莫代尔纤维的性能及应用

李勇强，谭艳君，刘姝瑞，霍 倩，张明宇

(1.西安工程大学纺织科学与工程学院，陕西西安710048；2.西安工程大学科技成果转化中心，陕西西安710048；3.伟格仕纺织助剂(江门)有限公司，广东江门529000)

0 前言

莫代尔纤维是由取自自然林木的原料制成浆液，通过溶剂法纺丝而成的高湿模量的纤维，因其化学结构得到保留，物理结构发生变化，属于再生纤维素纤维[1]。最早由奥地利兰精(Lenzing)公司开发，使用欧洲榉木，使用可回收无毒的溶剂，通过溶剂法纺丝制成的纤维，并申请Modal(木代尔)商标。因此在生产及使用过程中莫代尔分挂牌(Modal木代尔)与不挂牌(莫代尔)两类[2]。

莫代尔纤维取自自然，可自然降解，所织面料柔软光滑、干爽透气，悬垂性好，天然抗皱免烫，可称得上天然丝光面料。深受内衣、家纺、服装面料的喜爱，但穿着过程易起毛球、生产成本较昂贵、面料生产加工过程易产生织物折皱横档等问题。因此，目前含莫代尔纤维的面料大部分是使用莫代尔纤维与其它纤维混纺或交织而成，当然也还需进一步研究改善提升莫代尔纤维面料的质量[3]。

1 莫代尔纤维的性能及研究

1.1 莫代尔纤维的结构及性能

莫代尔纤维拥有比棉更有光泽柔和、尺寸稳定优异，良好的应变回复率、耐碱、吸湿性好，可预缩可丝光，强力较好，湿模高，有棉感却比棉品质好[4]。纯莫代尔面料织物强度、伸长率均大于纯棉织物，不易撕破，可用于内衣等服装[5]。Latif等人对莫代尓纤维和棉纤维、黏胶纤维、竹纤维等进行比较，先纯纺、混纺30英支纱线，并将纱线织成机织平纹布，后测试织物径向纬向的拉伸强度、撕裂强度、织物透气性、热阻测试、水蒸汽渗透性等，发现100%莫代尔织物具有较高的力学性能和舒适性，对于混纺机织平纹布，30S/1莫代尔/粘胶50/50具有更高的机械和舒适性能[6]。有研究者研究发现莫代尔/聚酰胺(PA)混纺织物比100%聚酰胺织物拥有更优异的褶皱回弹性、尺寸稳定性、风格值，同时也更加光滑[7]。

表1 莫代尔纤维与其他纤维结构性能对比[8]

1.2 莫代尔纤维面料的性能研究

虽然莫代尔织物具有许多优异特点，莫代尔织物同普通棉类织物一样，穿着洗涤后，布面易起毛起球、光洁度变差，尤其是折边部位，因此需改善莫代尔纤维面料的这些不良性能。

1.2.1 莫代尔纤维面料的抗起毛球研究

莫代尔面料的抗起毛球一般可通过改善纺纱方式、起毛球整理剂、生物酶处理剂进行改善提升。

梁海波发现传统的环锭纺会使得莫代尔织物布面光洁度降低，因此采用SIRO纺、紧密纺可以改善成纱毛羽，同时配合烧毛、水流柔和的溢流染色机、染色浴比增大，定型时尽量避免拉伸、超喂，选用阴离子或非离子的柔软剂，便可改善莫代尔织物的布面光洁度[9]。

薛鹏飞等人对莫代尔家纺面料进行抗起毛球整理，发现当使用15g/L FK－833起毛球整理剂，pH约9，在150℃下烘焙2分钟，面料的抗起毛球可达5级，染色牢度提高半级[10]。

杨梅等人对Modal针织物进行生物抛光整理，发现在50℃，浴比1:20，pH值为5左右条件下，使用0.3g/L的纤维素酶康利隆(TM－750)，处理50min，处理效果最佳[11]。Modal针织物的表面毛羽可干净去除，表面光洁，毛效提高，白度提升，手感光滑柔软，但顶破强力有下降。

徐爱玲等人，先使用艾叶提取液染色，再使用65g/L无甲醛树脂Arkofix NZF、7g/L的六水合氯化镁配置成pH约5的处理液，浸渍轧压莫代尔家纺面料，后在150℃焙烘2分钟，织物起毛球达到4.5级，皂洗牢度提高[12]。

1.2.2 莫代尔纤维织物的色牢度研究

莫代尔纤维织物除常规活性染料染色外，还可配合植物染料染色，以及使用数码印花。而无论是活性染料染色牢度、植物染料染色牢度和印花色牢度，都是生产需重点关注的方向。

陈镇等人，对活性染料染色莫代尔爽棉织物的工艺进行优化，使用35g/L的元明粉，15g/L的纯碱，在55℃条件下保温固色60分钟，所得染色织物湿摩擦牢度、沾棉等色牢度得到提升，K/S值较好，匀染性好，缸差小[13]。

陈室全等人对天然植物染料染色莫代尔混纺面料进行了研究，缩短了染色时间50%，提高混纺面料0.5级的染色牢度，降低能耗，生产成本降低2010元每吨布，生产效率有50%提升[14]。

对于莫代尔纤维织物的数码印花，其印花颜色深度和亮度，经实验发现，随预处理使用烧碱的质量分数的增加而提高，质量分数达3%，颜色深度和亮度最大[15]。同时预处理使用烧碱，印花莫代尔织物的柔软性、滑爽性得到提高，抗起毛球、色牢度无影响，织物撕破和拉伸强力无显著损失[16]。

1.2.3 莫代尔纤维面料的生产改善

莫代尔纤维在生产中会遇到一些问题，例如莫代尔氨纶织物生产过程中易产生折痕[17]。

彭志忠等人研究了锦纶/莫代尔纤维交织的弹力针织物的染整工艺，发现在生产过程中为避免色花、折痕等品质问题产生，需严格控制前处理、染色、后整定型的工艺参数、配方及需特别留意加工条件，可采用两浴两步法染深色及亮色，一浴两步法染中深色及中色[18]。吴荣等人对莫代尔的交织面料先使用丝光水洗，而后采取开纤处理，再进行在砂洗机中加入生物酶进行超纤化处理切割，接着染色及后处理，得到高强高色牢度、有绒毛触感、抗起毛球性好的莫代尔面料[19]。

2 莫代尔纤维纱线开发应用

目前对莫代尔纤维纱线的应用有很多，主要有莫代尔混纺纱工艺开发技术、莫代尔色纺纱工艺开发技术、细特莫代尔及其混纺色纺纱的开发应用、功能性莫代尔纤维纱线技术等研究应用。

2.1 莫代尔混纺纱的开发

莫代尔混纺纱的开发主要目的在混纺纱中凸显莫代尔纤维的特有性能，良好的抗起毛球性、吸湿排汗性、手感柔软及兼具丝一般的光泽。而在纺纱技术中主要难点在于平衡混纺纱各组分的优势，尤其是在3个及以上纤维成分的混纺纱上，其次就是技术革新，改善纺纱工艺、设备，提升莫代尔混纺纱的优异性能。

多种纤维进行混纺，王福华等人采用中空纺纱技术，与珍珠纤维层混纺，得到强度高、韧性好、蓬松柔软、手感丝滑、触感舒适、保暖透气、挺括凉爽、兼具保健、防紫外线的莫代尔包珍珠纤维中空纱[20]。徐国庭开发了棉、羊毛、腈纶、莫代尔四合一混纺纱，所纺纱纤维间性能互补，兼具各类纤维的优势特点的综合性混纺纱[21]。陈庆华等人将莫代尔纤维、海藻纤维先进行盘混，再与棉纤维、涤纶短纤进行混纺，制备出莫代尔涤纶精棉海藻纱[22]。肖建波等人将远红外抗菌功能晶体嵌入在羊绒纤维鳞片层所得到的羊绒纤维与舒弹丝、莫代尔纤维进行混纺，改善改造了纺纱设备，得到具有良好持久抗菌性、保暖性的莫代尔混纺纱线，其抗起毛球性得到提升。相比普通莫代尔纱线，增加了抗菌保暖功能，同时莫代尔纤维提升了混纺纱的抗起毛球性[23]。

在纺莫代尔及其混纺纱时，需对各组分纤维的性能特点进行充分分析与评估，充分混合各纤维组分，对混合方式、专建器材的使用、工艺、流程进行针对性优化，控制混纺比，全流程清花，降低精梳打手速度，设置合理的牵伸倍数、捻度、转速，增大隔距，做好隔离、清洁，以便得到成纱质量较好的莫代尔混纺纱[24－25]。例如，陈理等人分析了甲壳素纤维、莫代尔纤维、粘胶纤维的动静摩擦因素、断裂强度等，采用充分混合、流程短、速度低、少打多松、隔距大、定量清等技术措施，成功开发出柔软舒适、抗菌抑菌的“32S/1莫代尔/甲壳素70/30MVS纱”[26]。黄仲丽等人也是如此流程开发出“40S/1莫代尔/腈纶/羊绒蛋白50/30/20紧密赛络纺纱”[27]。

2.2 植物染料染色莫代尔纤维的色纺应用研究

天然植物染料环保无毒害[28]，配合天然环保的莫代尔纤维，更是绿色环保的纺织产品。因此，莫代尔纤维的天然植物染料染色也是近年来备受欢迎的研究方向。但莫代尔纤维经植物染料染色后，纤维表面会形成固体颗粒，摩擦因素、质量比电阻均大于未染色的莫代尔纤维，纺丝易产生缠绕现象，降低纤维的可纺性[29]。因此，对天然植物染料染色莫代尔纤维的色纺纱需进行深入研究。

李洋等人在43℃条件下，使用0.67W/cm2的超声波功率密度，超声波处理22分钟可明显去除茜草植物染料染色后纤维表面的颗粒附着物[30]。李秀秀等人在莫代尔纤维的茜草染料染色时，加入1%o.w.f的三元共聚聚硅氧烷柔软剂进行养生处理，莫代尔色纤维的可纺性提高，混纺时，莫代尔色纤维的混纺比例得到增加[31]。

王前文使用超声波提取大黄染料染色modal纤维和牛奶蛋白纤维，染色后两种纤维间的抱合力小、表明光滑，蓬松度和纤维强度略有下降，于是对纺纱过程进行技术攻关，优化纺纱工艺，改善纤维间抱合力，纺纱后改善了纤维强力染色后降低的问题，并提升了成纱的蓬松度，同时纺纱过程中的静电、纤维缠绕、棉网漂浮等问题得到改善，条干均匀，所纺混纺色纱吸湿放湿透气性好、细腻滑爽、柔软轻盈有光泽、亲肤无毒害[32]。

综上所述，随着课程改革的推进，中学语文教学也需要做出改变，重视语文教学创新实践，加强实践措施的应用，不仅有利于语文教学质量的提升，还可以促进中学语文教学的可持续发展。

张玉清等人使用三种植物染料(姜黄、茜草、靛蓝)染色莫代尔，并将莫代尔色纤维与本色莫代尔纤维进行两步混合纺纱，优化前纺工艺，对并条、粗纱、细纱所用胶圈胶辊的处理形式、硬度进行改善优化，所纺色纱品质得到提高，生产效率提升[33]。

2.3 功能性莫代尔纤维纱线的开发应用

2.3.1 吸湿排汗纱线的面料开发

莫代尔纤维具有较好的吸湿性，是贴身面料的良好选择。故开发出具有吸湿排汗的功能性莫代尔纱线也是消费者及市场的必然选择。

曾军堂等人采用经交联处理具有良好的孔结构的环糊精和氧化微晶纤维素，并与竹炭粉共同在莫代尔面料外层进行整理，整理后莫代尔面料吸湿排汗，体表干爽、不粘身，且具有凉感[34]。

何根弟在莫代尔长丝外混纺竹原纤维、导电纤维，由棉麻纤维、蓬松保暖纤维、蓄热保暖纤维组成的保暖层，涤纶长丝纤维，开发出具有吸湿排汗透气的莫代尔纱线，同时纱线还有保暖抑菌、亲肤舒适的性能[35]。

2.3.2 抑菌纱线面料开发

随着社会生活的发展，抑菌抗菌的面料深受消费者喜爱，尤其是贴身使用的莫代尔面料，能抑制不良细菌的生长，深受消费者喜爱。

程丹彤通过电子辐照莫代尔纤维，再将苏门树脂酸、白桦脂酸、戊二醛与其进行共聚，在纤维表面发生接枝反应，使得莫代尔纤维具有亲肤抗菌抑菌性能[36]。

曹维维等人将莫代尔纤维和经γ－氨丙基三乙氧基硅烷改性的石墨烯－氧化锌纳米改性聚酯纤维混纺得到莫代尔改性纱，再将莫代尔、甲壳素纤维、罗布麻纤维、竹纤维混纺得到四组分的莫代尔纱线，前者作为面料的前后层，后者形成织造为面料的夹层，开发出具有抗菌、较好强力的莫代尔面料[38]。

2.3.3 阻燃功能性纱线面料开发

为改善防护服的穿着舒适度，部分防火面料也会用到阻燃莫代尔面料，因此研究具有阻燃功能性的莫代尔纱线面料也显得十分重要。

王云龙等人在铈离子条件下，将丙酮处理的莫代尔纤维和丙烯酸发生接枝反应，后碱化、铝化，得到丙烯酸阻燃莫代尔纤维，所织面料具有31.3%极限氧指数[39]。

王晓雷等人将阻燃黏胶纤维与莫代尔纤维进行混纺，所纺纱线捻度均匀、强力适中、回潮率好，所织纬平针和双罗纹织物均具有良好的透湿性、透气性和力学性能，后者阻燃性优于前者[40]。

赵阿卿等人先进行抗静电预处理芳纶1414纤维与莫代尔纤维，并按35∶65进行混纺，纺纱时速度降低、张力减小、增大圈条速比、缩短隔距、加大道夫与剥棉罗拉速比、降低梳棉棉网的张力牵伸，所纺混纺纱满足梭织阻燃防护服所需性能要求[41]。

2.4 细特莫代尔纤维的应用开发

莫代尔纤维虽然具有很多优异性能，随着社会生产的发展，消费者的穿着追求细特莫代尔也得到消费者喜爱，然而细特莫代尔长度比化纤短、细度细、纤维间抱合力较差、体积比电阻稍大，可纺性较差，于是细特莫代尔纤维的纺纱技术也开始被研究应用。包括细特莫达尔混纺纱、细特莫代尔色纺纱等。

改善细特莫代尔色混纺针织纱需要对混纺比例方法、原料的选择、纺纱工序进行优化，采用精梳联、智能化多电机驱动的悬锭式粗纱机、具有自调匀整装置的并条机，赛络集聚纺技术、上蜡的应用，减少纱线毛羽、提高成纱条干均匀度、缩短纺纱流程[42－43]。

曾令玺等人对超细莫代尔的纺纱技术进行了研究，采取开清棉短流程工艺，优化设置梳棉工艺，采用带自调匀整的并条机，加大粗纱定量与捻系数的设计，采用赛络集聚纺纺纱技术，控制车间相对湿度55%～60%、温度在25℃～28℃，纤维损伤降低、条干不匀、条子重量不匀得到大幅改善，粗纱断头、意外牵伸、毛羽减少，纱线强力、光洁度得到提升，成纱品质满足高档针织用纱要求[44]。

3 莫代尔纤维面料开发应用技术研究

3.1 莫代尔纤维贴身面料及家纺面料应用

莫代尔纤维由于其具有贴身的舒适性，吸湿性强，故大多会选用在贴身贴肤面料，如内衣、家居服、家纺用品，消费者使用过程中会感受到吸湿透气、平整光洁。例如，刘云等人将莫代尔与莱麻纤维混纺，并应用在了无缝内衣的生产上[45]。

奚斌等人对莫代尔纤维进行改性，并将改性后的莫代尔纤维与莫代尔纤维进行混纺，织成面料染色，由于染色时改性莫代尔上色快，煮碱时改性莫代尔不掉色、莫代尔纤维掉色，所生产面料具有异色效果，同时具备莫代尔纤维的风格，天然环保，适合童装、贴身服装[46]。

周文江等人使用100%莫代尔纤维织成梭织人字纹面料，并应用在长袖开襟家居服上，面料平整光洁、吸水透气、柔软有光泽、吸湿柔滑，色牢度好，面料所设计的家居服外穿性提升、舒适性增强，贴身干爽透气[47]。

蔡永东等人使用莫代尔纤维、麻赛尔纤维、棉纤维混纺，所织面料经生物酶处理、轻磨毛整理，所得面料具有优异的仿毛效果，同时具有吸湿速干、防霉抑菌、尺寸稳定、生态环保的性能，是高档仿毛家纺面料的不二之选[48]。

3.2 莫代尔纤维弹性面料应用

莫代尔纤维与氨纶等进行配合织布所形成的面料弹性好，适合应用于一些新的产品上，例如弹力牛仔系列、MODAL弹性运动系列等。

刘振波等人使用棉/粘胶/莫代尔50/30/20SIRO竹节纱为经纱，棉包氨纶为纬纱，经过上浆、染色、织造、整理等生产出穿着舒适、弹性伸长及回复较好，受客户喜爱的混纺弹力牛仔织物[49]。

王福华等人将蚕丝和天丝一次交替排列作为S捻经线，莫代尔为纬线，混织为平纹表层面料，里层则是莫代尔棉混纺为经线、PTT为纬线，混织为里层平纹面料。表层里层面料合为双层面料，表层面料具备仿真丝效果，柔软爽滑、轻薄透气、强度高、悬垂性佳、亮丽，里层面料吸湿透气、亲肤贴身舒适、有弹性保形性好[50]。

单新伟采用莫代尔短纤与三醋酯纤维长丝复合，并与氨纶复合制备出莫代尔/三醋酯弹力针织面料，该面料色牢度佳、手感柔软滑爽、接触冷感、吸湿速干、光泽柔和自然、颜色鲜艳亮丽、有透明感、悬垂性好，适用于春夏高端面料[51]。

3.3 其他应用

莫代尔纤维在新型针织罗纹的复合面料也有应用。陈刘旭等人在混合面料层侧壁上的罗纹凸起上添加了莫代尔纤维花型，同时莫代尔线在混合面料层一、混合面料层二的内部都有，莫代尔花型和莫代尔线的添加，面料的质感、手感得到提升[52]。胡玉琴等人对莫代尔面料的无针缝热压粘合工艺进行研究，发现在热压粘合时，不加湿及给予适当压力可改善剥离强力、色牢度和柔软度，最合适温度为120℃～160℃[53]。

4 展望

莫代尔纤维在目前内衣及贴身服装领域已成为较常用纤维原料之一，但高档莫代尔面料的开发，仍面临一些技术难关尚未攻克。莫代尔纤维相较于普通粘胶，其原料成本较高，在一定程度上限制了莫代尔纤维在快销、休闲面料中的大量应用。随着未来纺纱技术的不断攻关、染色技术的不断提升、生产品质的不断加强，莫代尔纤维面料的开发也会不断增加。相信越来越多的适合我们需求的莫代尔面料产品能走进我们的社会生活，绿色环保的莫代尔纤维也会越来越受到大家喜爱。