天然彩色棉纖維-課件

天然彩色棉纖維主要內容彩棉的歷史彩棉的概況彩棉的結構與性能特征產品開發(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，我國一些古代的農書上就有關于天然彩色棉的記載。據報道，18－19世紀（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，產地為江南地區(qū)，尤以上海松江生產的最著名。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330多萬匹，曾是公元18、19世紀風靡英國的紳士時髦服裝。

這種天然有色的紫花布顏色質樸，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?，F在世界范圍內已有的棕色、綠色兩大色系天然彩色棉是從20世紀60年代末、70年代初起由科學家用遠緣雜交及現代育種技術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”。它是利用現代生物工程技術選育出的一種吐絮時棉纖維就具有紅、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、無化學染料毒素，質地柔軟而富有彈性。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。進入上世紀八九十年代，世界上不少國家都投巨資進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。中國農科院棉花研究所培育的棕絮1號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先地位，這兩個品系于1998年用于大田生產和產品開發(fā)。2000年天彩科技公司開發(fā)彩棉達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國。新疆中國彩棉集團的彩棉產量占到中國的95％，世界的50％左右。彩棉將使21世紀全世界的棉花種植、棉花紡織、服裝、外貿出口等領域發(fā)生重大變化。未來30年內全球棉花總產量的30％將被彩棉替代，21世紀全世界將有60%-70%的人口使用彩棉。彩棉的概況新疆彩棉彩棉1號彩棉2號彩棉3號彩棉4號彩棉5號彩棉的概況彩棉的概況新疆彩棉彩棉1號：2.5％跨距長度29.43mm、比強度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：2.5％跨距長度28.33mm、比強度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：2.5％跨距長度27.6-28.23mm、比強度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：2.5％跨長26.32mm、比強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：半部平均長度26.85mm，比強度2.55cN/tex，馬克隆值3.4，整齊度指數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構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，使體溫迅速恢復正常，真正達到透氣、吸汗的效果。天然彩色棉的結構與性能特征（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。普通本白棉在染整中，使用了化學物質來消除蠟質、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物質處理，仍舊保留了天然纖維的特點，故而就產生一種朦朦朧朧的視覺效果。（5）與其它純棉產品類似，也還存在洗滌后需要熨燙、有一定縮水現象。但經后加工處理，一般控制在2%-3%左右。主要特征天然彩色棉的結構與性能特征（6）彩棉色彩來源于天然色素，色素遇酸、堿后，顏色會發(fā)生變化。在穿著或使用初期經洗滌、汗?jié)n、日曬后顏色會有所變化，這是一種光化可逆性變化。天然彩棉坯布經后整理(如：水洗、絲光、燒毛等)后顏色也會有所變化，這是天然彩棉特性的正常反應，與印染品的掉色、褪色有本質的區(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構與性能特征化學組成與分子構型與本白棉相同天然彩色棉的結構與性能特征纖維素I結晶結構結晶結構與本白棉相同天然彩色棉的結構與性能特征

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

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。成熟度好的纖維截面比較圓潤，胞腔較??；成熟度差的纖維截面扁平，中腔較大。形態(tài)結構天然彩色棉的結構與性能特征項目根部中部梢部轉曲數5-107-114-9反向數1-22-31-2棕色棉的天然轉曲數天然彩色棉的結構與性能特征PW:初生壁;SW:次生壁;L:中腔ISW:次生壁內層;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構與性能特征4

棕色纖維橫切面5

棕色纖維縱切面6

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

2m,次生壁厚度約11.0

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

白色棉纖維微觀形態(tài)結構天然彩色棉的結構與性能特征

綠色纖維的結構由外向內依次為初生壁、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,明顯細于白色纖維。綠色棉纖維微觀形態(tài)結構天然彩色棉的結構與性能特征

棕色棉的纖維結構由外向內依次為初生壁、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沉積在中腔中。纖維直徑約為17.8m。棕色棉纖維具有分支結構,纖維中腔里同樣有大量染色深的物質，纖維較細,直徑約15m,這可能是具分支結構纖維的特點或與纖維被切的位置有關。棕色棉纖維微觀形態(tài)結構天然彩色棉的結構與性能特征物理性質天然彩色棉的結構與性能特征

(1)彩色棉主要物理指標：長度偏短，強度偏低，馬克隆值高低差異大，整齊度較差，短絨含量高，棉結高低不一致；(2)彩色棉產量低，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，纖維經日曬后色澤變淡或褪色，水洗后色澤變深，部分彩色棉出現有色、白色和中間色纖維。物理性質天然彩色棉的結構與性能特征我國彩色棉紡紗效果分析天然彩色棉的結構與性能特征成紗質量天然彩色棉的結構與性能特征

(1)棕色棉紗及其混紡紗質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(CV(%))值為14.6，單紗強力為248.5cN，成紗條干、強力都比較好，當棕色彩棉75%與本色棉花25%混紡精梳14.6tex紗時，單紗強力為248.8cN，比純棕色彩棉紗只增加0.3cN;當棕色彩棉90%與低線密度滌綸10%混紡精梳14.6tex紗時，單紗強力為250.7cN，比純棕色彩棉紗只增加2.2cN，其他質量指標變化亦不大。

成紗質量天然彩色棉的結構與性能特征(2)綠色彩棉及其混紡紗的質量分析當綠色彩棉紡14.6tex精梳紗時，產品質量亦能夠接近本色棉花國際一般水平。純綠色彩棉單獨紡14.6tex精梳紗時，單紗強力為234.2cN，當混進25%本色棉花時，單強為250.2cN，凈增加了l6cN。在綠色彩棉中混紡10%低線密度滌綸時，其14.6tex單紗強力為247.7cN，比純綠色彩棉14.6tex單紗強力234.2cN提高13.5cN。成紗質量天然彩色棉的結構與性能特征

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。

實驗材料與方法色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結構與性能特征方法：

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、綠兩種布塊同時放進四種洗滌液中,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,清水洗凈貼上標簽，分別在室外曬干和室內晾干,當天下午天黑以前收回,每種處理每天各留一塊布料貼上標簽,注明洗滌次數、洗滌液類型、洗液溫度和晾曬條件,第二天重復洗曬,連續(xù)進行5天。第二次試驗配制同樣的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構與性能特征方法：

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次的棕色和綠色布塊在室外連續(xù)曝曬1周、2周(夜間也不收回),貼上標簽。酸堿處理：把棕色和綠色布塊同時放進1、3、5mol/LHCl,5%、10%NaOH,溶液和水中,浸泡1h,分別曬干和陰干,并貼上標簽,觀察色澤變化。色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結構與性能特征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的增加,這種變化越來越明顯,特別是煮沸、洗滌次數多的這種變化更明顯。結果色彩穩(wěn)定性天然彩色棉的結構與性能特征

2.不同洗滌次數對顏色的影響

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,洗滌次數少的,顏色比對照深,隨著洗滌次數的增加,變?yōu)榘稻G色且逐漸加強,而棕布在洗液溫度為常溫的條件下,隨著次數的增加,顏色變化不明顯,在洗液加熱或煮沸的條件下,隨著洗滌次數的增加,變?yōu)槲⒆丶t色且逐漸加強。色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結果天然彩色棉的結構與性能特征

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為: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)）結果天然彩色棉的結構與性能特征4.晾曬條件對顏色的影響

通過比較同一洗衣液、洗滌次數、洗液溫度下晾曬方式不同的布塊色澤,綠布室內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)）結果天然彩色棉的結構與性能特征酸堿處理后的顏色變化色彩穩(wěn)定性（續(xù)）結果天然彩色棉的結構與性能特征主要產品家居服內衣襯衣，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年我國生產天然彩色棉棉紗計劃149.4ｔ,占全國紗產量的

0.0027%,占全國棉紗產量的0.0053%;生產天然彩色棉面料計劃140000ｍ,占全國布產量的000056%,占全國色織布的0.012%。實際完成數更差。〓天然彩色棉的色譜單調。目前,各種傳媒宣傳報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。天然彩色棉產量低、衣分率低、成熟度差,纖維單強偏小,比強度偏低;纖維主體長度較