骆马绒纤维和羊驼毛纤维细度与含髓情况的相关性分析

田玉菡，王 华

(东华大学 纺织学院，上海 201600)

根据安第斯驼科分类，安第斯驼科分为骆马属和小羊驼属，羊驼属于小羊驼属，骆马则属于骆马属，羊驼和骆马属于不同的物种[1]。骆马原毛与羊驼毛的关键性区别是，骆马的被毛分为表层的刚毛和紧贴于表皮的绒毛，绒毛细度较细，手感柔软；而羊驼毛为羊驼被毛，没有绒毛，纤维的有髓毛更多，手感相比于骆马绒偏硬[2]。

利用国内已经成熟的山羊绒梳绒工艺，对骆马洗净毛进行12～16遍分梳，彻底除去没有商业价值的刚毛，留下底层的细绒，分梳后长度45～55 mm，细度19～23 μm的纤维称之为骆马绒[3]。

由于国内目前对骆马绒的研究较少，因此生产企业经常将骆马毛与羊驼毛弄混，导致原毛经销商将羊驼毛和骆马毛混和进行销售，也曾一度出现羊驼毛纤维品质因批次不同而导致质量波动[4]。本文将从纤维的含髓情况，包括含髓率以及含髓量随纤维细度的变化规律入手，对骆马绒以及羊驼毛纤维进行对比，从而将骆马绒以及羊驼毛区分开来，并为实际生产提供参考。

1 实验部分

1.1 实验材料

100%骆马绒纤维，100%羊驼毛纤维(青岛保税区安科国际贸易公司)。

1.2 测试方法及主要设备

1.2.1 纤维横纵形态观察

本文实验采用Y172型纤维切片器(常州德普纺织科技有限公司)和DAI-180M型光学显微镜(宁波永新光学股份有限公司)对骆马绒纤维以及羊驼毛纤维的横截面以及纵向形态进行观察。首先使用Y172型纤维切片器将纤维切下制成纤维样本，然后将生物显微镜的放大倍率调整为目镜10倍、物镜40倍，微调观察对象，最后将纤维截面拍照，观察2种纤维截面以及纵向形态，进行2种纤维含髓情况的定性观察分析。

1.2.2 纤维含髓特性测试分析

首先采用Y172型纤维切片器将纤维切成一定长度并制成纤维样本，然后用CU-4型纤维细度测试仪(精度0.000 1 μm，众视野科技有限公司)对载玻片上的样本纤维进行逐根测量,对每根纤维进行直径测量及对应的髓质层直径测量，并记录每根纤维对应的含髓情况(结果保留小数点后2位)，最后进行数据分析得出2种纤维含髓情况与直径大小的关系，推测出2种纤维开始出现髓质层的纤维直径大小差异，并计算得出2种髓质层占纤维截面的比例，从而进行对比分析。

2 结果与分析

2.1 纤维含髓情况定性分析

用显微镜分别观察骆马绒纤维以及羊驼毛纤维的横截面、纵向形态，结果如图1、2所示。

图1 骆马绒纤维(×400)

图2 羊驼毛纤维(×400)

由图1、2可以看出：骆马绒纤维以及羊驼毛纤维是明显的含髓纤维，含髓纤维与不含髓纤维的比例大致相等，并且在显微镜的观察下可以看出，较粗的纤维大都含有贯通型的髓腔，其中也含有大量不连续的髓腔，而极细的纤维则不含髓腔。由此可以推测出较细的羊驼毛以及骆马绒纤维截面呈圆形，纤维仅由表皮鳞片层和皮质层组成。较粗的纤维呈椭圆形,由表皮鳞片层、皮质层和髓质层组成,且有些髓质层的髓腔较大[5]。

由羊驼毛纤维以及骆马绒纤维的截面形态和纵向形态对比可以看出:2种纤维截面形态类似，都呈现圆形或者椭圆形，纵向形态都呈现出贯通型髓腔、不连续髓质层以及不含髓质层3种形态。通过直观的观察2种纤维截面的含髓情况可知：含髓纤维数量明显少于不含髓纤维，但是考虑到不连续髓质层的存在，此结论后续将进一步验证。

因为皮质层是决定毛纤维的弹性和强力的主要因素之一，髓腔的体积越大和连续程度越好，就越会缩减皮质层的体积，从而削弱纤维的强力和弹性[6]。同时，髓质层脆硬，也会使得纤维的柔软度变差，在一定程度也影响了纤维产品的服用舒适程度，因此含髓量小的纤维在弹性和强力，包括染色性方面都是较为优异的[7-8]，这或许能解释在实际生产中骆马绒织物比羊驼毛织物染色性能好，上染百分率高的现象。

2.2 纤维直径分布与纤维含髓概率

表1、2为骆马绒纤维和羊驼毛纤维直径与含髓情况原始测试数据整理,表3、4为羊驼毛纤维与骆马绒纤维的直径与含髓情况统计表，测量总根数均为160根。

由表1～4可以得出：羊驼毛纤维开始出现髓质层的纤维直径约17 μm,含髓纤维有88根,约占55%；骆马绒纤维开始出现髓质层的纤维直径约15 μm,含髓纤维有88根,约占55%，骆马绒纤维的含髓率与羊驼毛纤维相近。当羊驼毛纤维直径大于22 μm时出现髓质的概率大于50%，当骆马绒纤维直径大于20 μm时出现髓质的概率大于50%。当羊驼毛纤维直径大于26 μm时,纤维一定含有髓质层；而当骆马绒纤维直径大于27 μm时,纤维则一定含有髓质层。从以上分析可以得到：骆马绒纤维开始出现髓质层的纤维直径要比羊驼毛纤维要小。但是,纤维整体并不粗,羊驼毛纤维平均直径只有23.2 μm,最大直径为63.31 μm,最小直径11.60 μm,骆马绒纤维平均直径只有21.96 μm，最大直径为48.11 μm，最小直径为10.94 μm，对比得出羊驼毛纤维平均直径比骆马绒纤维大，且极细纤维的数量骆马绒纤维数量多，这也使得骆马绒织品手感较羊驼毛织品手感好。

表1 羊驼毛纤维直径分布及纤维含髓概率

表2 骆马绒纤维直径分布及纤维含髓概率

表3 羊驼毛纤维与骆马绒纤维的径向直径数据统计

表4 羊驼毛纤维与骆马绒纤维的髓质层数据统计

2.3 纤维直径大于一定数值时的含髓概率

进一步统计骆马绒纤维以及羊驼毛纤维直径大于一定数值时的含髓率变化情况，结果如表5、6所示。

表5 羊驼毛纤维直径大于一定数值时的含髓概率

表6 骆马绒纤维直径大于一定数值时的含髓概率

图3为骆马绒纤维和羊驼毛纤维直径与含髓率的相关性分析。

图3 骆马绒纤维和羊驼毛纤维直径超过一定数值的含髓率

由表5、6可以得知：当羊驼毛纤维直径大于21 μm时,含髓纤维出现的概率大于80%,当纤维直径大于24 μm以后,含髓纤维出现的概率在90%以上；同羊驼毛纤维一样，骆马绒纤维直径大于21 μm时,含髓纤维出现的概率大于80%,当纤维直径大于24 μm时,含髓纤维出现的概率在90%以上。

由图3可得出：羊驼毛纤维与骆马绒纤维直径与出现髓质层的概率均成正相关关系,即纤维直径越大，出现髓质层的概率就越高，当羊驼毛纤维直径大于26 μm时，纤维含髓的概率为100%；当骆马绒纤维直径大于27 μm时，纤维含髓的概率为100%，即全为含髓纤维。

2.4 纤维直径与含髓量的测定

进一步从纤维的直径、髓质层的直径、含髓量的关系角度来分析详细实验结果,假设纤维为圆形截面,定义含髓量为含髓层体积占纤维总体积的百分比：

式中：d为髓腔直径，μm；D为纤维直径，μm。

随机测得50根含髓纤维的直径以及髓腔直径，经过计算，绘制出纤维直径与含髓直径比随纤维的变化关系图以及含髓量随纤维直径变化关系图，结果如图4、5所示，若含髓绝大多数髓质层直径都在纤维直径的50%以下,有利于纤维保持比较高的强力。

图4 羊驼毛纤维随直径变化的含髓直径比以及含髓量

图5 骆马绒纤维随直径变化的含髓直径比以及含髓量

由图4、5可以得出：纤维的含髓直径比和含髓量与纤维直径都没有明显的相关性。1987年Hunter发布的关于马海毛染色性能的相关研究中指出,平均含髓纤维直径与纤维直径的比值为50%时,特别是对于未染色的纤维来说，这是非常宝贵且具有参考价值的数值，并且当纤维的含髓量超过60%时,纤维的上染百分率就会变得很低[9-10]。而由图4、5可以看出，羊驼毛纤维和骆马绒纤维平均含髓纤维直径与纤维直径的比值明显都小于50%，羊驼毛纤维平均含髓纤维直径与纤维直径的比值为35.9%，骆马绒纤维平均含髓纤维直径与纤维直径的比值为32.9%，说明2种纤维仍然具有较高的强力。羊驼毛纤维和骆马绒纤维平均含髓量明显小于60%，羊驼毛纤维平均含髓量为13.2%，骆马绒纤维平均含髓量为11.1%，说明2种纤维的染色性能仍较为优良，纤维上染百分率较高，由于骆马绒纤维平均含髓量要比羊驼毛纤维低，故骆马绒纤维的上染百分率较羊驼毛纤维高，这与实际生产的情况相符。

3 结 论

骆马绒纤维和羊驼毛纤维在纤维含髓情况上有一定的相似性以及区别，基本都符合动物毛纤维的基本性能特征。经对2种纤维含髓情况与直径的关系进行对比，发现2种纤维的差别，从而对2种纤维进行区分。相似处在于骆马绒纤维和羊驼毛纤维的含髓率与直径均呈正相关，直径越大，含髓率越高；但是2种纤维的含髓量与纤维直径均没有明显的相关关系，差别之处在于羊驼毛纤维的平均含髓量要比骆马绒纤维大。具体实验结论如下：

①骆马绒纤维、羊驼毛纤维整体都比较细, 羊驼毛纤维平均直径要比骆马绒纤维大，羊驼毛纤维平均直径为23.2 μm，直径CV值为27.2%；骆马绒纤维平均直径为21.96 μm，直径CV值为24.2%。

②骆马绒纤维和羊驼毛纤维的含髓率均随直径的增大而增大，骆马绒纤维出现髓质层的最小纤维直径为15 μm, 羊驼毛纤维出现髓质层的最小纤维直径为17 μm，但是在该直径下2种纤维含髓的概率并不大,约在20%左右。当骆马绒纤维直径大于20 μm以后, 骆马绒纤维直径大于21 μm以后，含髓纤维出现的概率大于50%；当骆马绒纤维直径大于27 μm, 羊驼毛纤维直径大于26 μm，含髓纤维出现的概率为100%，及全部为含髓纤维。

③骆马绒纤维和羊驼毛纤维的含髓量和直径大小之间没有明显的相关关系，但是髓质层直径都小于纤维直径的50%,骆马绒平均髓质层与纤维直径占比为32.9%，羊驼毛纤维为35.9%；含髓量面积均不超过纤维截面的60%,羊驼毛纤维平均含髓量为13.2%，骆马绒纤维平均含髓量为11.1%，因此含髓纤维仍然具有比较高的强力以及较好的上染百分率，并且骆马绒纤维的上染百分率较羊驼毛纤维高。