（纺织材料与纺织品设计专业论文）涤纶海岛丝麂皮绒织物的开发和染整工艺研究[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

t h e d 钾d o p m 蚰t o fs u e d 懿m a d eo fs e a 血h n ds u p e r f i n e f i b e ra n d 伍er k s e a r c h 仰i bd y e i n ga n d 硒i s h i n gp m c 懿s a b s t 队c t w t h ed e v e l o p m e mo fs u p e r f i n e 胁e r ，t l l em a i l m a d es u e d ec a i ls i m u l a t et h en a t u r a lo n e i na p p e a r a l l c e ，a 1 1 de v e nt 1 1 eq u a l n yo fm a n m a d es u e d ec a l le x c e l t h a to fm a l l m a d es u e d e ， w h i c hm a k e sp e o p l ea p p r e c ia _ t em a n m a d es u e d ev e r ym u c h h o 、v e v e r ，埘mt h ei m p r o v e m e n t o fp e o p l e sl i v i n gl e v e la n dt 1 1 ei n c r e a s eo fp e o p l e se n v i m n r n e n t a lc o n s c i o u s n e s s ，m a n - m a d e s u e d e 谢t l lg o o d 印p e a r a i l c ea i l df h n c t i o n 、v i l lb ed e v e l o p e dt om e e td e m a n d so fc o n s u i n e r s t h ed i 锄e t e ro fs u p e r 丘n ef i b e ri sm u c hs m a l l e rt h a nt h a to fc o m m o np o l y e s t e r 丘b e r ，w i l i c h m a l ( e s 出ep r o p e n yo fd y e i n ga n d 矗n i s h i n go fm 锄- m a d es u e d ed i 行e r e n t 研mt h a to ff a b r i c s m a d eo f c o m m o np o l y e s t e ls ow h a ti si m p o n a n tm o s ti st h ep m c e s so f d y e i n ga 工1 df i n i s h i n gf o r m a l l 一m a d es u e d e a 廿1 0 u 曲g r e a ts u c c e s si ns t u d y i n gf 捌c sm a d eo fs u p e r f i n e 肋e rh 鹪b e e n a t t a i l l e d ，t h et e c l l i l i q u ei ss t i l li m m a t u r e 1 1 1 em o s ti m p o n a n ti n d e xo fe s t 面a t i n g l eq u a l 畸o f s u e d ei s “、柑t 血ge 髓c t ，b u t 、耽l a c k l er e l a t i o n s h i pi nq u 锄t 蚵b e t w e e n w r i t i n ge 脓c t ”a i l d f a c t o r sa 行e c t i n g 、柏t i n ge 毹c t ” a c c o r d i n gt ot h eb r i e fa b o v e ，m em a i na i m so fm i st o p i cw e r ea sf o l l o w s f i r s n y w e w o u l dd e v e l o pas e r i e so fm a l l 一m a d es u e d e s 谢t hs p e c i a lp a t t e m s ，s t y l e so rf 沁t i o n st om e e t r l e e d so fc o n s u m e r sa n dd e m a l l d so fs o m el a w sa n d 曲m d a r d s s e c o n m y ，、ew o u l dr e s e a r c h p o s t t r e a t i n gp r o c e s so fm a l l 一m a d es u e d e ，f i t l a l l y ，w e 、o u l ds c tu pt 1 1 em e m o do fa s s e s s i n g “w r i t i n ge 虢c f ，w h i c hw o u l db eav i t a lb r e a k t h o u 曲i nt h e o r ya n dp r o v i d eg u i d a n c ei n h e l p i n gp e o l ed e v e l o pm a n - m a d es u e d e s i nt l l i s p 印e rw ed e v e l o p e dv a r i o u s n e ws u e d e s 谢t l ld i 脏r e n t p a t t e m s ， “c o l o r e d w e a v i n g ”e 雎c ta n dc o m f o n a b i l i t yb y c h a n g i n gw e a v e so ff 抽r i c sa i l da h 孤酉n gd i 虢r e n t m a 硎a l s w ba l s oc o m p a r e ds y s t e m a t i c a l l ye n d l l r a l l c e ，c o m f o r t a _ b i l i t ya n ds t y l eo fs u e d em a d e o fp u r ep o l y e s t e r 卸ds u e d ew i mc o t t o n a n dw et e s t e da 1 1 da 1 1 a l y s e dr e l a t i o n s h i pb e 伽e e n 也e d e w e i 曲t i n gr a t i oo fs u e d e 锄dt e m p e r a l u r e ，c o n c e n 仃a t eo fn a 0 ha n dt i m e m e a n w 哪ew e r e s e a r c h e d d y e i n gp r o p e n yo fn e wm a i l m a d es u c d e w e仃e a t e ds u e d eu s i n gv 耐o u s f l a m e r e t a r d 趾ta g e m sb yt w od i f r e r e n tw a y sa n dt c s t e d 蛆da n a l y z e df l a m e r e t a r d a n te f r e c t a t l a s tw ed e f i n e d 、v 血i n ge f 蚤w t ”，r e g u l a t e dt h eg r a d e so f “w r i t i n ge m i c t a n ds e tu pt h em e 也o d o f a s s e s s i n g “w r i t i n ge f i e c t ”， s o m ec o n c l u s i o n sw e r ea b l et ob eo b 诅i n e db yan 啪b e ro f e x p e r i m e m s f i r s t j y ，c o m p a r e d 、v i t hs u e d e sm a d eo fp u r ep 0 1 y e s t e r ，s u e d e s 、v i t l lc o nh a df i n ch e a ti n s u l a t i n g 曲i l i t ya j l 霎x 第1 章绪论 7 0 年代曾经历了对合纤的改性时代。但单纯为模仿天然纤维性能的改性难于满足消费者 的需求，8 0 年代中期，除部分特殊用途外，合纤几乎遭到被冷落的境地。对这一事实， 日本各大化纤企业从崭新的观念合成纤维是一种依靠人类的智慧和努力具有无限可 能性的纤维材料出发，开始了新的挑战。他们一方面继续着眼于合成纤维的仿天然化， 同时又致力于发现各种化纤所具有的特种功能性，再附加以新的认识，用高超的技术手段 终于开发出了天然纤维也难以比拟的高性能、高附加值的纤维材料。近年来，世界流行的 “新合纤”就是以超细纤维为基础的新材料。 对于超细纤维，国际上至今没有一个统一的定义，美国的p e t 委员会将单丝细度为 o 3 d t e x 1 0 d t e x 的纤维定义为超细纤维，a k z 0 认为超细纤维的上限应为o 3 d t e x ，意大利 则将o 5 d t e x 以下的纤维称为超细纤维，日本将单丝细度为o 5 5 d t e x 以下的纤维定义为超 细纤维o “。在我国纺织工程专业统编教材中，规定单丝细度小于o 4 4 d t e x 的化学纤维称 为超细纤维。在我国国家标准中规定的是纤度在o 4 旦以下的化学纤维。“”表卜2 列出了 a k z o 公司对纤维纤度的分类“。 表卜2a l ( z 0 公司对纤维纤度的分类 纤度d t e x分类 粗旦纤维( g r a b e f i b e r s ) 中旦纤维( g e n e r a 卜f i b e r s ) 细旦纤维( f i n e f i b e r s ) 微细纤维( m i c r o f i b e r s ) 超细纤维( u l t r a f i n e f i b e r s ) 超极细纤维( s u p e ru l t r a f i n e f i b e r s ) 最初的服用纤维纤度一般为3 4 d t e x ，称为常规丝，例如涤纶、锦纶、腈纶等合成纤 维的出现使服装风格变得飘逸潇洒，并且极易洗涤和保存，有着天然纤维无法比拟的优势。 但这些合成纤维都具有透气性差、易起静电等缺点，穿着不舒适。于是人们不 ：“i 上了一个新台阶。”。当涤纶单丝纤度小于 0 8 2 5 d t e x 时，人们发现织物发生明显变化，表现 在手感特别柔软，穿着舒适透气。具有真丝般外观、良好的悬垂性而备受青睐“。但纺制更细的 纤维用常规纺丝和拉伸工艺很难实现，太细的纤维在拉伸过程中不容易均匀拉伸，而且容易 断裂而出现毛丝，并且这种纤维的织造加工也存在很大的困难，穿着时也容易产生毛羽， 而且最初的合成纤维与蚕丝、羊毛相比，没有身骨，而且有金属般光泽，特别是对于涤纶 来说，其发色性更差”1 。把纤维超细化以后，会使这些缺陷更加明显。由此可见，无论 是生产加工，还是实际应用超oo oo ，oo o ，ooo 第1 章绪论 细纤维都难以得到其应有的价值，因此超细纤维只是在造纸、非织造布等部分领域得到应 用。但是，后来除去海岛纤维中的海部分，得到超细纤维的划时代的超细纤维制法和相应 的人工皮革的开发，确立了超细纤维的新用途。以此为契机，掀起了超细纤维研究、开发 的新高潮，其特征制品的开发至今方兴未艾。这时的合成纤维超越了天然纤维的纤度极限， 开拓了称为超细的新的独创领域，在许多事业上做出了重大贡献。海岛型纤维纺丝技术的 出现解决了以上难题。海岛纺丝技术使l 束丝以l 根常规丝的形式进行纺丝和织造等加工， 对织物进行处理溶去海的成分后使纤维达到o 5 o 0 0 1 d t e x 的细度。海岛型超细纤维的出 现是超细纤维生产的一个里程碑。 b 超细纤维的性能“”由于超细纤维的单丝线密度在0 3 d t e x 以下( 真丝线密度为1 1 1 3 2 d t e x ) ，这就赋予了它具有超越真丝的优异性能。 ( 1 ) 由于单丝线密度极细，抗弯强度较低，故织物手感柔软、悬垂性特好，同时又 保持了常规 x 第1 章绪论 岛超细纤维生产能力增加了近1 0 倍以上。各国生产工艺以两步法居多，但新上的生产线 基本上是f d y 一步法工艺，产品正朝微细且和多岛性发展。美国h 订l s 公司最近推出的新 型亚微或超微旦纤维纺丝技术，采用海岛型复合喷丝板，纺丝孔数198孔，孔阔距为64mm 6 4 m m ，纺丝旦数( d p f ) 一般在1 5 。其纺丝、拉伸以至溶解都和常规加工法相同。岛 组分采用聚酯，海组分为聚苯乙烯或聚乙烯醇，岛与海的比例在5 0 ：5 0 到7 0 ：3 0 之间变 化，每根长丝的岛数在2 0 0 以上，最多可以达到9 0 0 岛甚至1 0 0 0 岛，溶离后的岛纤维的直 径大约为3 0 0 纳米”“。 目前，日本、美国、欧 翻承磁礤嵫您浑噔嘞枣菩鞘聊艇_ 贞j 刚；鲢验幽静墅弱j 瞪礴； 黛掣噤璀弹罐名匣埔一孵竖雾嚣瀚磊。蹈嚣篓薄滋缘坶埝漯按澎瞪洲 ；：溺灌黼肄袋 剖j 礓i 进行顶破性能测定，试样直径为6 0 n l n l ，夹布圆环内径为2 5 m m ，弹子直 径为2 雠l r n ，试验机下降速度为1 0 0 m m m 访，试验次数为5 次。 “) 织物耐磨性实验利用常州第二纺织机械厂制造的y 5 2 2 型圆盘式织物耐磨机对织 物进行耐磨性实验，试样赢径为1 2 5 m m ，定位孔直径为6 r n m ，工作圆盘直径为9 0 m m ， 砂轮型号为a一1 5 0 ，所加压力为7 5 0 9 ，实验次数为5 次。用试样磨1 5 0 次后单位面积的 失重来表示织物的耐磨性能。单位面积的失重为试样原来重量和磨损后的重量差，对试样 受磨面积的百分比，即： 单位面积的失重r =坐掣( g 聊2 ) s 岬 ( 2 1 ) 式中： w 广试样原重量( g ) ，w 厂一试样磨损后重量( g ) ，s 试样受磨面积 ( c m2 ) ( 本仪器为2 0 c m 2 ) 。 b 舒适性测试 ( 1 )麂皮绒织物的透气性测试用宁波纺织仪器厂制造的y g 4 1 6 a 型织物中低压透气量 仪对麂皮绒织物进行透气性测试，喷嘴孔径为中3 ，试验面积为2 0 c m 2 ，试样的裁取面积应 大于20 c 群，也可以用大块试样测试，同一样品的不同部位至少测试1 0 次。 织物透气性就是织物两面存在压差的情况下织物透过空气的性能。织物透气量则是织 物在规定的压差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积，其单位是l m 2 s ( 或m s ， l m 2s = l o 一s ) 。 ( 2 )麂皮绒织物的保暖性测试采用常州市第二纺织机械厂制造的y g 6 0 6 平板式保暖仪 对麂皮 x 第1 章绪论 分收缩的过程。 磨绒工序是超细涤纶仿麂皮前处理工序中最为关键的工序。因为它不仅影响产品的最 终品质，而且对产品的最终风格起决定性作用。磨绒时要根据织物的绒毛风格要求合理地 选择砂布粒度和磨辊的运转方向，确保绒面细腻、丰满、均匀。同时还需注意车速、张力 的控制，以及织物包围角大小的调节，避免磨绒时强力损失过大或绒感不够，确保布面平 整无条痕、皱印，磨毛均匀，绒毛长短一致。“。 ( 2 ) 染色涤纶超细纤维在染色速度、匀染性、显色性和色牢度等方面都具有明显的特 殊性“。 1 ) 细纤维纤度细，表面积大，吸附染料快、扩散慢，所以匀染性较差； 2 ) 超细纤维的光反射系数较大，要染得同样深度的色泽，染料用量要比普通纤维高 出3 成以上。 3 ) 超细纤维织物的耐晒色牢度、耐升华色牢度、耐摩擦色牢度等都比常规合纤有所 下降。所以要合理地选择染色设备、染料、助剂和工艺，以保证获得较好的染色效果。 1 2 本课题所要解决的问题 1 2 1 麂皮绒织物新产品设计开发和性能测试 a 通过组织变化，设计开发出具有不同花纹效果的小花纹麂皮绒产品； b 通过不同原料的合理组合与搭配，设计开发出具有色织物效果、派生出具有牛仔布 风格的麂皮绒新产品； c 利用海岛丝和天然纤维交织，开发出既具有超细纤维绒面效果，又兼具天然纤维织 物性能的麂皮绒产品； d 新产品性能测试与分析。 1 2 2 麂皮绒织物染整加工工艺探讨 a 。探讨麂皮缄织物在退浆、精练、松弛、开纤、碱减量一浴法加工过程中，失重率和 缩率随处理温度和碱液浓度的关系，失重率随处理时间的变化规律，通过测试不同失重率 下织物的断裂强力、撕裂强力、透气性和厚度等性能确定最佳的失重率范围； b 测定麂皮绒织物分散染料染色时上染率和表观深度随最高保温温度变化的关系，确 定麂皮绒织物分散染料染色的最高保温温度条件： c 测定麂皮绒织物染色时，织物上染料含量以及表观深度与染料浓度的关系，分析分 散染料在麂皮绒织物上的提升性。 1 2 3 麂皮绒织物的阻燃处理 分别用浸轧法和阻燃一染色同浴法对麂皮绒织物进行阻燃整理，分析两种方法的优劣。 1 2 4 麂皮绒织物“书写效应”的评价方法探讨 通过三元线性回归，找出“书写效应”与麂皮绒织物经密、纬密和经丝线密度之间 第2 章麂皮绒新产品的开发 目b ，、# i l 皮皱g 图c彩格麂皮绒c 图2 一l新产品小样试织上机工艺 2 3 麂皮绒新产品的外观效果 2 3 1 大样外观效果 图a 图b 第1 章绪论 c 超细纤维的用途超细纤维的优良特性决定它广阔的应用前景。其应用也从最初的仿 真丝、仿麂皮、超高密织物等服饰领域逐步扩展到保温、过滤、吸液材料等工业和医药卫 生领域。表卜3 列出了不同纤度超细纤维的用途。“” 表卜3 不同线密度超细纤维的用途 线密度d t e x用途 o 5 0 1 o 1 o 0 5 0 1 0 0 0 5 o 0 1 o 0 0 l 仿丝绸型高密织物 高性能洁净布 针织品，仿麂皮型非织造布 人造麂皮，第2 代人造皮革 ( 1 ) 薄型保暖织物由于海岛型超细纤维间隙多而密，可利用其毛细管作用，使织物获 得良好的吸湿导汗功能，同时由于织物间的微孔结构，织物内拥有较多的静态空气，因而 可获得较好的隔热保暖作用。利用超细纤维制得的薄型保暖织物，适用于春秋季服装。具 有很大的潜在市场。 ( 2 ) 人造皮革 1 ) 桃皮绒织物桃皮绒织物是近年利用超细纤维开发出来的一种高密度薄型起绒服装 面料，其织物的表面覆盖一层特别短的精细致密的小绒毛，使织物的反光点小，光色泽柔 和，表面丰满、细洁、精致、较小的纤维抗弯刚度使织物飘逸潇洒。因具有桃子表面的外 观和触感，故被称之为桃皮绒织物。制造桃皮绒织物的主要方法就是让织物经过一道“砂 洗”( 起绒) 工序，借助化学助剂使纤维膨化、开松，再经过滚筒的辗轧，辅之以机械动作 第2 章麂皮绒新产品的开发 ；循环次数：5 次；每个样品裁取试样3 块，尺寸为3 0 c m 3 0 c m ，试样应平整，无折皱； 调湿和测试的标准大气为温度2 0 2 ，相对湿度6 5 2 ，调湿时间为2 4 h 。 保暖率q ：无试样时的散热量q 0 和有试样时的散热量q 1 之差与无试样时的散热量q 0 之比的百分率。该值越大，试样的保暖性愈好。 d ：鱼二望! 1 0 0 。 9 0 ( 2 2 ) 式中：q 0 无试样覆盖时试验板的散热量( w ) ，q l 有试样覆盖时试验板 的散热量( w ) 。 传热系数u ：纺织品表面温差为l 时，通过单位面积的热流量。该值愈大，试样的 保暖性愈差。 r ，一砜u 1 一 ( 2 3 ) 式中：u 试样传热系数( w m 2 ) ，u 。无试样时试验板的传热系数( w 爪2 ) ，u ，有试样时试验板的传热系数( w m 2 ) 。 克罗值c l o ：其物理意义是：当室温为2 1 、相对湿度不超过5 0 、气流为l o c m s 时，试穿者静坐并保持舒适状态，其服装所需要的热阻。克罗值与传热系数的关系如式 2 4 所示。 l c d ：l o 1 5 5 u ( 2 4 ) ( 3 ) 麂皮绒织物的回潮率测试y 8 0 2 | v 型八蓝恒温烘箱，常州纺织仪器厂。回潮率是 指试样的含水量与试样的干重之比。 回潮率矿= ! ；导1 0 0 ( 2 5 ) u o 式中：g 一试样的烘前质量( g ) ，g 0 _ 一试样的烘干质量( g ) 。 c 麂皮绒织物的风格测试 ( 1 ) 麂皮绒织物的悬垂性测试利用温州市纺织仪器厂制造的y g 8 1 1 型织物悬垂性测 定仪对麂皮绒织物的悬垂性进行测试。悬垂系数是指试样下垂部分的投影面积与原面积之 比的百分率。该值愈大，悬垂性愈差。 f ：量尘1 0 0 s 一曼 ( 2 6 ) 第2 章麂皮绒新产品的开发 式中：f 悬垂系数，s 试样面积，s ，夹持盘面积，墨为织物试样投影 面积。 ( 2 ) 麂皮绒织物的折皱弹性测试利用宁波纺织仪器厂制造的y g 5 4 l a 织物折皱弹性 仪对麂皮绒织物的折皱弹性进行测试，测得折皱回复角。回复角越大，织物的折皱回复性 能越好。 2 4 4 实验结果与讨论 通过测试可知，所开发的纯涤纶麂皮绒新产品都具有很好的使用性能，这里主要比较 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的性能。 a 耐用性能 ( 1 ) 拉伸性能 表2 4 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的拉伸性能比较 由表2 - 4 可知，纯涤纶麂皮绒的经向断裂强力和断裂功比含棉麂皮绒的要低，断裂伸 长率相差不大，而纬向纯涤纶麂皮绒的断裂强力、断裂伸长率和断裂功均比含棉麂皮绒的 大。经向出现这种现象的原因是涤纶长丝表面比较光滑，而棉纱有一定的捻度，使其和经 向丝线间的摩擦力要大于涤纶长丝和经向丝线的摩擦，所以纯涤纶麂皮绒织物的经向强力 要小于含棉麂皮绒织物的强力；由于经丝相同所以断裂伸长相差不大；强力和伸长的规律 最终又决定了含棉麂皮绒的经向断裂功要比纯涤纶麂皮绒的大。纬向出现这种现象的主要 原因是在其它条件相同的情况下，棉纱的断裂强力比涤纶长丝的断裂强力要小，并且通过 折算4 0 8 的棉纱换算成旦尼尔数为1 4 5 8 d t e x ，比涤纶长丝的1 6 6 7 d t e x 要小，所以棉纱 的强力较之涤纶长丝的要更小，所以纬向的断裂强力要小；涤纶的化学组成是聚对苯二甲 酸乙二酯，如图2 3 的f i g u r ea 所示，棉主要是由纤维素组成，纤维素是1 ，4 连接的b 型 葡萄糖的聚合体，纤维素的链结构如图2 3 的f i g u r eb 所示，由于纤维素大分子内氢键 的作用，内旋转困难，链段的活动性小，其刚性较涤纶分子链的刚性大。1 ，所以纬向的断 裂伸长纯涤纶织物要比棉的大。故最终纬向的断裂功也是纯涤纶麂皮绒的大。 2 0 第2 章麂皮绒新产品的开发 k 江一h 一旷 ( 2 ) 撕破性能 f i g u 陀a 。一 图2 3 涤纶和纤维素的链结构 表2 5 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的撕破性能比较 f i g u 悖b 由表2 5 可知，纯涤纶麂皮绒纬向的抗撕裂性能比含棉麂皮绒的要高，而经向不能撕 破，而是直接断裂。纬向撕裂性能产生这种现象的主要原因是织物的撕裂强度与纱线强度 大约成正比，涤纶长丝的强度要比棉纱的强度大得多，所以纯涤纶麂皮绒织物的纬向撕裂 强度要比含棉麂皮绒的大得多；经向出现这种现象即2 5 姗的含棉麂皮绒的纬向断裂强力 要比其经向的撕裂强力小，主要是棉纱的强力太低导致的。 ( 3 ) 顶破性能 表2 6 纯涤纶麂皮绒藕含棉麂皮绒的顶破性能比较 由表2 6 可知，纯涤纶麂皮绒的顶破强力要比含棉麂皮绒的顶破强力大得多。产生这 种现象的原因是顶破过程中织物的受力是多向的，一般机织物的强度和变形是各向异性 的，在顶力作用下各向伸长，沿经纬( 或直横) 两个方向张力复合的剪切力，首先在变形 最大、强力最薄弱的一点上使纱线断裂，接着沿经向或纬向( 直向或横向) 撕裂，由于棉 纤维的强力和断裂伸长e e 涤纶的要小得多，所以涤纶麂皮绒的顶破强力要比含棉麂皮绒的 顶破强力大得多。 ( 4 ) 耐磨性铑 第2 章麂皮绒新产品的开发 表2 - 7 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的耐磨性能比较 品名 单位面积的失重刚g m - 2 纯涤纶麂皮绒 含棉麂皮绒 7 5 0 9 1 1 由表2 7 可知，含棉麂皮绒的耐磨性能比纯涤纶麂皮绒的耐磨性能要差。产生这种现 象主要是因为在磨损过程中，纤维承受着反复应力，但这种变形能力远比断裂应力小，所 以纤维在反复拉伸中的变形能力大的，具有较好的耐磨性。纤维在重复拉伸中的变形能力 决定于纤维的强度、伸长率与弹性能力，而棉纤维的强力、伸长率与弹性能力均比涤纶纤 维的差，所以含棉麂皮绒的耐磨性能比纯涤纶麂皮绒的耐磨性能要比差。 b 舒适性 ( 1 ) 透气性能 表2 - 8 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的透气性能比较 品名 平均透气量( q ) l m 2 s 纯涤纶麂皮绒 含棉麂皮绒 1 1 0 4 7 1 0 4 2 7 由表2 - 8 可知，纯涤纶麂皮绒的透气性比含棉麂皮绒的透气性稍好。产生这种现象主 要是因为纯涤纶麂皮缄织物和含棉麂皮绒的经纬密度相同，棉纱的线密度( 4 0 5 约 1 4 5 8 d t e x ) 虽然比普通涤纶的线密度( 1 6 6 7 d t e x ) 稍小，但由于棉纱的单位体积重量比涤 纶小，以致棉纱的直径比涤纶长丝的直径大，使得含棉织物的紧密要大，所以含棉麂皮绒 的透气性小。 ( 2 ) 保温性铑 表2 - 9 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的保温性能比较 由表2 - 9 可知，含棉麂皮绒的保温性比纯涤纶麂皮绒的保温性要好。产生这种现象主 要是因为用保暖仪测试织物的保暖性时，纤维与热流方向垂直，则纤维间导热系数的影响 很大，通过前面的分析可知，棉纱的结构较涤纶松散，含棉织物中静态空气的量较纯涤纶 麂皮绒的要多，所以含棉麂皮绒的保暖性要比纯涤纶麂皮绒的保暖性要好；另一方面棉纤 维的导热系数( o 0 7 l o 0 7 3 w m ) 比涤纶纤维的导热系数( 0 0 8 4 w m ) 要低， 这也是导致含棉麂皮绒的保暖性的原因之一。 ( 3 ) 回潮率 第2 章麂皮绒新产品的开发 表2 一1 0 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒回潮率的比较 品名回潮率， 纯涤纶麂皮绒 含棉麂皮绒 0 9 4 t 3 由表2 1 0 可知，含棉麂皮绒的回潮率大于纯涤纶麂皮绒的回潮率，这是由棉的回潮 率大于涤纶的回潮率所引起的。 c 风格测试 ( 1 ) 悬垂性 表2 一l l 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的悬垂性能比较 品名 悬垂系数 纯涤纶麂皮绒 含棉麂皮绒 4 8 4 4 7 由表2 一i l 可知，纯涤纶麂皮绒的悬垂性和含棉麂皮绒的悬垂性差不多。 ( 2 ) 折皱回复性能 表2 1 2 纯涤纶麂皮绒和含棉麂皮绒的折皱回复性比较 由表2 一1 2 可知，纯涤纶麂皮绒织物的经向折皱回复性和含棉麂皮绒的相差不大，而 纬向，纯涤纶麂皮绒的折皱回复性比含棉麂皮绒的要好。主要原因是经向原料规格完全相 同，所以经向折皱回复性相差不大；而纬向，含棉麂皮绒为棉纱，纯涤纶麂皮绒为涤纶长 丝，由于涤纶的弹性比棉纱好，所以纯涤纶麂皮绒的纬向折皱回复性比含棉麂皮绒的纬向 折皱回复性好。 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 3 麂皮绒织物的前处理工艺 3 1 麂皮绒织物退浆、精练、松弛、开纤和碱减量的意义 海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理包括退浆、精练、松弛、开纤和碱减量。 为了织造的方便，低于1 6 6 7 d t e x 的经丝一般要求上浆，依靠浆膜使纤维集束，增强抱合 力和耐磨性。合纤丝回潮率低易产生静电，因此在纺丝过程和后加工过程表面加了一定的 油剂。这就决定了我们要对坯布进行退浆和精练，除去织物上的浆料、油剂、蜡质等物质， 以免给后道工序加工带来困难和造成疵点，对于喷水织造所用浆料一般为聚丙烯酸酯类浆 料，一定要用n a o h 才能除去( 其它织造方法的可用纯碱) 。松弛是为使织物在干热或湿热 条件下充分有效的收缩，是织物逐步形成其产品风格的起点，同时也伴随着整个染整过程。 开纤的目的是溶掉海岛纤维中的海成分，从而得到设计所需的超细纤维，便于后面的起绒： 碱减量的目的是改善织物的悬垂性，提高织物的吸湿性、柔软性，由于减量后造成纤维表 面粗糙，因而织物光泽柔和，也改善了丝鸣感；同时开纤、碱减量的过程也是织物在湿热 状态下收缩的过程。开纤一般和碱减量同时进行。 3 2 海岛丝的组成结构与开纤原理 海岛丝是一种复合纤维。复合纤维由两种聚合物或同一种分子量不同、组成不同的聚 合物以一定的规则分布于同一根纤维之中而成。复合纤维又称共轭纤维、组合纤维、异质 纤维及多组分纤维。复合纤维与共混纤维不同。复合纤维的两种组分互不混溶，在喷丝组 件中，两者通过各自的流道，在喷丝孔入口处汇合，一并挤出，迅速固化成形，因此纤维 中两种组分有清晰的界面。而共混纤维是两种组分互相混溶，无清晰的界面。复合纤维与 混纤丝也不一样。复合纤维是一根单丝中有两种成分，而混纤丝是一束复丝中有两种成分 1 8 】 3 2 1 海岛混纤丝 织物经开纤处理后海( c o p e t ) 被溶掉，使得织物不丰满，因此海岛型复合纤维必 须与高收缩纤维进行合股并丝。现在市场上所用的海岛丝是海岛丝和高收缩丝的混纤丝， 如翔鹭涤纶纺纤( 厦门) 有限公司生产的双色海岛丝，规格为3 6 6 7 d t e x ，9 6 f + 2 5 i ，其基本 条件是1 5 0 d t e x - s d + 1 5 0 d t e x - c d + 6 6 7 d t e x 高缩f d y ，从基本条件可知，它为海岛丝和高 收缩丝的网络化混纤丝。 海岛丝纤维一般与高收缩纤维复合使用，按用途不同主要有针织用和机织用两种，针 织一般以纯海岛纤维做面纱，用高收缩丝做底纱经编而成，常用于生产经编麂皮绒：而机 织及部分针织主要以海岛纤维与高收缩纤维的网络化混纤丝应用为主。高收缩纤维 ( h i 曲一s 城i l i 【a g ef i b e r ，简称h s f ) 是一种具有潜在收缩性能的纤维，一般来说，把沸水 收缩率大于2 5 的纤维称为高收缩纤维。常见的高收缩纤维为聚丙烯腈纤维( 腈纶) 和 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 聚酯纤维( 涤纶) 两种。目前在海岛纤维市场上，能稳定地应用于复合生产的高收缩纤维， 基本上属于共聚酯法生产的f d y “。 高收缩聚酯纤维具有低结晶、高取向的超分予结构特点，在适当的温度下受热时，由 于其结晶度低，对大分子链段运动的束缚力小，使得非晶区高取向的大分子解向，从而产 生纤维宏观上的高收缩。 a 海岛混纤中高收缩纤维生产方法根据高收缩纤维的结构特点，在生产中采用化学 改性与物理改性相结合的措施，保证高收缩纤维的高收缩性与稳定性，因此采用化学改性 的共聚酯切片，使其具有难结晶的特点，同时在纺丝拉伸、热定形过程中采用低温拉伸、 低温定形工艺，使其能得到高取向、低结晶结构。高收缩聚酯纤维的主要生产方法有常规 方法和聚酯化学改性法。 ( 1 ) 常规方法采用特殊的纺丝与拉伸工艺，如用常规的p o y 丝经低温拉伸、低温定 形等工艺制褥沸水收缩率在1 5 5 0 的高收缩性涤纶。其工艺路线为：常规切片一纺制 p o y 一低温低速牵伸( 空变) 一高收缩纤维”。 ( 2 ) 聚酯化学改性法收缩率可以根据不同的需求，在2 5 7 0 之间调节，工艺路线 有两种：汹3 1 ) 高收缩共聚酯切片一纺p o y 丝一低温高速牵伸变形一高收缩d t 纤维； 2 ) 高收缩共聚酯切片一低温高速牵伸变形一高收缩纤维f d y 。 用聚酯化学改性法生产的高收缩f d y 、d t 纤维具有收缩率高，初始模量、断裂伸长 与普通f d y 相当，质量稳定性好等优点，收缩率高达7 0 ，长时间存放其沸水收缩率、 干热收缩率基本无变化。与之相比，常规p o y 丝随存放时问加长，其收缩率下降明显， 并且用常规p o y 丝制取的高收缩d t 纤维收缩率仅有3 5 左右。 b 。海岛丝与高异收缩丝合股的方法海岛丝和高异收缩丝的合股根据应用的不同，其 合股的工艺不同，主要有拉伸变形同步合股、直接网络合股和定形网络合股。【3 5 】 ( 1 ) 拉伸变形同步合股在拉伸变形机上生产海岛d t y 的同时，高收缩纤维经喂入辊 直接进第三罗拉与d t y 并网合股。该工艺生产流程短，但操作不方便，生产难以控制。 ( 2 ) 直接网络合股在并网机及改造的弹力丝机上海岛d t y 与高收缩f d y 经第二罗拉 进行合股。该生产工艺稳定，超、欠喂率调节容易，适于规模生产。 ( 3 ) 定形网络合股该工艺在直接网络合股工艺的基础上增加海岛纤维的定形热箱，有 利于减小海岛纤维的收缩率，增加与高收缩纤维的收缩率差，使织物最终产生的毛绒效果 更好。 3 2 2 海岛丝的组分及其特点 在用海岛法生产海岛纤维的过程中，岛的组分一般采用p e t ，p a ；海的组分可以用 c o p e t ，p e ，p a ，p p ，p s 等。纺丝后制取的复合长丝一般以化学溶解的方法进行剥离，将海组 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 分溶解而使岛组分剥离成超细纤维。也可以使岛组分被溶去后，形成蜂窝结构的中空纤维， 纤维的中空率可达4 0 甚至7 0 以上”。 a 海组分的特点用于制作海岛纤维的水溶性聚酯是一种碱溶性聚酯( a l k a l is 0 1 u b l e p e t ) ，国内许多厂家习惯称之为c o p e t 。因为这一类水溶性聚酯为了保证具有稳定的可纺 性，不得不以降低在纯水中溶解的性能为代价，在一定浓度和温度的碱液中才可以顺利实 现溶离，一般在纯水中主要产生溶胀现象9 3 。 c o p e t 在复合纺丝的过程中充当海相包围着众多岛相，起着隔离、保护、集束岛相的 作用，使海与岛形成有序的整体，从而使纤维保持一定的纤度便于纺丝、织造的正常进行， 最终在开纤时海相被溶离，而岛相成为超细纤维。1 。 普通p e t 化学结构规艇，缺少亲水性基团，具有明显的疏水性。在碱液中，由于化学 结构致密，碱分子很难进入内部，在一定时间内只能与纤维表面发生化学反应使纤维表层 溶解，这就是目前常采用的碱减量处理。为了使p e t 具有亲水性，并能在热碱液中快速溶 解，在聚酯大分子链中引入了磺酸盐基团( 一s 0 3 n a ) ，磺酸盐属于极性亲水基团，具有吸电子 效应，有利于水的渗入和水解过程的进行。同时，改变了聚酯大分子链段的规整性和平面 结构，使大分子聚集态松散程度加大。 随着亲水基体加入量的增加，改性后的聚酯在热水中就开始具有一定的溶胀性，在热 碱液中开始溶解。当亲水基团增加到一定程度，聚酯就具有完全的水溶性。但是由于磺酸 基团引入所形成的空间位阻和极性效应，导致熔体粘度的急剧上升，直接影响了可纺性， 严重时造成纺丝难以正常进行。因此，在保持聚合物有碱可溶性的前提下，应当引入改善 大分子柔性的链段，大大改善了分子结构的刚性，同时进一步提高了聚合物的溶胀性。另 外，亲水基团与柔性链段的相互作用，可抵消部分磺酸基团的极性效应，改善熔体的流变 性，提高可纺性。为使c o p e t 保持良好的结晶性和热稳定性，在高分子结构设计时还可以 引入辅助链段进行补充改性，从而提高了c o p e t 的综合性能9 1 。 b 岛组分的特点在海岛丝中，岛组分具有以下的特点：0 1 ( 1 ) 岛组分( p e t ) 是热塑性纤维，在温度低于玻璃化温度时，反应只在纤维的最外层发 生，反之，反应可能发生在一定深度的区域，所以，处理的温度应该在聚酯纤维的玻璃化 温度附近。 ( 2 ) p e t 是疏水性纤维，n a o h 水溶液很难扩散到纤维的内部，反应主要集中在纤维的表 面。由于p e t 很细，导致在高温下n a o h 会与p e t 反应很快，纤维越细，反应速率越快，反应 也不均匀。因此，应当添加助剂，使得反应均匀发生。 ( 3 ) 海、岛组分碱水解所产生的低聚物的洗涤和再吸附对加工质量影响较大，会影响 织物的色牢度，容易产生染斑和条花。在织物的前处理过程中，洗涤也显得较为重要，应 当反复多次洗涤，以减少低聚物的再次吸附。 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 工艺曲线如图3 4 所不 2 ) 织物缩率的测定用尺寸分别测量处理前织物的经纬向尺寸( ，。，) ，处理后但未 烘干定型的尺寸( ，m ) ) 和处理后并在1 6 0 烘干定型后的尺寸( ，加) ) ，则织物的缩率按 公式3 3 计算。 鞯警枷蝴或警枷蝴 。， 3 ) 织物失重率的测定对处理前和处理后的织物进行干燥称重，称得其干重分别为g o 和g 。，则织物的失重率为： 失重率：譬1 0 0 ( 3 _ 4 ) t x 6 0 i i “ ，“n 2 0 m i “ 图34 减量处理工艺图 ( 4 ) 处理前后织物的形态变化用上海千欣仪器有限公司制造的尼康5 0 i 正置荧光显微 镜观察处理前后纤维的纵向形态。 3 3 2 结果与讨论 a n a 0 h 溶液浓度的测定 表3 2 滴定时未知浓度n a o h 溶液的起始读数和终了读数 通过公式3 1 计算得n a o h 溶液的浓度为2 7 8 4 。 b d s c 分析在d s c 曲线图中，把晶态高聚物的分子运动的内耗峰温度从高到低，依次 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 表3 3 普通涤纶和海岛丝的相关d s c 测试数据 o ：等 ( 3 5 )。m2 西( 3 5 ) 这里h 是结晶熔融时焓的变化，丛是熵变。由此可见，凡增加高聚物的分子间相 互作用或分子内相互作用均将使熔点上升；凡增加高分子链柔性的因素( 从而使s 变大) 都将使熔点降低。因此晶态高聚物的熔点与其玻璃化温度虽属不同相中的转变，但它们依 据的结构因素是一样的。l 和疋之问存在着一定关系。当两者以绝对温度( k ) 表示时， 绝大多数高聚物的争比值处于2 吾之间。“目 lr 2 ( 对称的)( 3 6 ) 疋13 2 ( 不对称的) 根据普通涤纶以及超细纤维的海成分和岛成分均为不对称结构，所以普通涤纶以及海 岛丝的海成分和岛成分的玻璃化温度和熔点之间是3 2 的关系。估算结果如表3 4 所示。 表3 _ 4 普通涤纶以及海岛丝海成分和岛成分的玻璃化温度 由表3 4 可知，普通涤纶纤维和海岛纤维的岛成分的玻璃化温度要比海成分的玻璃化 温度高。这主要是由聚乙二醇分子链增加了c o p e t 分子链的柔性所引起的。 c 温度和n a 洲浓度对麂皮绒织物失重率的影响由图3 6 可知，在相同保温温度下， 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 表3 3 普通涤纶和海岛丝的相关d s c 测试数据 o ：等 ( 3 5 )。m2 西( 3 5 ) 这里h 是结晶熔融时焓的变化，丛是熵变。由此可见，凡增加高聚物的分子间相 互作用或分子内相互作用均将使熔点上升；凡增加高分子链柔性的因素( 从而使s 变大) 都将使熔点降低。因此晶态高聚物的熔点与其玻璃化温度虽属不同相中的转变，但它们依 据的结构因素是一样的。l 和疋之问存在着一定关系。当两者以绝对温度( k ) 表示时， 绝大多数高聚物的争比值处于2 吾之间。“目 lr 2 ( 对称的)( 3 6 ) 疋13 2 ( 不对称的) 根据普通涤纶以及超细纤维的海成分和岛成分均为不对称结构，所以普通涤纶以及海 岛丝的海成分和岛成分的玻璃化温度和熔点之间是3 2 的关系。估算结果如表3 4 所示。 表3 _ 4 普通涤纶以及海岛丝海成分和岛成分的玻璃化温度 由表3 4 可知，普通涤纶纤维和海岛纤维的岛成分的玻璃化温度要比海成分的玻璃化 温度高。这主要是由聚乙二醇分子链增加了c o p e t 分子链的柔性所引起的。 c 温度和n a 洲浓度对麂皮绒织物失重率的影响由图3 6 可知，在相同保温温度下， 第3 章海岛型复合超细涤纶丝麂皮绒织物的前处理工艺研究 随着n a o h 浓度的增加，失重率随之增加；在相同n a o h 浓度下，失重率随着保温温度 的增大而增大。产生失重率随n a 0 h 浓度的增大而增大的原因是，n a 0 h 浓度越大，纤维 与n a o h 的接触几率就越高，增加了o h 。进攻酯键的几率，所以失重率增大。产生失重 率随温度增加而增加的原因是，首先，涤纶的碱水解为双扩散反应过程，即溶液中的反应 物向纤维表面、非晶区、结晶区边缘扩散，水解产物由纤维内向溶液中扩散。温度升高， 双扩散系数增大，双扩散速率提高，失重率增加。3 ：其次，由自由体积理论 ，= 六+ ，( 丁一疋) ，( 其中7 t ) 可知，温度升高聚酯的自由体积分数增加，即链段的活 动空间增大，纤维分子链的活动单元数增加，纤维的致密度下降，羰基与o h 。接触反应的 频率增加，失重率也增加，所以温度的提高有利于纤维的碱水解反应的发生。6 “。 图3 6 一浴法处理温度、n a o h 浓度与织物失重率的关系 d 温度和n a 洲浓度对缩率的影响由图3 7 和3 8 可知，随着n a o h 浓度的增加，织 物的经纬向缩率增加，但随着浓度的进一步增加，缩率的增加程度变小；随着温度的增加， 织