定濃度的常溫和40℃的肥皂液、汰漬液、奧妙液及水。把棕、綠兩種布?jí)K同時(shí)放進(jìn)四種洗滌液中,每種洗滌液中棕、綠布各10塊,浸泡洗滌10min并測其pH值后取出,清水洗凈貼上標(biāo)簽，分別在室外曬干和室內(nèi)晾干,當(dāng)天下午天黑以前收回,每種處理每天各留一塊布料貼上標(biāo)簽,注明洗滌次數(shù)、洗滌液類型、洗液溫度和晾曬條件,第二天重復(fù)洗曬,連續(xù)進(jìn)行5天。第二次試驗(yàn)配制同樣的4種洗滌液,常溫浸洗10min和煮沸(100℃)5min,其余方法步驟同上。色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征方法：

室外連續(xù)曝曬：把沒有洗滌的、常溫下洗滌過一次的及洗滌過5次的、煮沸過5次的棕色和綠色布?jí)K在室外連續(xù)曝曬1周、2周(夜間也不收回),貼上標(biāo)簽。酸堿處理：把棕色和綠色布?jí)K同時(shí)放進(jìn)1、3、5mol/LHCl,5%、10%NaOH,溶液和水中,浸泡1h,分別曬干和陰干,并貼上標(biāo)簽,觀察色澤變化。色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征1.不同洗滌液對顏色的影響

洗滌液不同其顏色變化也不同。水洗過的顏色加深;肥皂洗過的顏色加深卻有些泛白;汰漬與奧妙洗過的綠布顏色變暗綠而棕布稍帶紅色,在洗液溫度為常溫或加熱和煮沸次數(shù)少的情況下,這種變化不明顯,隨著洗液溫度的升高及洗滌次數(shù)的增加,這種變化越來越明顯,特別是煮沸、洗滌次數(shù)多的這種變化更明顯。結(jié)果色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

2.不同洗滌次數(shù)對顏色的影響

在同一洗液溫度和晾曬條件下,用水、肥皂液洗滌的,隨著洗滌次數(shù)的增加,棕、綠布顏色都加深,只是綠布較明顯,棕布不太明顯;用汰漬、奧妙洗滌的綠布,洗滌次數(shù)少的,顏色比對照深,隨著洗滌次數(shù)的增加,變?yōu)榘稻G色且逐漸加強(qiáng),而棕布在洗液溫度為常溫的條件下,隨著次數(shù)的增加,顏色變化不明顯,在洗液加熱或煮沸的條件下,隨著洗滌次數(shù)的增加,變?yōu)槲⒆丶t色且逐漸加強(qiáng)。色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結(jié)果天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征

3.不同洗液溫度對顏色的影響

在同一洗滌次數(shù)和晾曬條件下,用水或肥皂處理的棕布與綠布,不同洗液溫度下的顏色由深到淺的順序?yàn)?煮沸下的顏色>液溫40℃下的顏色>常溫下的顏色色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結(jié)果天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征4.晾曬條件對顏色的影響

通過比較同一洗衣液、洗滌次數(shù)、洗液溫度下晾曬方式不同的布?jí)K色澤,綠布室內(nèi)陰干的明顯比室外陽光曬干的顏色深且色澤亮,棕布顏色變化不明顯。5.室外連續(xù)曝曬對顏色的影響

未洗的和用水、汰漬、肥皂在常溫下洗滌1次的,棕布曝曬1周的與對照顏色差不多,曝曬2周的比對照稍微淺一些;綠布曝曬1周的顏色變?yōu)槲ⅫS綠色,比對照淡黃綠色顏色淺,曝曬2周的變?yōu)闇\灰綠色。色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結(jié)果天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征酸堿處理后的顏色變化色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結(jié)果天然彩色棉的結(jié)構(gòu)與性能特征主要產(chǎn)品家居服內(nèi)衣襯衣，T恤褲子浴巾、毯子、毛巾被等。常州頂呱呱:/ehibition/ehibition_sort.asp?sort_id=193發(fā)展中存在的不利因素〓天然彩色棉的市場份額目前還很微小。1999年我國生產(chǎn)天然彩色棉棉紗計(jì)劃149.4ｔ,占全國紗產(chǎn)量的

0.0027%,占全國棉紗產(chǎn)量的0.0053%;生產(chǎn)天然彩色棉面料計(jì)劃140000ｍ,占全國布產(chǎn)量的000056%,占全國色織布的0.012%。實(shí)際完成數(shù)更差?！烊徊噬薜纳V單調(diào)。目前,各種傳媒宣傳報(bào)道天然彩色棉的色彩無奇不有,使人們覺得天然彩色棉的色彩豐富多彩,其實(shí)可被加工的天然彩色棉目前主要有棕色和綠色兩大系列色彩。〓天然彩色棉終端加工問題多。存在著變色、褪色、掉色、沾色問題。天然彩色棉產(chǎn)量低、衣分率低、成熟度差,纖維單強(qiáng)偏小,比強(qiáng)度偏低;纖維主體長度較