全 文 ：2014年第 5期 针织原料
牛角瓜纤维是近年来发现和
种植的一种新型天然植物纤维。它
以独特的纤维性能成为 21 世纪国
内外纺织业具有原创意义的新型
材料，对于纺织业与生物医药业具
有开拓性意义。它将成为继棉花纤
维之后，又一广泛具有种植和应用
意义的新型绿色天然植物纤维，由
此应运而生的产业具有广阔的发
展潜能与空间，本文就其在针织领
域的应用作初步探讨。
1 牛角瓜概述
1．1 命名
Calotropis gigantea L．（牛角瓜），
拉丁学名为 Apocynaceae， 又名五
狗卧花（广东崖县）、断肠草（广东）、
哮喘树、羊浸树（云南）等。 被子植
物门，双子叶植物纲，龙胆目，隶属
萝藦科。牛角瓜，属直立灌木，生于
低海拔 1 700 m 以下向阳山坡、旷
野瘠地、江滩海岸、半干旱与干旱
牛角瓜纤维及其在针织领域应用初探
作者简介：方国平（1948—），男，副总经理，高级经济师。 主要从事针织新材料新面料的研究工作。
方国平 1，胡惠民 2
（1.上海帕兰朵高级服饰有限公司，上海 200081；
2.上海魔树生物科技有限公司，上海 201803）
摘要：介绍近年发现和种植的新型天然植物牛角瓜及其纤维的基本概况、形态特征、主要性能及应
用范围，并与棉纤维各项性能指标进行详细对比分析。 重点探讨牛角瓜纤维在针织圆机、针织横机、无缝
针织机及袜机上的应用情况，并对试织的4种针织面料主要质量指标进行测试与分析。 结果表明，牛角瓜
纤维具有相对密度小、中空度高、抑菌、不染色等特点，适合生产既吸湿发热又保暖的有机、绿色环保生态
中高档针织产品，具有广阔的应用前景。 但是关于牛角瓜纺纱工艺应做进一步研究，并且应尽快制定牛
角瓜纤维及其相关产品的检测标准。
关键词：牛角瓜纤维；天然植物纤维；中空度；抗菌性；吸湿发热；保暖；针织面料
中图分类号：TS 182+.9 文献标志码：B 文章编号：1000-4033（2014）05-0026-05
AkundFiberandItsApplicationinKnitting
Fang Guoping1， Hu Huimin2
（1.Plandoo（Shanghai）Fashion Co.， Ltd.， Shanghai 200081， China；
2.Shanghai Moshu Biological Technology Co.， Ltd.， Shanghai 201803， China）
Abstract：Based on the introduction of the general situation， shapes characteristics， main performance and ap-
plied range of the new kind of natural plant Calotropis gigantea L. and akund fiber， the paper studies the applica-
tion of akund fiber on circular knitting machine， flat knitting machine， seamless knitting machine and hosiery ma-
chine， and also tests and compares the major properties of the four kinds fabrics. The results show that the akund
fiber has light relative densities， high hollowness， excellent anti-bacterial and non-staining properties， which is suit-
able for developing the high-grade knitted products with moisture absorption and heat-generating properties， thermal
comfort properties， green and environment-friendly properties. But the spinning technology of akund should be given
for further research and application， as well as the testing standard of akund fiber and its knitting products.
Key words：Akund Fiber； Natural Plant Fiber； Hollowness； Anti-bacterial Properties； Knitted Fabric； Testing
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2014年第 5期针织原料
图 3 牛角瓜生长图
地区，耐盐碱与干旱，生长迅速。其
果实形状如牛角， 故得名牛角瓜，
是近年来发现的非常有潜力的能
源植物之一［1］。外观如图 1所示，其
副花冠酷似 5 只小狗， 如图 2 所
示，形象逼真，令人惊奇。
该科设有 6 种，广泛分布于亚
洲和非洲的热带亚热带地区。我国
盛产其中的两种， 一种为牛角瓜，
分布于海南、广东、四川和云南，另
一种为 Calotropis procera L．（白花
牛角瓜），在广东、广西、云南有零
星分布。
1．2 性状
牛角瓜生长描述如图 3 所示。
牛角瓜高可达 3 m（见图 3a），单枝
丛生，蓬径 2～6 m，根粗色白，茎干
粗壮，有厚木栓质；全株具乳汁（见
图 3b），枝圆柱状，被灰白色绒毛；
叶对生，几近无柄，叶子呈倒卵状
长圆形（见图 3c），两面被灰白色绒
毛；花小，黄白带紫色，聚伞花序伞
形状，副花冠的鳞片成五，着生在
雄蕊的背部； 蓇葖通常单生， 短、
粗、厚；种子有种毛。花果同期，集中
于 8～10 月，果实纤维 2．5～3．5 cm，
色白光泽亮，纤维刚性。
1．3 用途及功能
a． 牛角瓜属于热带石油植
物，从其茎、叶中提炼出的白色乳
汁， 所含碳氢比例与原油相近，可
用来开发液体燃料和有用化学品。
b． 牛角瓜具有广泛的药用价
值，其根、茎、叶、果及各部位的白
色汁液有毒，含牛角瓜甙等多种强
心甙和牛角瓜碱，均可药用，具有
抗菌、消炎、驱虫、化痰、解毒等作
用，用于哮喘、咳嗽、麻疯病、溃疡、
痔疮、肿瘤等疾病的治疗，茎皮可
治癞癣及梅毒。
c． 乳汁可提炼树胶原料，还
可制鞣料及黄色染料，茎皮纤维坚
韧 ，可制作人造棉 、造纸 ，以及绳
索、麻布和麻袋等，种毛可用于丝
绒原料及填充物。
d. 牛角瓜植物油脂含量为
4．7％左右，热值与原煤接近。
1．4 种植及意义
牛角瓜一般种植在热带和亚
热带地区的荒山野坡、 旷野瘠地、
江滩河岸、 干旱和半干旱地区，不
仅不占用耕地，而且还能充分利用
不宜耕种的荒地。牛角瓜是多年生
植物，常年开花结果，每年能收获
多次。 种植成本较棉花明显低廉，
是一种有广泛种植价值、成本低廉
的经济作物。 如科学合理地开发，
将对当地农业经济的发展具有非
常积极的推动作用［2］。
2 牛角瓜纤维性能研究
akund（牛角瓜纤维）是从牛角
瓜种子上生长出来的，属天然植物
纤维。 其成分基本上由纤维素组
成，与现在大量种植和使用的原料
纤维棉同属于天然植物种子一次
性生成纤维，与逐步应用于家纺填
充原料的木棉纤维同属，是一种亟
待开发和极具利用价值，具有广阔
经济效益和社会效益的新型种植
天然纤维。 牛角瓜纤维外观如图 4
所示。
2．1 形态与结构
牛角瓜纤维主要成分为：全纤
维素 69％，α－纤维素 49％，木质素
23％，灰分 3．8％。
牛角瓜纤维形态结构如图 5
所示。 纤维色本白偏黄，纵向外观
呈圆柱形（见图 5a），表面光滑，几
乎没有转曲，梢端较细，顶端封闭
（见图 5b），中段较粗，末端开口（见
图 5c）, 横向截面为圆形或椭圆形
的大中空管壁（见图 5d）。管壁厚薄
图 1 牛角瓜外观形态
（a）灌木图 （b）树株具乳汁图 （c）倒卵状长圆形叶子
图 4 牛角瓜纤维外观图
图 2 牛角瓜 5 狗卧花图
（a）牛角瓜花 （b）五狗卧花 （c）五狗卧花心
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2014年第 5期 针织原料
表 1 各试剂对牛角瓜纤维的溶解情况
试剂
溶解情况
5 min 15 min 30 min
75%硫酸（40 ℃） 部分溶解 溶解 溶解
59.5%硫酸（40 ℃） 部分溶解 部分溶解 部分溶解
甲酸-氧化锌（40 ℃） 不溶解 部分溶解 部分溶解
甲酸-氧化锌（75 ℃） 部分溶解 部分溶解 部分溶解
80%甲酸（常温） 不溶解 不溶解 不溶解
20%盐酸（常温） 不溶解 不溶解 不溶解
1 mol/L 次氯酸钠（常温） 不溶解 不溶解 不溶解
DMF（95 ℃） 不溶解 不溶解 不溶解
65%硫氰酸钾（75 ℃） 不溶解 不溶解 不溶解
冰乙酸（20 ℃） 不溶解 不溶解 不溶解
冰乙酸（沸） 不溶解 部分溶解 部分溶解
2.5%氢氧化钠（沸） 不溶解 部分溶解 部分溶解
5%氢氧化钠（沸） 不溶解 部分溶解 部分溶解
图 5 牛角瓜纤维形态结构图
仅 0．6～1．2 μm，直径达 20～28 μm，
腔宽壁厚的比值达 26， 中空度达
80％~90％。
纤维长度 20．0～40．5 mm，平均
长 度 34．175 mm， 标 准 偏 差 为
4．249 3。纤维细度 15～22 μm，平均
细度 17 μm 左右， 接近羊绒细度。
相对密度 0．38 g/cm3， 单纤维相对
密度是棉的 0．3倍左右。
纤维结晶度为 34．07％， 明显
小于棉纤维。显然，木质素、半纤维
素和蜡质等无定形成分导致了其
结晶度的降低。
2．2 热性能
牛角瓜纤维在 250 ℃左右开始
降解， 而棉纤维在 270 ℃左右开始
降解，半纤维素的热分解温度最低，
而木质素的热稳定性能最好， 同时
较多的结晶结构有利于改善纤维素
的热稳定性。 牛角瓜纤维中较低的
结晶度和含量较高的半纤维素，是
其热稳定性偏低的主要原因。
2．3 吸湿性
牛角瓜纤维回潮率为13．49％，
比棉 （8％～13％ ）略高 ；含水率为
11．88％，比棉（10％）略高。
2．4 机械性能
牛角瓜纤维的线密度为 0．93～
0．97 dtex，比棉（1．43～2．22 dtex）低；
断裂伸长为 2．6％，比棉（3％～7％）
低，而断裂强度（干态）3．42 cN/dtex，
与棉（2．6～4．9 cN/dtex）基本相同。
2．5 化学性能
牛角瓜纤维具有较好的化学
性能，耐酸性好，常温下稀酸对其
没有影响。各试剂对牛角瓜纤维的
溶解情况见表 1。
2．6 与棉纤维性能对比
牛角瓜纤维与棉纤维，同样是
天然植物一次生成纤维，其形态结
构、物理性能、化学性能对比结果
见表 2。由表 2可知，牛角瓜纤维具
有较强的抗菌能力，抗金黄色葡萄
球菌率达 99％，而棉纤维几乎没有
抗菌能力。
2．7 小结
由此可知，牛角瓜纤维性能特
点概述如下：
a． 牛角瓜纤维木质素和半纤
维素含量较高；
b． 牛角瓜纤维壁很薄， 横截
面圆形或椭圆形大中空管壁，中空
度达 80％以上， 纵向呈圆柱形，光
滑，不转曲；
c． 牛角瓜纤维密度低， 相对
密度小，仅是棉的 0．4～0．5倍；
d． 牛角瓜纤维线密度小，与
山羊绒线密度接近；
e． 牛角瓜纤维长度与细绒棉
相当，甚至超过细绒棉；
f． 牛角瓜纤维结晶度明显小
于棉纤维；
g． 热分解温度低于棉纤维；
h． 牛角瓜纤维回潮率、 含水
率略高于棉纤维，线密度、断裂伸
长比棉纤维低，断裂强度与棉纤维
基本相同；
i． 牛角瓜纤维具有较好的化
学性能，耐酸性好，常温下稀酸对
（a）纵向形态图 （b）梢端图
（c）末端图 （d）单纤维横截面图
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2014年第 5期针织原料
表 2 牛角瓜纤维与棉纤维各项性能指标对比
项目 棉纤维 牛角瓜纤维
成分及含量 纤维素 97% 纤维素 69%、木质素 23%、半纤素 8%
腔宽、壁厚比值 2.1 26.0
纤维长度/mm 23.000～33.000 34.175
中空度 胞壁厚、胞腔小 80%～90%
纤维细度/μm 15～22，平均 17
结晶度/% 56.00 34.07
热性能/℃ 270 250
密度/（g·cm-3） 1.54 0.38
线密度/dtex 1.43～2.22 0.93～0.97
断裂强度（干态）/
（cN·dtex-1）
2.60～4.90 3.42
断裂伸长率/% 3.0～7.0 2.6
回潮率/% 8.00～13.00 13.49
含水率/% 10.00 11.88
形态
圆柱形，表面平滑不显转曲、梢端细、
顶端封闭、中段粗、末端开口
圆形或椭圆形大中空管壁
纵向：扁平带状有天然转曲
横截面：腰圆形有中腰
其无影响；
j． 有抗菌效果 ， 抑菌率达
99％；
k． 牛角瓜纤维种植不占用耕
地，种植成本低。
3 牛角瓜纤维的优点和不足
3．1 优点
从上述判断中，可以分析出牛
角瓜纤维具有其他天然纤维所不
具备或明显优于其他天然纤维的
独特优点：
a． 中空度相当高， 适合制作
保暖面料或絮料；
b． 相对密度小， 为高档保暖
服饰提供极佳的轻质材料；
c． 色泽光亮， 手感柔滑，软
糯，可与羊绒媲美，是制作高档纺
织品的新型材料；
d． 色米白略带浅黄， 可不染
色，能做绿色或有机产品；
e． 吸湿含潮率高， 是制作吸
湿发热和保暖型纺织面料的极佳
材料。
3．2 不足
牛角瓜纤维的缺点如下：
a． 相对密度小， 给可纺性带
来了一定难度；
b． 没有转曲，呈刚性，易使织
物缺乏柔性；
c． 热分解温度较低， 对热定
形工艺可能会提出新的要求。
牛角瓜纤维以上 3 点不足带
来的主要问题是在纤维的可纺性
上。只要解决纺纱过程中由于其相
对密度小且呈刚性而造成的抱合
力差、易飞花、湿度难控制和成条
困难等因素， 就能根据纤维的特
点，纺制出适合产品性能和应用需
要的纱线来。
4 牛角瓜纤维在针织领域的应用
牛角瓜纤维是一种纯天然的
纺织新材料， 对纺织行业而言，它
的应用范围应该是相当广泛的。本
文仅针对牛角瓜纤维在针织领域
的应用，进行初步探索，同时对涉
及的纺纱染色等领域一并作初步
而有益的尝试。
4．1 牛角瓜纱线
4．1．1 赛络紧密纺纱
进行赛络紧密纺试验， 与棉混
纺，混纺纱线密度为 14．5 tex（40S）。配
比分别为：40％牛角瓜纤维、60％长
绒棉；30％牛角瓜纤维、70％长绒棉。
4．1．2 环锭纺纱
进行环锭纺试验， 与棉混纺，
纺制两种纱线如下：混纺纱线密度
为 18 tex（32S），配比为 70％牛角瓜
纤维、30％精梳棉； 混纺纱线密度
为 18 tex×2（32S/2），配比为 70％牛
角瓜纤维、30％精梳棉。
根据要求上述两种纺纱工艺
均试纺成功，但纺纱过程中，都碰
到由于牛角瓜纤维相对密度小而
产生飞花、抱合力差、成条困难、易
缠绕皮辊和罗拉的问题。在该纤维
规模应用时， 克服上述诸问题，应
是牛角瓜纤维纺纱创新技术和创
新工艺的重大课题。
在试纺上述两种纱线的过程
中， 已摸索到一些关键技术和工
艺，对今后的规模生产和应用将起
到重要的指导意义。
4．2 牛角瓜针织面料
4．2．1 圆机面料
采用两种不同配比的纱线在
针织大圆机上做织造试验 。 用
14．5 tex 的 40％牛角瓜纤维 、60％
棉赛络紧密纺纱线， 编织棉毛布，
克质量 230～250 g/m2； 用 14．5 tex
的 30％牛角瓜纤维、70％棉赛络紧
密纺纱线，编织小毛圈结构，克质
量 230～250 g/m2。
然后，用棉的染色定形方法进
行漂染。染色定形后这两种不同配
比的光坯面料，其外观均显示如下
特点：色泽亮丽，亮丽中有淡淡的
浅浅的毛绒感；手感柔软，似乎柔
滑中带有一丝韧度； 有肉弹性，在
触摸中隐隐透出缕缕暖意。
两种圆机面料主要的质量指
标测试数据见表 3。
4．2．2 横机面料
用配比为 70％牛角瓜纤维 、
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2014年第 5期 针织原料
表 3 牛角瓜针织面料的质量指标30％精梳棉环锭纺 18 tex×2 纱线
在针织横机上做试验，双股纱稍加
倍捻后， 在 16 针/25．4 mm 的横机
上织造。 成衣后，分不染色和染色
两种情况处理 ，结果为 ：不染色 ，
只做落水处理，成衣色浅黄，明显
轻 ，手感柔软 ，有蓬松弹性感 ；染
色成衣 ，色泽鲜艳光亮 ，明显轻 ，
手感柔软，蓬松有弹性。 两种横机
面料主要的质量指标测试数据见
表 3。
4．2．3 其他针织面料
在针织无缝单面机和双面机
（主要是意大利圣东尼 SM－8 和
SM－9 机型） 上也进行新型面料的
开发尝试，取得了与横机基本相同
的结果。另外，在袜机上，主要是粗
针 96～108 针/25.4 mm 单针筒和双
针筒机上均做了试验，并分别进行
染色和不染色试验，结果与上述试
验无太大差别。
4．2．4 抗菌检测
不论是圆机面料，还是横机面
料，均做针织品抗菌检测，测试结
果见表 4。
4．3 小结
a． 经试验 ，14．5 tex 纱线和
18 tex 纱线织成的不同结构针织
品， 其吸湿发热性能无明显区别，
但都明显超过了吸湿发热内衣的
标准指标。
b． 赛络紧密纺纱线与环锭纺
纱线，各自所制成的针织面料其保
温率大相径庭， 环锭纺纱线面料
（克质量明显低） 保温率高于赛络
紧密纺纱面料的，大大高于保暖内
衣的保温率标准（≤30％）。
c． 顶破强力和透气率与其织
物克质量有一定内在联系，即面料
克质量大的，其顶破强力和透气率
指标高，相反就低。
d． 在透气率相当高、 面料克
质量相对较轻的条件下，该纤维面
料的吸湿发热性和保暖性能仍能
保持优良水平。
e． 牛角瓜纤维具有良好的抗
菌性能，可制造具有抗菌作用的针
织品包括内衣、内裤、袜子毛巾及
床上用品等。
f． 牛角瓜纤维是较好的纺织
轻质新材料，完全能开发出高级轻
质绿色有机针织产品。
5 结论
5．1 牛角瓜纤维是一种新型天然
的植物纤维，完全适用于针织领域
的研发和生产。
5．2 牛角瓜纤维具有相对密度小、
中空度高、能抑菌、不染色等显著
特点，非常适合生产既吸湿发热又
保暖的有机、绿色环保的中高档针
织产品。
5．3 牛角瓜纤维需进一步研发应
用， 尤其在纺纱技术和纺纱工艺
上应深入研究。 根据其中空度高、
相对密度小的特点， 研发出发挥
其优势的纱线来， 满足发挥其优
势功能的产品和市场的需求。
5．4 应制定牛角瓜纤维的鉴别标
准、纤维标准及各种纱线和产品的
相应标准。
5．5 还需在针织及其他纺织领域
进行广泛深入地研究开发，使之成
为针织行业及其他纺织行业的又
一新型天然的纺织新材料。
参考文献
［1］费魏鹤，胡惠民，李璇，等.牛角瓜纤
维的结构与性能研究［J］．中国纤检，2011
（7）：80-83.
［2］中国科学院华南植物研究所 .海南
植物志：第 3 卷［M］．北京：科学出版社，
1974．
收稿日期 2014 年 3 月 11 日
指标
克质量/（g·m-2） 250 250 180 180
pH 值 7.2 7.2 7.5 7.0
无 无 无 无
抗起毛起球等级/级 4 4～5 4～5 4
顶破强力/N 425 253 150 150
透气率/（mm·s-1） 368 215 980 900
保暖率/% 27.02 22.95 39.00 37.80
吸湿发热升
温值/℃
最高升温值 6.2 6.7 6.4 6.3
30 min 内平均升温值 3.1 3.5 3.4 3.3
耐水洗色牢
度等级/级
变色 4～5 4 5 4～5
沾色 4 4 5 4
耐皂洗色牢
度等级/级
变色 4 4 5 4
沾色 4 4 5 4
耐汗渍色牢
度等级/级
变色 4 4 5 4
沾色 4 4 4～5 4
耐摩擦色牢
度等级/级
干摩 4～5 4 5 4～5
湿摩 2～3 2～3 4～5 2～3
棉毛布 小毛圈布 不染色横机布 染色横机布
甲醛含有情况
金黄色葡萄球菌 99 97 90 具有抗菌效果
大肠杆菌 99 97 90 具有抗菌效果
洗涤 10 次 洗涤 30 次 洗涤 50 次
菌种
抗菌率/%
抗菌效果评价
表 4 牛角瓜针织面料抗菌检测结果
30· ·