超細(xì)纖維的整理技術(shù)

超細(xì)纖維的整理技術(shù)超細(xì)纖維，又稱微纖維，細(xì)旦纖維，極細(xì)纖維。成份主要有絳綸、錦綸兩種構(gòu)成。一般化學(xué)纖維的纖度（即粗細(xì)）多在1.11?15旦之間，直徑大約10?50微米，我們通常所講的超細(xì)纖維的纖度在0.1?0.5旦之間，直徑小于5微米，其纖維細(xì)度是頭發(fā)絲的1/200,是普通化學(xué)纖維的1/20，纖維強度是普通纖維的5倍（耐用性），吸附能力，吸水速度和吸水量是普通纖維的7倍。1■歷史發(fā)展：纖維超細(xì)化的源流可上溯到40年代仿羊毛纖維二相結(jié)構(gòu)的雙組份復(fù)合纖維（共軛纖維）的人造絲時代。最先利用合成纖維成功地使復(fù)合纖維實用化的依然是美國的杜邦公司。該方法利用并列復(fù)合使纖維產(chǎn)生自卷曲。1962-1965年間，日本東麗、鐘紡、帝人、可樂麗等公司利用各自的方法開發(fā)出多層結(jié)構(gòu)化的特殊紡絲法和剝離法，成功地制造出各具特色的超細(xì)纖維。例如，多芯型、木紋型、放射型、中空放射型等各種復(fù)合纖維被開發(fā)出來。進(jìn)入70年代后期，利用超細(xì)纖維的仿真絲織物和超高密度織物不斷出現(xiàn)，東麗公司通過分析天然纖維從中受到啟發(fā)，開發(fā)出制造細(xì)長達(dá)到極限、并且非常均勻的纖維技術(shù)。用該技術(shù)制造的纖維稱之為高分子相互排列纖維。當(dāng)時該纖維受到本國內(nèi)的好評，而且數(shù)年后在巴黎國際展覽會上獲得很高的評價。進(jìn)入80年代以后，超細(xì)纖維良好的特性受到大眾的歡迎，形成今日的人造麂皮熱。到了90年代后，國際上諸多公司紛紛推出聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈以及聚丙烯等細(xì)旦長絲。同時也出現(xiàn)了〃細(xì)旦纖維〃、"微細(xì)纖維〃、"超細(xì)纖維〃等名詞，然而至今國際上尚無有關(guān)細(xì)旦纖維的統(tǒng)一定義。近些年來，日本化纖行業(yè)普遍將單絲線密0.3dtex的纖度低于維稱為超細(xì)纖維。另外，由于超細(xì)纖維與已發(fā)展成為未來纖維工業(yè)競爭力之重大指標(biāo)，加之由于復(fù)合超細(xì)纖維具有不同于常規(guī)纖維的性能，從而使其制品有許多異乎尋常的特性，并因此跨入眾多的應(yīng)用領(lǐng)域。目前世界纖維主要產(chǎn)品中以超細(xì)纖維最受矚目，現(xiàn)在主要生產(chǎn)超細(xì)纖維之國家及地區(qū)，應(yīng)該為日本、美國、西歐。超細(xì)纖維的分類：（1） 分裂片型：一般都是兩組份長絲，用來做紡織面料，然后再在機械力（一般都是水刺法）或化學(xué)法（堿液處理）開纖，使得纖維細(xì)化，得到細(xì)密的絨感。（2） 海島型：一般都做成無紡布，然后含浸pu樹脂再進(jìn)行開纖，一般是用來做運動鞋皮料的。海島纖維是將一種聚合物分散于另一種聚合物中，在纖維截面中分散相呈“島”狀態(tài)，而母體則相當(dāng)于“?！保瑥睦w維的橫截面看是一種成分以微細(xì)而分散的狀態(tài)被另一種成分包圍著，好像海中有許多島嶼。其“島”與“?！背煞衷诶w維的軸向上是連續(xù)、密集、均勻分布的。在生產(chǎn)過程中，它具有常規(guī)纖維的纖度，但是用溶劑把“?！背煞秩艿簦瑒t可得到集束狀的超細(xì)纖維束。一般性能：（1）柔軟的手感：纖維的斷面慣性矩隨直徑的4次方而變小，纖維越細(xì)，越柔軟，所以海島型纖維比普通纖維紡織品要柔軟的多。比表面積大：海島型超細(xì)纖維由于纖維細(xì)，比表面積大，其覆蓋性、蓬松性、保暖性、吸附性等都特別高。纖維比表面積大，紡織品表面纖維數(shù)又多，可產(chǎn)生特有的光澤，對顏色的效應(yīng)也不同于普通纖維紡織品。由于其比表面積大，它的紡織品加工和普通纖維紡織品有很大不同。透氣、透濕、防水和防油性好：海島型超細(xì)纖維可形成精細(xì)高密度的組織結(jié)構(gòu)，在織物中形成大量的微細(xì)空隙，因此透氣性好。經(jīng)拒水拒油整理后，有很好的防水防油性能，同理，超細(xì)纖維織物防風(fēng)保暖性也較好。咼吸水性和吸附性：纖維比表面積大，織物內(nèi)微細(xì)空隙多，形成大量的毛細(xì)網(wǎng)絡(luò)，因此織物吸水性好，適合制成高吸水性的紡織品。表面積大，，對化學(xué)品吸附能力強，故又適合制成高吸附性的清潔布，也由于此原因，其染色性和普通織物有很大區(qū)別。致密性和起絨性好：由于超細(xì)纖維細(xì)而柔軟，可以制成高密織物，又由于超細(xì)纖維易于相互纏結(jié)，在織物表面可形成濃密的絨毛，所以起絨性好，適合制成各種細(xì)絨紡織品，該絨類織物不僅有天然皮革的梢根效果，絨毛具有極好的方向性和彈性，而且絨毛柔軟豐滿，耐洗、耐磨，還可染成各種顏色，性能超過天然皮革。通過織物的設(shè)計加工，利用海島纖維極度的細(xì)纖化特點，可以獲得許多特殊的織物風(fēng)格，如仿羊絨、仿麂皮、超高密織物等。這類織物可廣泛運用于服裝、服飾領(lǐng)域、箱包、室內(nèi)用品及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等。利用海島纖維開發(fā)的仿麂皮絨織物的許多性能并不亞于天然麂皮，有許多性能甚至優(yōu)于天然麂皮。其織物手感柔軟，懸垂性好，質(zhì)地輕薄，為真皮的一半，可織成不同厚度和重量的織物；可以進(jìn)行種種表面處理，取得形形色色的表面效果。表面有書寫效果，立體感好；濕熱收縮變形小，具有良好的透氣防水透汽效果，織物強度高，遠(yuǎn)優(yōu)于天然麂皮。生產(chǎn)技術(shù)：超細(xì)纖維的生產(chǎn)有直接紡絲、復(fù)合紡絲、共混紡絲、噴射紡絲、閃蒸紡絲、離心紡絲等多種方法。著重介紹三種：直接紡絲法：通過優(yōu)化紡絲工藝對傳統(tǒng)紡絲方法的改進(jìn)，在熔體紡絲時要適當(dāng)降低聚合物粘度、提高熔體純凈度，降低噴絲板下方的環(huán)境溫度使冷卻加速并提高冷卻吹風(fēng)的均勻程度。利用直接紡絲無須化學(xué)或機械處理即可直接獲得單一組分的超細(xì)纖維，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但對紡絲組件和工藝條件要求很高，紡絲時易發(fā)生斷頭或毛絲。復(fù)合紡絲法：復(fù)合紡絲法又可分為機械(或化學(xué))剝離法及溶解(或水解)剝離法，前者所得為裂離型超細(xì)纖維，后者即目前市場廣為應(yīng)用的海島型超細(xì)纖維，二者最大的區(qū)別在于前者剝離后兩種組分都保留在纖維中，而后者剝離后纖維中只保留島組分。復(fù)合紡絲一機械(或化學(xué))剝離法該方法是將兩種親和性有差異的聚合物通過復(fù)合紡絲制備成橘瓣型、米字型、中空形等復(fù)合纖維，利用兩組分的相容性和界面粘結(jié)性較差的特點采用機械或化學(xué)剝離得到超細(xì)纖維。該方法的關(guān)鍵是如何提高兩組分的分割數(shù)，以達(dá)到超細(xì)化的要求。目前常采用PA和PET制備復(fù)合纖維，然后采用苯甲酸處理使PA組分收縮而剝離。復(fù)合紡絲一溶解(或水解)剝離法海島型復(fù)合纖維的橫截面是一種微細(xì)而分散的島組分被另一種海組分包圍著，海組分與島組分在纖維軸向上是連續(xù)、均勻的，將所得復(fù)合纖維采用合適的溶劑溶解或水解除去其中的海成分即可得到只保留島成分的超細(xì)纖維。共混紡絲法：該方法是利用非相容高聚物體系共混紡絲，由于兩組分組成比與熔體的粘度比有一定的關(guān)系，可使一種組分形成分散相，另一種組分形成連續(xù)相。分散相以微纖狀分散在基體相中，將其中海組分溶解或水解掉即可得到超細(xì)纖維。其他方法：如離心紡絲法，湍流成形法，爆發(fā)法，原纖化法，表面溶解減量法。超細(xì)纖維的性能：具有極強的清潔功能超細(xì)纖維由于直徑很小，因此其彎曲剛度很小，纖維手感特別柔軟；超細(xì)纖維的比表面積很大，因此超細(xì)纖維織物的覆蓋性、蓬松性和保暖性有明顯提高，比表面積大纖維與灰塵或油污接觸的次數(shù)更多，而且油污從纖維表面間隙滲透的機會更多，因此具有極強的清潔功能。超細(xì)纖維的織物能深入肌膚毛孔深處，高效清除污垢、油脂、死皮、化妝品殘留物。超細(xì)纖維是近年來發(fā)展迅速的差別化纖維的一種，被稱為新一代的合成纖維，是一種高品質(zhì)、高技術(shù)的紡織原料，是化學(xué)纖維向高技術(shù)、高仿真化方向發(fā)展的新合纖的典型代表。耐用性是普通織物的四倍以上將超細(xì)纖維制成超高密織物，纖維間的空隙介于水滴直徑和水蒸氣微滴直徑之間，因此超細(xì)織物具有防水透氣效果，且能克服天然纖維的易皺，人造纖維不透氣等缺點；耐用性是普通織物的四倍以上。具有咼吸水性超細(xì)纖維在微纖維之間具有很多微細(xì)的孔隙，形成毛細(xì)管構(gòu)造，如果加工，可被水潤濕的毛巾類織物，則具有高吸水性，洗過的頭發(fā)用這種毛巾可很快將水分吸干，使頭發(fā)快干。超懸垂性能海島型超細(xì)纖維是將一種聚合物分散于另一種聚合物中，在纖維截面中分散相呈“島”狀態(tài)，而母體則相當(dāng)于“溝”，最終通過織物后整理將海島組分溶解，獲得單絲直徑低于3.0um的超細(xì)纖維。海島超細(xì)纖維通常狀態(tài)與高收縮纖維復(fù)合加工網(wǎng)絡(luò)成異收縮復(fù)合纖維，由于這兩種原料收縮率具有較大的差異，經(jīng)過后整理過程，織物形成具有常青藤似的多層次結(jié)構(gòu)，浮在織物表面的海島絲其細(xì)絨毛像常青藤一樣相互纏結(jié)，賦予織物超柔軟的細(xì)膩、滑爽手感。高收縮纖維經(jīng)收縮后成為芯絲，其較大的強度和硬挺度，賦予織物超懸垂性能。覆蓋于織物表面的纖維纖細(xì)，且形成多層結(jié)構(gòu)，使織物的反光點小，光澤、色澤柔軟，表觀豐滿，細(xì)潔，精致，較小的纖維抗彎剛度容易使織物獲得飄逸、瀟灑的效果，芯層為粗旦高收縮絲，更賦予織物極佳的懸垂性。優(yōu)良的舒適性由于纖維空隙多而密，可利用其毛細(xì)管作用，使織物獲得較好的吸水、吸油性?？椢镩g的微孔結(jié)構(gòu)，允許織物內(nèi)擁有較多的靜態(tài)空氣，因而可獲得較好的隔熱保暖作用。纖維極細(xì)的纖度，使織物手感柔軟、滑爽，在觸感和生理的舒適性方面具有明顯的優(yōu)勢。顯著的防水透氣性能通常雨滴的直徑在100-200um，人體的水汽大約為O.lum?？刂剖湛s率，改變適當(dāng)?shù)睦w維間隙，可織成間隙僅為0.2-10um的海島高密織物，達(dá)到優(yōu)良的防水透氣性能。超細(xì)纖維的應(yīng)用超細(xì)纖維是近年來發(fā)展迅速的差別化纖維的一種，被稱為新一代的合成纖維，是一種高品質(zhì)、高技術(shù)的紡織原料，不僅是優(yōu)質(zhì)、舒適的服裝面料，而且在生物、醫(yī)學(xué)、電子、水處理等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域主要有：（1） 仿真絲織物隨著合成纖維紡絲及加工技術(shù)的發(fā)展，化纖仿真絲織物在外觀和服用性能上越來越接近真絲綢，甚至達(dá)到以假亂真的地步。用超細(xì)纖維制作的仿真絲織物，既具有真絲織物輕柔舒適、華貴典雅的優(yōu)點，又克服了真絲織物易皺、粘身、牢度差等缺點，足以滿足人們渴望衣料多樣化及高檔化的要求。從開發(fā)的超細(xì)仿真絲織物看，所用纖維密度一般約在0.1-0.5dtex。（2） 超高密度防水透氣織物用超細(xì)纖維制作的超高密織物，雖然密度很高，但質(zhì)地輕盈、懸垂性好、手感柔軟而豐滿、結(jié)構(gòu)細(xì)密，雖不經(jīng)涂層和防水處理，卻同樣具有很高的耐水性，輕便易折疊、易攜帶，是一種高附加值的紡織產(chǎn)品。這類織物一般采用滌錦剝離型超細(xì)復(fù)合絲，單絲線密度一般在0.1-0.2dtex。（3） 仿麂皮及人造皮革織物用超細(xì)纖維做成針織布、機織布或非織造布后，經(jīng)磨絨或拉毛，再浸漬聚氨溶液，并經(jīng)染色和整理，可制作仿麂皮或人造皮革織物。制成織物的許多性能不亞于天然麂皮，既輕薄柔軟、又光滑的表面紋理，既防水又透氣、強力好、不變形。亠（4） 高性能清潔布它是超細(xì)纖維制品的另一個代表產(chǎn)品。其織物由于具有比普通織物多無數(shù)倍的微細(xì)毛孔，有較高的比表面積和微孔，因而具有很強的清潔能力、除污快而徹底、不掉毛、洗滌后可重復(fù)使用。在精密機械、光學(xué)儀器、微電子、無塵室及家庭等方面具有廣闊的用途?？傊?xì)纖維以其優(yōu)異的性能、繁多的品種，將在各大領(lǐng)域中大放異彩。整理路線：梭織的工藝過程：坯布-退漿、精煉、松弛、堿減量（開纖）-預(yù)定形-磨毛-染色-后整理（過軟、防水）-烘干、定形針織的工藝過程：經(jīng)編：坯布—拉毛—剪毛—預(yù)定形—精煉、松弛、堿減量—染色—還原清洗—預(yù)定形—磨絨—后整理—定形—成品緯編：坯布-精煉、松弛、堿減量-染色-還原清洗-剖幅-預(yù)定形-刷毛磨絨-后整理—定形—成品超細(xì)纖維的前整理：（1） 退漿、精煉、松弛:退漿率為7?8%,收縮率為12?13%。工藝條件為110°Cx30min,減量后水洗很重要，先用溢流水洗，再用溫水清洗，洗干凈后加HAC中和。否則容易引起沾污。工藝過程為加料-循環(huán)5分鐘，織物在工作液中走勻-加熱到95?98C,保溫30分鐘-冷卻到70C-用70C的熱水溢流水洗5?10分鐘后排水-注入清洗，加熱到70C運轉(zhuǎn)10分鐘后排水—注入清水加熱到40C,用醋酸中和。（2） 堿減量：堿減量率為13?15%,在相同減量條件下，有光圓形截面比消光多葉型截面更耐堿減量，變形絲的減量率超過未變形的。因此要根據(jù)單絲線密度及織物結(jié)構(gòu)選擇適當(dāng)減量時間和減量率。溫度會影響處理效果，溫度高，減量率也越高；堿處理時間增加，受堿侵蝕程度也提高；燒堿用量越大，減量率越高，但利用率下降。（3） 染色：常溫條件下，先后加入消泡劑，勻染劑，防皺劑，醋酸，運轉(zhuǎn)10分鐘，加入預(yù)先溶解好的分散染料，運轉(zhuǎn)10分鐘，以0.5-1C每分鐘的升溫速率，將染浴升溫到96C保溫，繼續(xù)使染浴升溫，然后冷卻降溫，重新注入清水。前處理坯布退漿要勻凈，減量均勻、適當(dāng)，開纖好，布面平挺，軟硬恰當(dāng)，無皺印。超細(xì)纖維的后整理：超細(xì)纖維織物的后整理對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，特別是磨絨整理。磨絨整理和紡織品的前處理，特別是開纖、預(yù)定型關(guān)系密切，染色加工對磨絨也有很大影響；反之磨絨加工對織物的顏色也有影響。此外，后整理還包括增深整理、仿麂皮整理、抗靜電整理等。（1） 增深整理增深整理可以在一定程度上提高超細(xì)纖維織物的顯色性，可作為提高深染性的一個輔助手段。增深整理的途徑有兩類，一類是通過改變纖維性能、纖維表面溝槽化、纖維截面異性化，改變紗線結(jié)構(gòu)、堿減量處理或等離子體處理等，使纖維表面粗糙化，從而增加對光的漫反射，從視覺上提高顏色深度；另一類是在后整理中，利用低折射率的樹脂整理方法，使織物表面對入射光的反射率降低而達(dá)到增深的效果。（2） 仿麂皮整理仿麂皮整理是指紡織物通過磨毛，使其具有類似麂皮外觀和手感的加工方式。仿麂皮絨是以細(xì)旦合成纖維制成的機織物或針織物的磨毛產(chǎn)品，手感柔軟、豐滿，穿著舒適并具有絨面織物的風(fēng)格。滌綸超細(xì)織物仿麂皮整理工藝一般為：基布準(zhǔn)備f松弛f（堿減量）f起絨f預(yù)定型f染色一干燥一聚氨酯樹脂整理一磨毛一拉幅一焙烘（兼熱定型）一成品聚氨酯樹脂性能優(yōu)越，耐低溫（-30°C以下）、耐摩擦，能形成柔軟、富有伸縮性而強韌的多孔膜。用它整理的人造麂皮不但具有優(yōu)越彈性和柔軟、豐滿的手感，而且透氣性、透濕性良好。聚氨酯樹脂有溶劑型、水分散型和高含固型三種。溶劑型合成方便，質(zhì)量較好，適應(yīng)性也廣，但溶劑有毒、易燃、易爆，需有溶劑回收裝置和相應(yīng)的環(huán)保安全措施；水分散型聚氨酯污染少，生產(chǎn)安全，是今后發(fā)展的方向；高含固型外觀為粒狀或粉狀，應(yīng)用時先用溶劑溶解，優(yōu)點為含固量高，運輸方便，但在合成技術(shù)上難度要高一些。若采用溶劑型氨基甲酸酯時，則將它溶于二甲基甲酰胺（DMF）中，制成工作液?？椢锝?jīng)此溶液浸軋［用量為4%（o.m.f）,軋余率70%］，溶液滲入織物微孔中，可提高織物的彈性，然后通過水浴時，其表層首先與水接觸，其中的DMF立即向水相擴散，織物表層的DMF濃度降低，與織物內(nèi)部的DMF形成濃度差，就促使內(nèi)部的DMF逐漸向織物表層，繼而向水浴擴散；而凝固浴中的水也逐漸向織物內(nèi)擴散。隨著這種雙擴散過程的進(jìn)行，聚氨酯在DMF中的溶解度下降，濃度增高而凝聚力增強，聚氨酯中原來DMF占有的位置被水置換而形成微孔，迅速凝固成含有微孔結(jié)構(gòu)海綿狀的連續(xù)貫通微孔膜，此膜既耐水壓又有透濕性。聚氨基甲酸酯沉積凝聚于纖維上，然后再進(jìn)行烘干、磨毛、焙烘。在焙烘前最好再增加一道揉綢工序，以免樹脂在織物中凝結(jié)而影響手感。1-..Kilt;；.說■?■!：-LAjfxSil-'2I--.1^?-i '打時.'||■ rl、i11—i除聚氨酯整理會決定仿麂皮產(chǎn)品性能外，基布材料也是一個重要的因素。研究表明，超細(xì)纖維非織造布為加工仿麂皮提供了良好的條件。用于仿麂皮的基布有機織物、針織物、非織造布、非織造布與機織物的復(fù)合材料等多種，其中以非織造布最優(yōu)，因為非織造布在結(jié)構(gòu)上與天然麂皮更相似，經(jīng)聚氨酯整理后形成類似天然麂皮的纖維束縱橫交叉，相互纏繞，還有些具互相粘連的微觀結(jié)構(gòu)（圖3）,宏觀上表現(xiàn)為蓬松、富有彈性，而且透氣、透濕性良好。舒適