化纤纺丝基础知识

更新时间:2020-09-13 01:11 作者:william威廉希尔

  将纺丝流体,用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头或喷丝板的毛细孔中挤出而成液态细流,再在空气、水或凝固浴中固化成丝条的过程称为纺丝或纤维成形。刚纺成的丝条称为初生纤维。纺丝是化学纤维生产过程中的关键工序,改变纺丝的工艺条件,可在较大范围内调节纤维的结构,从而相应地改变所得纤维的物理机械性能。

  按成纤高聚物的性质不同,化学纤维的纺丝方法主要有熔体纺丝法和熔液纺丝法两大类,此外,还有特殊的或非常规的纺丝方法。其中,根据凝固方式的不同,熔液纺丝法又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。在化学纤维的生产时,多数采用熔体纺丝法生产,其次为湿法纺丝生产,只有少量的采用了干法或其他非常规纺丝方法生产。

  熔体纺丝法是将纺丝熔体经螺杆挤压机由纺丝泵定量压出喷丝孔,使其成细流状射入空气中,并在纺丝甬道中冷却成丝。目前,熔体纺丝法的纺丝速度一般为1000~2000m/min。采用调整纺丝时,可达4000~6000m/min。喷丝板孔数:长丝为1~150孔,短纤维少的为400~800孔,多的可达1000~2000孔。喷丝板的孔径一般在0.2~0.4mm。

  熔体纺丝法的主要特点是卷绕速度高,不需要溶剂和沉淀剂,设备简单,工艺流程短,是一种经济、方便和效率高的成形方法。但喷丝头孔数相对较少。近年来,我国在消化吸收引进技术的基础上,已发展了低速多孔和高速短程纺,以生产丙纶和涤纶。合成纤维中的涤纶、锦纶和丙纶都采用熔体纺丝法纺丝。

  1. 湿法纺丝 湿法纺丝是将溶液法制得的纺丝熔液从喷丝头的细孔中压出呈细流状,然后在凝固液中固化成丝。由于丝条凝固慢,所以湿法纺丝的纺丝速度较低,一般为50~100m/min,而喷丝板的孔数较熔体纺丝多,一般达4000~2000孔。混法纺丝防得到纤维截面大多呈非圆形,且有较明显的皮芯结构,这主要是由凝固液的固化作用而造成的。

  湿法纺丝的特点是工艺流程复杂,投次大、纺丝速度低,生产成本较高。一般在短纤维生产时,可采用多孔喷丝头或级装喷丝孔来提高生产能力,从而弥补纺丝速度低的缺陷。通常,不能用熔体法纺丝的成纤高聚物,才用湿法纺丝和生产短纤维和长丝束。腈纶、维纶、氯纶和粘胶多采用湿法纺丝。

  2. 干法纺丝 干法纺丝是将溶液纺丝制备的纺丝溶液从喷丝孔中压出,呈细流状,然后在热空气中因溶剂声速挥发而固化成丝。目前,干法纺丝的速度一般为200~500m/min,当增加纺丝甬道长度或纺纺制较细的纤维时,纺丝速度可提高到700~1500m/min。干法纺丝的喷头孔数较少,为300~600孔。

  干法纺丝制得的纤维结构紧密,物理机械性能和染色性能较发,纤维质量高。但干法纺丝的投资比湿纺还要大,生产成本高,污染环境。目前用于干纺丝产生的合成纤维较少,仅醋酯纤维和维纶可用此法。另外,对于既能用于干法纺丝,又能用湿法纺丝的纤维,干法纺丝更适合于纺制长丝。

  1. 复合纤维纺丝法 复合纤维纺丝法是将两种或两种 上不同化学组成或不同浓度的纺丝流体,同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前,两种成分彼此分离,互不混合,在进入喷丝孔的瞬间,两种液体接触,凝固粘合成一根丝条,从而开成具有两种或两种以上不同组分的复合纤维。此法纺制的纤维分为:并列型、皮芯型和散布型等多种。

  2. 异形纤维纺丝 此法是用非圆形喷丝孔,制取各种不同截面形态的异形纤维。常见到形异纤维有三角形、Y型、星形和中空纤维等。

  3. 着色纤维纺丝法 此方法是在化学纤维的纺丝熔体或溶液中加入适当的首色剂,经纺丝后直接制成有色纤维,该方法可提高染色牢度,降低染色成本,减少环境污染。

  此外,还有相分离纺丝法、冻胶纺丝法、乳液或悬液纺丝法、液晶纺丝等纺丝方法。

  摘 要 详细介绍了经编麂皮绒的生产工艺,分析了影响经编麂皮绒产品性能与质量的因素,特别是对绒纱原料、组织结构、及后整理中的起毛、开纤、染色和磨毛工艺等作了详细深入的探讨。

  天然麂皮是美观、时髦和身价的象征,但其价格昂贵,且受到产量的限制,只能满足很小一部分人的需要。仿麂皮则是天然麂皮的理想替代品。

  经编麂皮绒是将超细长丝以经编的加工方式所制得的仿麂皮织物。坯布经过后整理后,手感柔软,既可以直接作为服装用料,制作成茄克服、提包、套装,鞋子等,也可以先进行复合,然后再作服装或其它用途。

  经编麂皮绒的绒纱经过一系列的后整理,能够形成具有粉质感的绒面,呈现“书写效应”,这与绒纱原料的选择有关。作为仿麂皮织物的基布构成应由两方面要求:其一,需要紧密的地组织结构,纤维要求单丝较粗,地组织采用高收缩纤维效果更佳。其二,织物绒面要求选用单丝纤度较细的纤维。仿麂皮织物表面的绒毛根数越多,纤度越细,织物外观仿真感越强,单丝纤度与麂皮绒效果的关系如表1所示。

  从上世纪70年代初到现在,经编麂皮绒所采用的原料也有所改变。80年代以前,麂皮绒绒纱采用的原料是100D/36f的加工丝,地纱是50D/24f的涤纶长丝。现在,我们所选用的绒纱材料一般为超细纤维,如日本或韩国产的海岛型纤维。海岛纤维一般是将两种不同的高聚物通过双螺杆复合纺丝机和专门的喷丝组件进行熔融纺丝,使一种组份有秩序地分布在另一组份中,形成有规则连续的多根超细长丝,海组分溶去后,剩下的岛组分纤维纤度特别小。从理论上来讲,对一定的溶剂,只要海组分易溶,岛组分难溶或不溶就可。但实际应用时还需考虑到溶剂的毒性、挥发性、回收方法设备等诸因素,以前选用聚苯乙烯,污染较重,现在一般选用水溶性聚酯(COPET)为海组分。例如将PET(聚酯)分散于COPET(聚苯乙烯)中。在纤维截面中分散相PET呈“岛”状态而母体聚苯乙烯则相当于“海”的状态。通过后处理把海组份溶解掉,剩下的即单一组分的超细纤维,可制得0.2dtex以下超细纤维,最细可达0.001dtex。海岛型纤维具有较柔软的手感和较好的耐光牢度,可用一种染料进行染色;但织物的硬挺度和膨松度较差。

  另外还有一种桔瓣型的超细纤维,它是由两种不溶混的聚合体形成的,熔体中多股不同成分同时从一个喷丝口出来,经裂离处理后的每根丝纤度极小。桔瓣型超细纤维具有较高的密度、足够的膨松度、较好的硬挺度,无厚重感;但其悬垂性和耐光牢度较差,且不适应印花。

  在绒纱和地纱的选择中,我们要考虑其纤比值。所谓纤比值,即织物的绒纱和地纱的纤度之比。从织物的几何结构看,面纱与地纱的纤比值A可以用下式表示:

  在织物线圈结构不变的情况下,纤比值的变化可引起织物密度的变化,并直接影响绒面的效果。当D1 D2时,则可得到较理想的面绒;反之则差。通过对多种不同规格超细纤维进行编织试验后发现,当K=1时A=1是绒面纤维和地层组织纤维配比的临界点,从理论上讲,D1 值的变化与D2 值的变化成正比。 因此,纤比值A必须大于1,最好在1.5~2内,这样绒面覆盖效果肯定好,所以在实际应用中,应做到A1,D1 D2,L1L2 。

  总之,采用超细纤维为原料的经编麂皮绒织物经聚氨酯整理可使织物产生皮革般的弹性,具有高级麂皮感和“书写效应”。主要表现为:良好的尺寸稳定性,可干洗、水洗、免烫;防蛀、防霉、保管方便;色谱范围广,色泽鲜艳;缝纫性良好;防风透气;色泽柔和;手感丰满等。

  经编麂皮绒的绒面主要由前梳的延展线构成,其延展线通过起毛、染色、剪毛、磨毛等工艺形成短、密、匀、齐的绒毛。如延展线过长,虽容易起毛,但起毛过长,影响产品的成本,成品的身骨也不理想。所以在设计时,不应强求容易起毛,而应从有利于起出短、密绒毛的要求出发,选择适当的绒针组织。绒毛的长度最好以0.1~1 mm为主体。短于0.1mm时容易露底,有损仿麂皮的外观,长于1mm则容易缠乱。

  经编麂皮绒需要有紧密的地组织结构作为,地组织可以是一把梳栉,也可以是两把梳栉,这实际上要根据产品的面密度和成本要求来确定。如果只有一把梳栉时,地纱的选择就需要考虑收缩作用,经预处理,织物门幅要收缩35~45%左右。织物经过拉、剪、磨等后处理,表面起绒经纱被拉断起毛,地纱仍需保持一定的强力,使产品符合着装要求。经编麂皮绒常采用的经绒平组织和经斜平组织如图1所示。另外,如果两把梳栉采用反向垫纱,虽有利于织造,但卷边性严重,不利于起绒加工;两把梳栉采用同向垫纱,则解决了卷边性,利于起毛。同时为了布边更平整,在加工时边上各加一根氨纶丝。

  经编麂皮绒织物上机张力的控制是十分重要的,起绒纱与地纱张力大小控制和后整理设备的选择合理与否,将会影响麂皮绒效果。对麂皮绒织物来讲,前梳纱张力要小,后梳纱张力要大些,但要选择得合适。如张力过大在织造中坯布会出现跳经现象;如起绒纱与地纱张力接近,通过后整理,经绒与地经一起收缩,则起绒经纱在绒面上形成弧度,这样就会造成拉毛和磨毛工艺困难。

  经编麂皮绒整理的一般工艺流程为:白坯→初定型→起毛→剪毛→开纤→染色→热定型→磨毛→成品检验→打卷。

  由于白坯布不平挺、门幅不一,因此在起毛前,必须先进行预定形处理,热定型时温度不能过高,只需将布面的各种皱纹去除,使布面平挺,门幅一致即可。否则超细纤维因受高温影响,结构发生变化而难于起绒。一般温度在155~165℃之间较为适宜,而对于起毛以后的定型温度可适当高些,通常为185~195℃。车速为30m/min超喂较大。坯布直接进行起毛整理,绒面起毛效果比较好、均匀,经染色整理后颜色鲜艳,色光好。

  海岛型超细纤维是在制成织物后把海组分溶解掉,留下岛组分而形成连续不断的超细纤维织物的。因此海组分的溶解性能对经编麂皮绒的效果至关重要。COPET在水中的溶解符合先溶胀后溶解的规律。COPET的组成、结构、分子量及外部条件均对溶解有一定的影响,外部条件对COPET的溶解的影响如图2所示。曲线℃的热水中的溶解。它先以溶解为主;曲线%NaOH水溶液中的溶解情况,它也有一个溶胀溶解过程,但溶胀较慢,溶解最后还有残留物,这可能是由于Na+、OH―离子的存在,破坏了高聚物的溶解平衡,使溶解速度变得较慢,另外NaOH也与聚合物中的一些成分产生了反应,生成了沉淀,曲线促进剂水溶液中的溶解情况,由于在水中加入了1227表面活性剂,因而,水溶性聚酯在溶胀的同时表面也发生了水解,变成小分子而促进了水解的进行,使溶解速度加快。并且可根据不同情况调整NaOH的百分含量来控制溶解速度。

  开纤工艺是在碱性溶液中进行,这对海组分的完全溶解固然有利,但对常规PET岛纤维也产生了水解作用,因而,海岛纤维要达到海组分的完全溶解,其失重率比海组分的比例要稍大一些。如果海组分比例为20%时,海岛纤维的失重率一般控制在22-26%左右,海组分才能完全溶解。一般开纤工艺曲线 染色工艺

  织物经开纤工艺以后,在进行染色以前必须进行充分水洗,水量要大,为使坯布上的碱液要充分中和,先在70℃含醋酸1g/L的溶液中洗10min,然后用清水冲洗,使其PH值在6.5~7这一范围内。如果水洗不足,残留的碱及纤维杂质滞留在布上,易造成染色色花。染色过程除了染上色泽外,对织物的收缩有很大的影响,关系到织物的密度及后道工序。

  在染色工艺的影响因素中,首先是染色温度对仿麂皮的影响。一般涤纶纤维受热影响,其收缩随温度的变化而变化,在80~100℃之间就可获得明显的效果。染色温度在120~130℃。这对增加织物的收缩率和提高密度和蓬松是有利的。

  其次是染色过程中张力对仿麂皮的影响,织物在染色过程中理想状态是纵向和横向受力均匀,但事实上由于织物在染色机内作纵向运动,纵向张力要大于横向。

  有时为使织物具有良好的皮革感进行聚氨酯整理,在溶剂型聚氨酯整理中,溶剂对分散染料有一定的剥色作用,即色变浅,一般色差在0.5~1.5 级左右。因此在确定色泽和染色工艺时,可在正常用量的基础上提高5~10%,另外要严格控制升温速度(60~130℃),保温时间不低于45min,最佳为60min。现在可以用水溶性聚氨酯树脂进行整理。

  磨毛整理是将仿麂皮经编坯布在一定的张力和压力及进布速度的控制下进入磨毛区,在高速转动的砂辊或砂带作用下,使织物起毛面线圈产生断裂而形成具有方向性倒伏的绒毛层。磨毛整理是经编仿麂皮绒生产的重要处理工序,对织物绒面仿真性影响很大。绒毛的长度和覆盖密度主要受以下6个因素的影响:前梳针背垫纱的长度;进布速度;磨毛砂辊的速度;织物与砂辊的接触方式;砂纸砂料的形状和规格;压力辊与砂辊之间的间距

  [注] 伸长率项目:定负荷14.7N;弹性回复率项目:14.7N,反复拉伸次数5次。

  6.1影响仿麂皮产品性能的因素较多,其中纤维直径、纤维种类、基布组织结构、整理剂类型等为主要因素。与这些因素有关的工艺参数要根据产品的最终用途来决定。

  6.2目前麂皮绒织物所用纤维的种类大多为全涤的海岛型超细纤维。超细纤维不仅保持了普通化纤的优良特性,而且具有手感柔软,悬垂性好,仿丝效果佳,适合磨毛加工、舒适性好的优点,采用超细纤维生产的仿麂皮仿线 机号的大小应根据实际用途来选择,以目前厂家多数采用的机号为例,E28仿麂皮布面比较疏松,手感较软,适合直接做服装面料,E32的布面比较紧密,手感相对较硬,适合做复合材料的基布。

  6.4 从基布的组织结构上看,经编麂皮绒在结构上与天然麂皮更相似,所得产品的手感和性能较好。

  6.5 开纤工艺是经编仿麂皮重要的后整理工序,要使海岛型超细纤维中的海组分完全溶解,可加入一定量的水解促进剂,且纤维失重率应控制到比海组分的比例大些为好。

  4、日高佐吉.仿麂皮整理(上)江苏印染,1991.13(1):43-45.

  自1953年聚酯纖維誕生以來,作爲主要的紡織原料在很大程度上緩解了天然纖維的短缺,因些,滌綸工業得到了迅速發展。但由於常規滌綸織物穿著舒適性、美觀性等方面都比天然纖維差,所以,人們在它問世的時候就在對它進行不斷地改進,以取得類似于天然纖維的性能。

  60年代早期,爲了賦予新型纖維織物真絲般的光澤和彈性,就嘗試採用異形噴絲板紡絲,生産異形截面纖維;到70年代,喬其紗暢銷,強撚的纖維紗線經堿減量處理後,具有真絲般的懸垂感,但它不如天然纖維柔軟和豐滿;到80年代,人們受回歸自然思想的影響,服飾也向運動和休閒裝轉向,滌綸織物變得不流行了;80年代末,日元急劇上升和來自亞洲新興工業國家和地區(主要是來自韓國、香港、臺灣、新加坡)滌綸産量的高速增長的壓力下,加速了喬其紗的衰敗。在這期間日本合成纖維工業全力擴大國內消費市場,並致力於開發高附加值的産品,使得滌淪産品質量顯著提高,它不僅具有真絲般的質地和手感,還充分體現出以往合成纖維和天然纖維所沒有的新質感。由於滌綸的物理性能適合於仿製蠶絲,於是超細滌綸長絲應運而生,纖度小於o.67dtex的超細滌綸纖維以及異形截面纖維這二項技術的突破使得織物檔次提高。雖然異形截面的聚酯纖維展現了絲綢般的光澤,但由於高屈撓勁度,其手感仍與紙張相似。

  爲了得到手感柔軟豐滿的仿真絲織物,人們更加關注蠶絲的結構,不單從外觀上模仿,而更是從微觀結構方面仿製:人們利用兩種收縮率不同的滌綸纖維混纖,捲曲在後紡中的拉伸和熱處理工藝中形成,開發的滌綸混纖絲比一般鋸齒形滌綸的蓬鬆度還高30%左右;利用纖維表面改性可獲得自然不勻或利用不勻拉伸來獲得厚薄相間的效果;利用纖維表面帶有溝槽而使其具有絲鳴效果。總之仿真絲纖維經歷了一個快速發展過程,使它的性能更接近真絲甚至超越真絲,其發展情況及過程見表1。

  1960-1971 仿真絲外觀 光澤、垂感、柔軟 異形截面(三角形、Y型、T型、三葉形等)、堿減量處理

  1971-1976 仿真絲宏觀結構 豐滿度、柔軟度、乾爽感 異收縮、混纖絲、細丹纖維

  1976-1986 仿真絲微觀結構 自然不勻率、絲鳴、溫暖 噴絲網路絲、纖維表面改性、異形中空纖維

  1986-1994 仿真絲面料結構 高檔手感、真絲織物、活潑的蓬鬆感、超柔軟度 多步收縮、超細丹絲、複合紡絲、高速紡、新聚合物

  後來人們將仿常規纖維性質開發出的一系列新産品統稱爲“新合纖”。目前“新合纖”均以滌綸爲主體,它具有特殊的性能、特別的觸感和感受;産品風格和性能是天然纖維或合成纖維所無法獲得的;從聚合到織造染整等工序都使用新技術。根據面料特徵它可分爲:桃皮絨、新真絲、新精梳和乾爽型,見表2。

  超柔軟材料 桃皮絨 桃皮外觀和手感,粉末般細膩感 超細丹絲,由自收縮形成微波狀

  超蓬鬆材料 新真絲 具有多種手感和懸垂性的真絲風格、乾爽、絲鳴 堿減量、異收縮比混纖紗、異形截面

  絨型材料 新精梳 具有羊毛的性質,手感柔軟細密 對異形絲進行噴氣網路後假撚

  目前市場上供應的新合纖産品一般爲表2中的四大類,桃皮絨“新UST”是由微捲曲的不同種異形超細丹滌綸長絲(0.1d,0.11dtex或直徑0.6um)組成的,而天然纖維如线um,因此這種面料的手感跟天然纖維織物完全不同。纖維的表面溝槽使面料呈現粉末細膩手感,而單絲中的巨大空隙可給面料輕暖的感覺,呈現桃皮風格,UST主要用於生産夾克、套裝和外衣;新真絲面料以絲洛楊絲(Silkook RoyalS)爲代表,其結合了混紡和部分溶解技術,使聚酯三葉形截面呈現細微的縱向裂紋,因而能産生一種絲鳴的效果,三葉形截面可使面料柔軟,呈現宜人的光澤和很好的垂感,這些方面甚至超過了真絲;新精梳面料是中厚型,可用於製作男式套裝,它採用了複合組織技術,使兩根物理性質不同的聚酯纖維比經暫時加撚形成皮芯結構,短絨型面料馬諾(Malor)具有良好的蓬鬆性和類似於極細羊毛的手感、適合的彈性,因而特別適於裁製套裝以及日本和服。

  近年來,隨著科學技術的飛速發展,以及人們消費觀念的改變,追求舒服、高檔、保健、自然等成了新時尚,對服飾的追求出現了多樣化、功能化,使得一些具有新穎功能的聚酯纖維普受歡迎。衛生功能型如抗菌纖維、消臭纖維;服用功能型如吸水;吸濕性纖維、抗靜電導電纖維、抗起球纖維,保健功能型如遠紅外纖維、抗紫外線纖維,産業用功能纖維如阻燃纖維、高強高模工業用絲等。

  滌綸因其良好的服用性能,在紡織用纖維中佔有主導地位,替代天然纖維方面已仿製出高仿真纖維,使仿絲織物達到輕、柔、爽、滑,對超薄型滌綸織物經堿減量處理後,再經特殊柔軟親水整理,更能獲得真絲綢的外觀和手感;仿鹿皮織物被稱爲劃時代的衣料,它不僅具有天然鹿皮的“書寫效應”、“白霜感”和“立體感”,而且具有真絲的手感,柔軟、質輕、懸垂性好、舒適;超細纖維還可用于合成革、清潔布、高密防水織物、液體或空氣過濾材料、貝類及海藻抑制層、保溫材料、功能紙、電池隔膜等。

  紡製細丹、超細丹纖維通常採用的方法有:複合紡絲剝離法、溶解法、常規熔融法、超拉伸法、閃蒸法和熔噴法。

  國外化纖公司早在60年代就開始了此方面的研究開發工作,杜邦公司在1964年就取得了用複合紡絲法生産超細纖維的專利,並以此作爲發展超細丹纖維的起點,到70年代,用剝離法和海島法兩種複合紡絲法制取0.1dtex左右的超細丹纖維實現了工業化生産。目前最好的超細丹纖維細度已能達到0.001dtex,並取得了較好的效果。

  中國大陸起步較晚,80年代末才開始這方面的研究工作,近幾年才開始批量生産,投放市場,産品備受歡迎。江蘇省紡織研究所採用金山二期的滌綸長絲切片和進口錦綸切片,仿製166.dtex/24f×12滌錦複合絲(單絲約0.2dtex),揚州布廠以它作緯紗,普通滌綸75dtex/24f絲作經紗,用噴水織機制高密平紋布,印染廠經砂洗染整制得桃皮絨面料,該面料絨面細密,色澤柔和,手感柔軟,富有彈性,懸垂性好;成都恒益化纖開發有限公司利用引進美國、德國90年代最新雙組分複合紡絲設備,以常規聚酯切片和錦綸6切片爲原料,已研製開發預取向、假撚牽伸等滌錦複合長絲,單絲細丹達到0.15一0.30dtex,複合比有50/50、70/30,纖維織造性能優良,可使用噴水、劍杆、有梭、針織等織造設備,開發了高檔次的仿真絲綢、仿鹿皮和高密度防水織物,具有手感柔軟、細膩、滑糯、懸垂性好、透氣吸濕等優點;營口化纖廠生産的齒輪型滌錦複合纖維,滌錦比爲1:1,産品規格爲75.6dtex/24f,單絲纖度o.26dtex;無錫合成纖維總廠生産桔瓣形滌錦複合絲,産品規格爲166.7dtex/72f,單絲纖度爲0.21dtex;江蘇省紡研所生産“T”字滌錦複合絲,産品規格爲111.1dtex/40f,滌錦比爲67:33,單絲纖度爲0.5dteX;中國紡科院生産的“米”字滌錦複合絲,産品規格爲88.9dtex/24f,滌錦比爲67:33,單絲纖度爲0.4dtex;北京服裝學院開發了單絲纖度爲0.05dteX的超細纖維,打破了發達國家公司生産單絲小於0.1dtex的技術壟斷。

  北京服裝學院和天津石化公司化纖廠合作,研究開發了水解剝離法超細纖維,它採用自己合成的易水解聚酯(EHDPET)與普通聚酯(PET)以15-25/85-75質量比複合紡絲,得到以EHDPET爲海組份,PET爲島組份的複合纖維,加工成針織物或機織物,經水解處理,複合纖維即被剝離成0.04dtex的超細纖維,該工藝己完成工業試驗階段並能提供紡織染整加工工藝,具備工業化生産條件。

  由於聚酯分子鏈緊密斂集,結晶度和取向度高,分子間沒有容納 染料分子的空隙,染料分子不易進入纖維內部,又缺乏親水性,因而染色不如錦綸容易,通過對聚酯進行改性,製造適應不同類型的染料染色、染色條件溫和、色譜齊全、色澤均勻、色牢度好的易染型聚酯纖維成爲人們關注的課?}。

  陽離子染料可染聚酯雖然在開發中還存在一些問題,但與常規滌綸相比,它具有許多優異性能,在近幾年中已成爲一個市場開發的熱點。岳陽石油總廠化纖廠利用在聚合階段加入磺酸鹽,製備了陽離子可染切片,性能優良,現已工業化生産,投放市場後,取得了較好的經濟效益。岳陽石油化工總廠研究院採用陽離子切片與普通滌綸切片以50:50,30:70的比例複合紡絲,制得CDP/PET仿毛型複合纖維,在揚州布廠、蒲圻紡織廠、湘潭紡織總廠開發生産的毛型織物具有手感豐滿柔軟、一浴雙色的效果。1996年遼陽石油化纖公司生産了3000噸,上海石化生産了10000噸,每噸利潤2000元左右,目前中石化集團公司可望推廣到2~5萬噸,單體磺酸鹽主要依靠進口解決(可自行研製),第四單體立足於自己生産,具有較強的競爭實力。而採用特定的1一羥基一4一苯氨基爲著色劑,先將PET切片與著色劑在密閉容器中均勻混合著色,也能夠得到色相純正、色牢度好的纖維;日本尤尼吉卡公司用4份含磺酸基團間苯二甲酸鹽單元的陽離子可染聚酯與1份乙二醇/聚乙二醇/磺酸基間苯二甲酸鈉/對苯二甲酸的嵌段共聚物共混紡絲,可製成具有高染色深度的超細纖維;在紡絲前或紡絲過程中,加入陽離子活性劑如少量變性劑與BAET共聚,成爲無規線型聚合體後,可紡性好。這種改性滌綸不但可用陽離子染料染色,且還兼有抗起球性並提高了縮皺回復性。

  另外在陽離子可染纖維推出的同時,一種以1,4丁二醇代替乙二醇作爲第二單體的改性滌綸(PBT)也加入了滌綸差別化的行列。以丁二醇代替乙二醇不僅使分子鏈的柔性鏈段大大增加,而且纖維的染色性能也大大改善,達到常壓沸染。但由於1,4丁二醇的原料價格大大高於乙二醇,而使PBT纖維在價格上缺乏競爭優勢。因此目前主要是以在常規PET中把1,4丁二醇作爲第三單體加入,這樣不僅使纖維的價格有所下降,染色性能得到改善,而且其熱穩定性要大大地優於陽離子可染纖維。2003-8-25 8:30:00举报帖子

  三異纖維是指在同一束絲中,既有粗丹纖維起織物骨架作用,又有細丹纖維,使織物手感柔軟,風格飄逸。利用同孔、不同噴絲板紡絲所得纖維進行合股,或用異孔同一噴絲板,其中粗丹用異形截面,細丹用圓形截面,利用粗、細丹纖維在後加工中不同的收縮率體現織物不同的風格;也可用兩種不同組分的聚酯切片進行複合紡絲,以保證同一絲束中不同纖度和截面的纖維具有工藝所要求的不同收縮率。對於關鍵指標收縮率差國內一般約爲6%,日本爲10%,中石化集團要求達到10%~15%,具備領先水平。

  中國紡織大學與精誠化纖廠共同研製開發成功三異滌綸長絲,試生産了有光與消光兩大系列的産品,産品規格有66.67dtex/48f、83.33dtex/48f、133.33dtex/96f、150dtex/96f、166.67dtex/96f等,質量達到同等DT絲指標,沸水收縮率差異在5%~10%之間;蘇州化纖廠也紡制了仿毛型三異混纖長絲,目前已通過同板混纖,運用高速紡絲、牽伸等技術,使一束纖維具有異纖、異收縮、異截面特性;它適用于高仿毛織物開發,解決了混纖型噴絲板設計、特殊紡絲、牽伸關鍵工藝技術和紡絲關鍵部位的技術改造三項關鍵技術,異形收縮率達到20%以上。山東莒信滌綸有限公司選用POY-DTY高速紡絲路線,利用“三異”技術,超細丹高速紡絲技術、複合加撚技術及網路技術開發生産了仿真絲新滌綸。遼陽化纖公司利用常規紡制取了同板三異長絲,通過小試鑒定,投資100萬元左右解決噴絲板和整經機即可進行工業化生産。三異纖維由於其具有異纖度、異截面、異收縮、單絲纖度細等特點,因此已是仿真絲、桃皮絨、仿鹿皮、仿毛織物的良好面料,織物手感柔軟細膩、飽滿、穿著舒適等特點,是目前中國大陸差別化纖維開發的重點和方向。

  功能性聚酯纖維在日本研究最爲活躍,已開發出衛生、保健、服用、産業用等多種類型。在國內起步較晚,一些科研院所如中國紡織大學、北京服裝學院、成都科技大學、天津紡織工學院陸續開始研究開發具有阻燃、抗靜電、抗菌、防紫外線等特殊功能的滌綸纖維,並取得了可喜成績。

  普通滌綸LOI值爲20.6%,不具備阻燃性,隨著消防法規的實施,爲了安全起見,對一些公共場所所用的織物必具阻燃性及家庭用裝飾布,一些特殊行業用的工作服等都要求阻燃性良好。因此,目前對阻燃聚酯研究很多,中國紡織大學1980年開始阻燃滌綸研究,現在進行含磷共聚型阻燃滌綸的研究,吉林紡織工業設計研究院、成都科技大學、北京化纖研究所,天律合成材料工業研究所,岳陽石化總廠等均進行了阻燃聚酯研究。現已工業化生産的有山東淄博滌綸廠、天津石化公司研究所採用高速紡絲設備生産出POY-DT(DTY)阻燃聚酯;佛山東利化纖公司採用FDY工藝路線開發出阻燃聚酯長絲,其産品已用於生産阻燃型墊布、起絨布、裝飾布等。

  吸收纖維分吸濕、吸水、吸熱纖維。日本東洋紡開發出吸濕率爲10%的聚酯短纖,還開發出比棉花吸濕率還高的纖維,並能很快將水分釋放出來;杜邦公司的Codmax纖維有四道凹槽,産品規格爲1.54dtex,其纖維具有吸濕、可呼吸、速乾等功能;日本東麗開發了一種長絲和短絲相結合的織物,外層是加有陶瓷微粒的PET短纖,內層具有吸水性能的改性異形截面PET長絲,由毛細管作用將人體的汗液從內層吸收通過外層排出,吸濕性接近於棉,但乾燥速度是棉的2倍,主要用於夏季面料和運動衫。

  大陸國內近年來對吸水纖維進行了研究開發,如北京服裝學院開發的PBT/PET中空微孔複合纖維,顯示出優異的吸水性和保水性;天津石化公司滌綸廠與北京服裝學院共同開發的高吸水中空滌綸短纖於1996年12月通過鑒定,該産品能快速地吸收、傳遞、釋放水分,並紡制出近10噸2.5dtex的高吸水短纖,與紡織廠家聯合開發出高吸濕面料,製作的運動衫具有良好的穿著舒適性;中國紡織大學研製成功的高吸水聚酯纖維的吸水率與棉花相似,爲20.5%,吸濕率爲2%,是普通滌綸的5倍。

  吸熱纖維在日本80年代末已開發成功,主要有帝人、旭化成、鍾紡、尤尼吉卡、可樂麗等工廠生産,採用的主體纖維爲滌綸和錦綸,體感溫升爲2-4℃。天津石化股份公司開發了遠紅外PET短纖和長絲,並已小批量生産投放市場,其特點是陶瓷粉細化,分散均勻性好,可紡性優良,作成織物遠紅外線爲8-25um,發射率達82%以上;華東理工大學和上海第十化纖廠共同研製出1.67dtex×38mm的遠紅外短纖14噸投放市場,深受用戶歡迎;山東淄博滌綸廠、中國紡織大學、北京服裝學院等不同程度地開發生産了遠紅外吸熱纖維。

  90年代初國際上抗紫外線纖維及織物得到迅速發展,最先採用後整理技術,將具有紫外吸收、反射性能的添加劑摻入塗層內再敷到織物上,實用性好,但影響織物手感、舒適性,耐久性差。目前主要採用粒徑小於1um的抗紫外陶瓷材料在聚合階段或紡前加入抗紫外母粒製備抗紫外纖維,多數是用Ti02或ZnO系列陶瓷微粉。日本的可樂麗“Esumo”、大和紡的“Rienfsui”、帝人“Fijosensa”、尤尼吉卡“Sarakuru Scy、”東麗的Arifuto”等均是形成商品的纖維。中國大陸天津石化公司經過幾年的努力開發成功並生産了抗紫外線聚酯切片、聚酯長短絲,在山東臨沂棉紡廠、天津白玫瑰針織公司使用,通過對其織物進行測試,紫外光譜爲200--380nm,遮蔽率爲91%--95.5%,120dtex/36f抗紫外線長絲經天津白玫瑰針織公司使用,織物紫外線光譜爲200--380nm平均遮蔽率爲94%--96.7%,這些織物對可見光、紅外線均有一定的反射作用,穿著涼爽舒適。另外還有中國紡織大學、北京服裝學院、江蘇紡織研究所、上海第十一化纖廠、江蘇中彙集團等單位均研究開發成功抗紫外線聚酯纖維。

  由於滌綸吸收紫外線輻射比其他纖維和棉更多,而滌綸又是主要的服裝面料原料,人們爲了健康的需要,今後對抗紫外線産品的需求會越來越大,化纖廠家大力開發該類纖維,具有廣闊的前景,也具有很好的經濟效益和社會效益。

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william威廉希尔
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