积极推广新型纤维材料与新型纺纱技术.pdf

2010 年 3 月第 1 期第 1 页浙江纺织服装职业技术学院学报 由中国纺织工程学会新型纺纱专业委员会与东华大学等单位联合主办的“海峡两岸新型纺纱技术和 纤维高峰论坛”最近在上海举行。通过院士演讲、两岸专家报告与企业家经验交流，使与会代表认识到： 纺织产品要升级必须从新型纱线开发入手，必须把新型纤维材料与新型纺纱技术有机结合，才能开发出 具有优良特性，得到市场欢迎的产品。论坛分析了我国纺织工业面临形势，认为纺织工业目前面临的困 难，既有不可抗拒国际金融危机的影响，也有纺织工业长期积累的矛盾呈现，主要是自主创新薄弱、研 发投入不足、产品质化多、采用先进装备比例较低，产能发展过快，布局不够合理等。面对当前的危机 与挑战，与会专家发出共同呼吁： “两岸携手共度时艰，大力增强创新意识与创新能力，围绕产品结构调 正加快新纤维与新技术推广应用步伐，推进产品升级” 。 1推进纤维结构调正，扩大高性能功能化纤维的应用比例 据相关资料报导，目前我国纺织原料使用中，化纤已占 65%份额，但品种较少，差别化率只占 36%， 与会专家分析认为：随着现代人追求舒适，注重保健与安全及环保意识的增强，具有抗菌、吸嗅、远红 外线释放负离子及节能凉爽等功能性纺织品已逐渐成为主场的主流产品，因此要抓住难得机遇，扩大差 别化、功能化纤维的使用及下游产品开发。这次论坛，海峡两岸共同推介了几个新的纤维材料。 （1）节能凉爽型纤维（CwinCool） ：是由台湾逢甲大学纤维与复合材料研究所成功开发。目前纤维已 批量生产成功应用于春夏季服饰中。据该校郑国彬教授介绍，节能与服装结合由来是：鉴于全球气候变 暖日趋严重，世界各国正在积极推动节能减碳运动（减少二氧化碳排放量） ，响应京都议定书规定，减少 6%以上二氧化碳等废弃排放量。由此在日本推动开发纺织品节能衫的观念，并提倡夏季上班不打领带， 在办公室保持 28室温，冬季推出环保运动，企业暖气维持在 20以节约能源。台湾从 2007 年夏日节 能运动开始，号召人们节约能源从衣服做起，穿着凉爽服装，减少冷气使用量达到节能效果。节能凉爽 型 wincool 纤维研发就是在这个大背景下产生。 该纤维是在尼龙和聚酯熔体纺丝过程中添加有吸热慢与散 热快的复合矿石粉末而赋于纤维有凉感，让穿着者有如置身于大自然的冷泉中的清凉舒适感。同时纤维 doi：10.3969/j.issn. 1674-2346.2010.01.001 积极推广新型纤维材料与新型纺纱技术 海峡两岸新型纺纱技术和纤维高峰论坛的启示 芦惠民章友鹤 摘要：纺织产品的升级要从新型纱线开发入手，必须把新型纤维材料与新型纺纱技术有机结合，才能开发出具有 优良特性，得到市场欢迎的产品。面对纺织产业的危机与挑战，海峡两岸必须携手共度时艰，大力增强创新意识与创新 能力，围绕产品结构调正加快新纤维与新技术推广应用步伐，推进产品升级。 关键词：新型纤维;纺纱技术;应用; 论坛 中图分类号：TS195文献标识码：A文章编号：1674-2346(2010)01-0001-05 收稿日期：2009 11 03 作者简介：芦惠民，女，浙江省新型纺织品研发重点实验室，高级工程师(浙江 杭州 310009) 章友鹤，男，浙江省纺织工程学会，教授级高工(浙江 杭州 310009) PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2010 年 3 月第 1 期第 2 页 表面采用异形断面结构，利用其纤维比表面积大、毛细管效应等导湿功能，将皮肤表面之汗水迅速吸收 与排放，从而达到吸湿快于的功效。据逢甲大学多次试验用 wincool 纤维制成的服装，还具有优异温湿度 调节功能，可降温 1 2，使室内温度可调高 2， （从 26调高到 28）在 100 坪办公室内，每小 时可节电 3 度，1 年可节电 1080 度，即减少 7100kg 二氧化碳，故在台湾 wincool 纤维称为“凉爽地球节 能新素材” 。 Wincool 凉爽型纤维以尼龙与聚酯为主体原料，有长丝与短纤两类，长丝多数用于交织面料，短纤以 混纺为主，纺纱支数在 19.714.5tex 之间，混纺比例有 50/50 与 65/35，如与棉混纺一般采用 65/35 混 纺比例。该纤维不但在台湾已获得发明专利，在日本、中国大陆也已获得发明专利，由于纤维凉爽功能 显著，已被国内外多家品牌服装制造商采用，具有良好的开发前景。 （2）环保纤维素纤维（Greencell）长丝，是台湾聚隆纤维公司联合逢甲大学共同开发的环保型长纤 丝，目前已投入试生产。该纤维是以纤维素纤维为原料，采用溶剂法制造，纤维素纤维因其具有天然纤 维的特性在纺织纤维界具有重要地位，但目前采用传统制造工艺（如粘胶、铜氨丝）污染高，不符环保 要求，且纤维强力低，伸长小影响其使用价值的提高，在国外已很少生产。而 GreenCell 长纤丝用溶剂法 制造，以有机溶剂（Nmmo）直接将木浆溶介并以乾喷湿式纺丝的新技术制成，整个制造过程无污染是 其最大特色。据介绍：GreenCell 长丝结合了纤维素纤维的天然特性与合成纤维的性能特点。使纺成丝的 干、湿强度比普能粘胶丝有上大幅度提高，干强是粘胶丝 2 倍，湿强是粘胶丝 3 倍，有效地克服粘胶丝 湿强低的缺陷。其湿强度高的原因是大分子具有高顺向性，高结晶度，低空隙区，无皮/芯效应之特性， 使纤维所吸收水份能均匀分布在纤维中，并非仅吸附在纤维表面或存在于纤维之间，故能得到较高的湿 强度。GreenCell 长丝第 2 个特性为微纤化效应，这是因纤维给湿强度高，可在浸湿状态下经由机械处理 在纤维表面形成微细毛纤俗称“微纤化” ，使纤维扩大了应用领域。此外用 GreenCell 长丝制成服装还有 尺寸稳定性与垂性优良的特点，这是由于纤维湿模量较高，在湿态下直径膨胀废低（不超过 30%） ，干燥 后又能恢复原状，这一特性使织物具有较大丝间空隙，提高其悬垂性能，使服装具有豪华的流动感和飘 垂视觉，是作高档服装的理想纤维，也是逐步取代粘胶长丝的一种环保性纤维素长丝，可广泛应用于服 饰、家纺及工业等多种领域。 （3）纽代尔纤维与蔴赛尔纤维：这两种纤维是由山东海龙公司开发的新一代纤维素纤维，并已投入 批量生产，在国内 60 多家企业使用。纽代尔纤维 (Newdal) 是以可再生天然植物为原料，采用变性粘胶 工艺和特殊的纺丝成型工艺制成的一种高湿模量纤维。纤维具有较高强力与湿模量，优越的断裂伸长率 与独特的高卷曲性，使纤维具有良好的纺织可加工性。纤维质地柔软滑爽，丝质感强，制成织物悬垂性 与保型性好。其吸湿透气性优于棉，故穿着舒适，可用于制作内衣（裤） ，儿童服装、运动装等中高档时 装面料。据测试分析：纽代尔纤维常用规格为 1.33dtex38m/m，干强为 3.2CN/tex、湿强为 2.1CN/tex， 伸长率 18%，纤维截面为椭园形，纤维的各项质量指标均比普通粘胶优越，并与国外兰精公司生产莫代 尔纤维相接近，完全可以取代进口莫代尔纤维。被称为“中国莫代尔纤维” 。它的开发与批量生产改变了 长期依赖进口局面。 目前纽代尔纤维在国内既有纯纺也有混纺纱线， 上海帕兰朵高级服饰公司用 100%纽 代尔纤维在无锡一棉紧密纺机上生产高支纱制成高档服饰就是一个成功的范例。山东潍坊大地纺织公司 等企业，用纽代尔纤维与精梳棉、细旦涤纶等原料先后在环锭纺与转杯纺机上成功生产出 14.7tex 与 OE28tex 混纺纱线，充分证明纽代尔纤维具有良好的可纺性，用纽代尔混纺纱线制成服装，染色鲜艳、富 有光泽，且保型性好故深受消费者喜爱，具有良好的市场前景。 蔴赛尔纤维（Jutecell）是海龙公司采用自行开发的专有技术，对天然植物纤维黄蔴进行处理而制得 的一种新型纤维素纤维，它既保留天然麻纤维凉爽透气、抗菌防霉吸湿快干的天然功能，又克服了它纤 维粗短，明显刺痒，不适服用性能差的短处，成功地研发出服用性能佳、功能明显科技含量较高的纤维 素纤维。上海帕共朵高级服饰公司针对麻赛尔纤维的特点以及它的异形截面、设计出符合针织产品特点， 具有中高档品位的麻赛尔纤维针织面料， 这一面料具有国际先进水平并已申请专利， 具有优越的市场前景。 芦惠民， 等： 积极推广新型纤维材料与新型纺纱技术 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2010 年 3 月第 1 期第 3 页浙江纺织服装职业技术学院学报 （4）立肯诺珍珠共混纤维（LiCHeno） ：是东华大学与上海新型纺纱技术中心共同开发的具有护肤保 健功能的新型纤维。珍珠是一种有机宝石自古以来就为人们所珍爱，并被誉为宝石“皇后” ，其用途十分 广泛，除用于首饰品外，它还是一味天然保健良药。课题组在深入调研基础上应用高科技手段，攻克珍 珠超细化粉碎及超细粉粒的均匀分散等技术难题，将超细珍珠微粉粒与再生纤维素纺丝液共混纺丝，研 制成功珍珠共混再生纤维素纤维，即立肯诺珍珠纤维。这一成果已于 2007 年通过国家级鉴定，2008 年 获得国家发明专利授权。由于珍珠纤维以粘胶为基材，故纤维的机械物理性能与粘胶相似，但分布在纤 维内外众多的珍珠微粒的粒径已达到纳米级，由于超细材料的特殊效应使纤维产生许多新的功能。据国 家权威部门检测，珍珠纤维中含有 10 多种氨基酸与 20 多种微量元素都对人体有保健功能，如甘氨酸可 促进皮肤胶原细胞再生；赖氨酸可加速新陈代谢；丝氨酸可增强细胞活力延缓皮肤化老化，铁和铜元素 可维护皮肤的弹性，锌元素可保持皮肤光泽柔润等。此外，珍珠纤维还对紫外线形成良好的吸收与屏蔽 作用。据测试分析，只要纱线中含有 30%以上珍珠纤维即能达到国家标准 GB/T18830-2002 规定的防紫 外线产品的要求。同时因珍珠纤维的基材是粘胶与纤维结合的是珍珠微粒都属于天然材质，对人体安全 无毒，它作为一种护肤的功能纤维，尤其适宜适用作内衣及家纺等产品，具有良好的发展前景。两年多 来在国内产业链上下游企业的共同努力下批量生产珍珠纤维纺织品已推向市场，产品品种也从初期针织 内衣、T 恤、短裤，逐步扩展向衬衣、休闲运动服及床上用品领域，纤维的优异扩肤保健功能已引起国 外客商的关注，将进入国际市场。随着纤维产能的扩大价格下降，产品种类也从低比例混纺向高比例混 纺和纯纺纱拓展，更能凸现其良好的护肤保健功能。 （5）蔴类纤维细化加工技术的突破，为扩大蔴纤维应用，向高支化优质化发展创造了良好条件。我 国蔴类纤维品种很多有苧蔴、亚蔴、黄蔴、大麻（汉麻）等 10 多种。从这次高峰论坛得到的信息：1） 由湖南华升洞庭公司和东华大学共同承担的“十一五”国家科技支撑计划“高档超高支苧蔴面料加工关 键技术” ，已于今年 4 月通过国家验收。其关健技术，一是培育纤度 2500 公支以上苧蔴良种；二是突破 生物化学联合脱胶工艺技术降低污染物排放量；三是开发出 136-400 公支高档苧蔴纺织品，极大地提高 了苧蔴纺织品的整体服用性能。2）由解放军总后军需研究所承担的大麻（汉麻）加工技术也取得实质性 进展，包括大麻育种、培植，原茎皮杆分离，预处理（物理脱胶）分梳纺纱加工，织造产品设计等均有 重大突破，用湿法纺出 60 公支麻纱。浙江雅戈尔服装集团与总后联合共建汉麻服饰基地，已用纯汉蔴纱 与汉蔴混纺纱，开发出休闲西服、衬衣及针织服装，家用纺织品等几大类系列产品，利用汉麻的优良吸 湿排汗，扼菌、除臭防腐蚀等良好性能，占领高端服饰领域，成为公司主导产品行列。3）常熟紫荆花集 团与东华大学合作的黄麻细化加工技术，也取得积极进展，使黄蔴从原来传统的麻袋包装材料，发展成 时尚服饰面料。4）亚蔴是蔴类纤维中支数最高性能优良麻类品种，有“麻类软黄金”之称，亚蔴纺织加 工由东北黑龙江逐步向东部沿海浙江拓展，浙江已拥有亚蔴纺锭 10 多万锭，成为国内从亚蔴纺纱、织 布、染色服装重要基地，亚蔴纺纱支数提高，使亚蔴服饰跨入高工优质行列。 总之，蔴类纤维加工技术提高纤维利用范围的拓宽，不但提高高麻类纺织品的附加值，也符合人们 穿着舒适的要求。 此外，这次高峰论坛还提出在发展差别化、功能化纤维同时，还应重视高新技术纤维材料的开发与 应用，重点要突破碳纤维，芳纶超高分子量等纤维的产业化，并加快产业用纺织纤维及制品的开发，提 高国家在产业用纺织品中纤维的加工量。 2积极推进纺织加工新技术的应用步伐 积极采用新型纺纱技术来提升产品档次也是这次论坛的一个重要主题。进入 21 世纪以来，我国纺纱 能力得到快速发展，至 2007 年环锭纺已超亿锭，达到 10119 万锭，由于存在低水平重复建设，使部分产 品产能过剩供大于求，竞争加剧效益下降。同时产能扩张过快带来原料、劳动力、能源紧张，尤其是棉 花自给率只有 40%左右，大量依赖进口使棉花价格居高不下，同时环锭纺又是一个劳动密集型行业，用 工多，招工难矛盾十分突出。采用新型纺纱技术，如转杯纺由于工序缩短，设备减少，不但能大幅度节 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2010 年 3 月第 1 期第 4 页 省用工，且单位能耗也比环锭纺下降 20%以上，从而降低纺纱加工成本。据德国赐来福公司提供的数据， 加工 1 公斤纱，环锭纺需 0.3 欧元而转杯纺只需 0.12 欧元。是环锭纺的 40%，同时新型纺纱对原料适应 性也比环锭纺要广泛，因此发展新型纺纱技术是我国纺织工业能否持续发展的关键所在，最近出台的纺 织工业 3 年调整与振兴规划中也明确指明了新型纺纱技术的发展方向。 从成纱机理上分析不同于环锭纺纱方法的，有转杯纺、喷气纺、喷气涡流纺、摩擦纺及自捻纺等。 仍然采用锭子加捻原理但成纱结构不同于环锭纺的，有紧密纺（又称集聚纺） ，赛罗纺、复合纺等。与会 专家及企业家认为从提升产品档次、减少用工，节约能耗出发，今后应重点采用半自动转杯纺、喷气涡 流纺、紧密纺与复合纺纱等新技术新工艺。 （1）转杯纺是新型纺纱中技术最成熟国内外使用面最广的一种新型纺纱方法。我国目前有近 200 万 头各种转杯纺机在运转，相当于环锭纺 800 万1000 万锭环锭纺的产能，与 1 亿多锭环锭纺相比不足 10%，远落后于国际水平。据相关资料报导，目前国际上转杯纺产能按长度计算已达 25%，按重量计算 在 40%，尤其是在美国转杯纺产能已超过环锭纺，因此发展转杯纺在我国仍有较大空间。 目前我国在使用转杯纺有自排风式转杯纺机，抽气式半自动转杯纺机及引进的全自动转杯纺机等多 种。自排风式转杯纺机使用已达 20 多年，设备陈旧性能落后，生产效率低，应逐步淘汰更新；全自动转 杯纺机国内尚处于研发阶段，依赖进口价格昂贵，纺纱制造成本高，尚未到大量推广阶段；半自动转杯 纺机国内已有多家生产，其性能介于自排风转杯纺与全自动转杯纺之间，目前运行速度已达 9 万 r/min 11 万 r/min 成纱质量与接头质量均接近全自动转杯纺机水平，且适纺原料范围广，对于非棉类的纤维， 可通过更换纺杯直径，选用合适的元器件来适应。因此半自动转杯纺机适合国情，有较好性价比和较强 的应变能力，应作为国内纺纱厂首选的机型。 （2）喷气涡流纺：是在喷气包缠纺（MJS）基础上发展起来的一种新型纺纱技术。喷气纺（MJS）在 我国使用已有 20 多年历史，目前投入运行的有 300 多台，具有纺纱速度快，工序短等优点，但它是一种 包缠纱结构，外包缠纤维只占 30%、70%纤维处于纱芯平行排列未加捻状态，故其成纱强力低（是环锭 纺的 70%80%）且纺纱工艺对纤维长度要求较高，不能纺纯棉纱，只能生产 T/C，T/R 及纯涤纱等，影 响其使用价值提高。而喷气涡流纺的成纱结构比喷气纺有了较大变化，由于采用了高速气流辅助罗拉牵 伸，对纤维进行分离，并充分利用牵伸对纤维控制，伸直平行度好，损伤少，更有利于改善纤维在成纱 中的排列形态和成纱强力。同时喷气涡流纺采用高速旋转气流对纤维须条进行加捻，由于无高速回转件 的限制从而可以高速纺纱，据已投产的企业提供数据、喷气涡流纺在生效率、产品质量比喷气纺有明显 优势。目前山东、江苏、广东等地纺纱企业用喷气涡流纺生产的多种纤维素混纺纱线已成为针织服装用 户选用高档针织纱线之一，并取得良好的经济效益。 （3）紧密纺又称集聚纺，是环锭纺机通过改造的一种新型纺纱技术。其增加了从前罗拉钳口到加捻 点的纺纱三角区中纤维控制，消除或减少了加捻三角区，从而取得显著减少毛羽、改善条干，提高强力 的效果。紧密纺纱技术从国外引进开始至国内自主创新研发近 10 年时间，随着制造技术不断成熟，纺纱 工艺不断创新，改造成本不断下降，目前已处于扩大应用与推广阶段，尤其是生产品种已从纯棉精梳纱 向多纤混纺纱、半精纺纱及毛纺蔴纺领域拓展，更扩大紧密纺技术的应用空间。因此，紧密纺应是环锭 纺技术创新的重点应加快推广应用步伐。 （4）复合纺纱也是在环锭纺机上通过改造而形成的一种新型纺纱技术。其实质是将性质不同的纤维 复合纺纱，取长补短形成新风格，目前已有 3 种形式：1）混纺纱：将两种及以上纤维均匀混合，通过并 条工艺将不同纤维的条子按一定的混纺比并合，生产出 T/C、T/R、T/W 及涤/棉/天丝、涤/棉/羊绒、棉/ 功能性纤维（阻燃、抗菌、保健等）最新流行混纺纱。2）混捻纱：是将两种不同纤维（或纱、丝）象拧 麻花似交缠在一起类似服线结构，有赛罗纺、赛罗非尔、包覆纱等多种改造方法。其中赛罗纺是将两根 保持一定间距的粗纱平行喂入细纱机，经牵伸后由前罗拉输出两根须条，经汇合加捻成类似股线，如两 根粗纱纤维或色泽不同就可生产出混纤纱或混色纱。赛罗纺的加捻效应还可减少成纱毛羽改善质量。赛 芦惠民， 等： 积极推广新型纤维材料与新型纺纱技术 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2010 年 3 月第 1 期第 5 页浙江纺织服装职业技术学院学报 罗菲尔纺是将赛罗纺中用根长丝取代一根粗纱。由于成纱中含有长丝与短纤两种组分，故又称双组分纱 当短纤为羊毛时又称 woolfil 复合纱。3）包芯纺：外周与内芯由不同纤维构成，一般以化纤长丝为芯（有 弹力丝与非弹力丝）外包短纤维形成包芯纱。包缠纱也是包芯纱一种，是以长丝或短纤维纱为纱芯，外 包另一种长丝或短纤纱，外包纱按照螺旋形式包覆。以上 3 种复合纺纱方法都是在现有环锭细纱机上通 过改造而生产出具有不同风格的新型纱线， 能提升纱线档次、 扩大用途， 且化钱较少、 改造简便、 成效快。 （5）在纺纱新技术推广应用上除上述半自动转杯纺，喷气涡流纺，紧密纺，复合纺外，最近山东如 意集团与香港理工大学开发的两种纺纱新技术也引起与会专家的广泛关注：山东如意集团与武汉科技学 院共同研发的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”是对环锭细纱的一项重要创新，它以可溶性维纶为介 体实现了超高支纺纱，突破了环锭纺纱支数极限；香港理工大学陶萧明教授课题组研发的“低扭距环锭 单纱技术” ，在针织物使用中能显著降低要斜度，产品具有独特羊绒感，同时纺纱捻度降低可提高单位产 量，降低纺纱成本。这两项纺纱新技术的进一步完善，并逐步在生产中应用，将对环锭纺技术进步带来 深远影响。 3高峰论坛的几点启示 这次高峰论坛通过演讲、交流与实物展示，使大家受到以下 3 点启示： （1）纺织纤维材料和纺纱技术的发展，提高了纺织品质量，扩大了品种。因此新型纺纱的开发应从 新型纤维材料与新型纺纱技术运用两方面入手，只有两者有机结合，才能开发出具有优良特性、市场流 行欢迎的产品。 （2）各种新型纤维材料都有不同特性，在可纺性、染色性及使用性能上有较大差异。因此要成功开 发好各类新型纱线，必须采用“组合“开发方法，扬长避短、优势互助，使各