纺织新纤维与产品开发

1、纺织纤维与产品开发 纤维纺织研究所目录一、各种纺织纤维的性能二、产品开发的途径和方法三、产品开发实例介绍 一、各种纤维分类：1、纤维素纤维分类2、化学纤维人造纤维合成纤维粘胶纤维、天丝纤维、富强纤维铜氨纤维、醋酯纤维聚酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶）聚丙烯纤维（丙纶）聚丙烯腈纤维（腈纶）聚氯乙烯纤维（氯纶）聚氨脂弹性纤维（氨纶）聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）3、人造纤维（一）、棉 Cotton1、原棉的分类 （1） 细绒棉： 又称陆地棉，长度为25-31毫米，色泽洁白或乳白，有丝光。目前世界上的产量85%为细绒棉，我国种植细绒棉的棉田面积占棉田面积的93%。有新疆细绒棉、美国SJV细绒棉、印度棉等

2、。（2）长绒棉： 又称海岛棉，品质优良，其纤维柔长，一般为3339毫米,最长可达64毫米；细度为70008500公支，宽度1516微米；强度较高,为45克力/根，断裂长度3340千米；转曲较多，为80120个/厘米。有新疆长绒棉、美国PINA棉、埃及GA88、86。机械采棉9（3）、彩色棉 彩色棉是天然生长的非白色的棉花。 1982年美国南部地区研究中心改良了彩色棉花的性能，已拥有棕、绿、紫、灰、橙等色泽品种。1994年我国开始彩色棉花的引进与种植研究，彩色棉花的产量已居世界第二位。彩色棉附加价值高（是白棉的3-5倍），加工成本低，代表纤维发展的方向。 （4）有机棉 有机棉这一名词是从英文Or

3、ganic Cotton直译过来的。在国外其他语言中也有叫生态棉或生物棉的。有机棉生产中，以有机肥生物防治病量虫害，自然耕作管理为主，不许使用化学制品，从种子到农产品全天然无污染生产。种植要求农场及土地要求：1）环境要求：有机基地必须选择在大气、水、土壤未受到污染，周边无工厂或其他污染源的地区，同时避免转基因作物的污染。有的还提出：在种植有机作物方圆200平方公里内要无工业污染存在。2）认证范围：需经认证的土地。3）转换期：由常规生产过渡到有机生产需要经过转换期，一般为首次申请认证的作物收获前3年时间。转换期内必须完全按有机生产要求操作。经1年有机转换后田块中生长的作物，可以获得有机转换作物的

4、认证，其产品可以冠以有机转换期产品销售2 2、主要棉花品种的品质品种长度（mm）线密度（dtex）适合纺纱细度（tex）细绒棉（陆地棉）25311.5210100长绒棉（海岛棉）33以上11.9412粗绒棉（亚洲棉）13252.54283、棉花的特性（1）化学定义：高聚合度（2000-3000）纤维素；棉属种籽的绒 毛。化学结构：棉纤维纵、横截面（2）棉纤维性质密度（g/cm3）：1.5-1.55熔化温度（）：160-180，分解软化温度（）：-熨烫温度（）：180强力：公定（cN/tex）：22-53湿（cN/tex）：25-70断裂伸长：公定（%）：3-7湿（%）：3.2-7.4公定初始强

5、性模量（N/tex）：3.5-7回潮率（%）：7-9常规湿度（%，BISFA）：8.5限氧指数（LOI，%）：18-20单体单元：2000-3000酸的作用：在加热条件下能被稀矿物酸攻击并降解，在冷的条件下也能被浓酸攻击并降解。碱的作用：在冷和热的条件下都可耐受碳酸盐和碱性水溶液。氧化剂和还原剂的作用：弱的氧化剂只会作用于纤维中的非纤维素组分；强氧化剂会攻击纤维素。对还原剂不敏感。有机溶剂的作用：不敏感。染色性能：可使用除了酸性和分散染料以外的所有类别染料染色。（3）棉纤维的优缺点优点：1、吸汗透气，手感柔软，穿着舒适；2、耐漂白剂，方便洗涤；3、染色性能好，光泽柔软；4、耐穿经济实惠、耐碱；

6、缺点：1、弹性不足，变形后很难回复原状，易皱；2、会缩水，淡色衣服不能与深色衣服同洗会沾色；3、不耐酸，遇酸会受腐蚀而出现破洞；4、长时间日晒会产生氧化褪色而牢度下降；5、不易虫蛀，但易受微生物的侵蚀而霉变；熨烫标准：熨烫温度为160-180（热熨）17（二）、木棉纤维木棉树 木棉花木棉又称英雄树、攀枝花。木棉纤维181、木棉纤维由木棉蒴果壳体内壁细胞发育、生长而成。严格讲木棉属果实纤维，不必经轧棉加工去除棉籽。纤维与蒴果壳体内壁的附着力也比较小，易于分离。192、木棉纤维的主要性能 （1）.纤维规格 长度8-34mm。（2）.密度 中空度高（80-90），密度0.05-0.06g/cm3。木

7、棉纤维是目前天然纤维中最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。 纤维块体在水中可承受相当于自身2036倍的负荷而不致下沉。（3）.强度与伸长 强力低伸长小。单纤1.4-1.7cN，断裂伸长1.5-3。203、木棉纤维的形态与结构 纵向：圆柱形，无转曲，两端封闭；中段较粗，根端钝圆，梢端较细。 横向：圆形或椭圆形，中空，壁薄。 未破裂时呈气囊结构，破裂后纤维呈扁带状。 木棉的主要组成为纤维素，结晶度为33，聚合度为10000。（棉：结晶度为65-72，聚合度为6000-15000）（三）、亚麻纤维 亚麻是古老的韧皮纤维作物和油料作物。亚麻起源于近东、地中海沿岸。早在5000多年前的新石器时代。 亚麻

8、是一种植物纤维，亚麻本身主要是纤维素，呈天然浅棕 、长度约在236英寸之间（平均620英寸）的中重纤维。在显微镜下观察，亚麻纤维形状似竹子 亚麻主要产于俄罗斯、法国、比利时和爱尔兰等地。我国的亚麻主要产区为黑龙江省和吉林省 。 1、亚麻纤维的形态特征 亚麻纤维的截面呈不规则的多角形，中间有空腔，纤维纵向表面有条纹，且在某些部位有横节。化学定义：高聚合度（2500-3500）纤维素，来自亚麻茎组织。化学结构：(C6H10O5)n, n=2500-3500密度（g/cm3）：1.4-1.5熔化温度（）：160-180，分解软化温度（）：-熨烫温度（）：-强力：公定（cN/tex）：26-70湿（c

9、N/tex）：32-1002、麻纤维性能断裂伸长：公定（%）：2-5湿（%）：3-6公定初始强性模量（N/tex）：4-4.9回潮率（%）：12-15常规湿度（%，BISFA）：12.0限氧指数（LOI，%）：-单体单元：2500-3500酸的作用：在加热条件下能被稀矿物酸攻击并降解，在冷的条件下也能被浓酸攻击并降解。碱的作用：纤维原料比棉更为敏感；煮练与漂白过的纤维具有良好抵抗力（性能与棉类似）。氧化剂和还原剂的作用：弱的氧化剂只会作用于纤维中的非纤维素组分；强氧化剂会攻击纤维素。对还原剂不敏感。有机溶剂的作用：不敏感。染色性能：可使用除了酸性和分散染料以外的所有类别染料染色。优点：1、天然

10、纤维中强度最高、有美丽的光泽、有较好的耐感性；2、吸湿、导热性优良、干爽利汗、穿着舒适，适合夏季穿着、耐腐蚀性好，且不虫蛀；抗菌性。缺点：1、易褪色、易缩水、易霉烂、在热酸中易损坏；2、弹性恢复率低，折皱回复性差，穿时易皱、耐热性差，不易暴晒及高温熨烫；熨烫标准：熨烫温度为160-180（热熨）3、亚麻纤维的优缺点（四）羊毛 羊毛纤维是羊的皮肤的变形物，保暖性极佳，多用于秋冬季节的服装，但极易虫蛀。纺织用毛纤维最主要是绵羊毛，通常称作羊毛，或称毛纤维，或简称毛。 是重要的外衣用纤维原料。精纺呢绒：一般纱支30100公支（1033.3tex），有全毛、毛混纺、纯化纤三大类。克重范围100380g

11、/m2，内销幅宽144cm，外销幅宽149cm。粗纺呢绒：一般纱支220公支（50500tex） ，按整理后成品织纹的清晰度和表面毛绒的状态，可分纹面、呢面、绒面织物三类。克重范围180840g/m2 ，织物幅宽143、145、150cm。化学定义：蛋白质。化学结构：(C42H152O15N5S)n密度（g/cm3）：1.32熔化温度（）：300，分解软化温度（）：-熨烫温度（）：110长度：强力：公定（cN/tex）：8.8-15湿（cN/tex）：7-14断裂伸长：公定（%）：30-50湿（%）：36-70公定初始强性模量（N/tex）：2.2-3.5回潮率：15%-17%2、羊毛的性能缩

12、绒性是羊毛重要特性之一，毛织物通过缩绒，可提高织物厚度和紧度，产生整齐的绒面，外观优美，手感丰满，提高保暖性。常规湿度（%，BISFA）：精纺：18.25粗纺：17限氧指数（LOI，%）：25-57单体单元：-酸的作用：冷态矿物酸（除硝酸）对其无改变，稀酸无论在冷态下还是在热态下都不会对它有改变。碱的作用：煮沸条件下易溶于5%碱性水溶液。会被碱性溶液和碳酸盐攻击，攻击程度随温度和碱液浓度决定。氧化剂和还原剂的作用：通常在一般的浓度下不会受到损伤；随温度和浓度的不同，碱性次氯酸盐会不同程度地攻击和改变纤维。有机溶剂的作用：不敏感。染色性能：可使用除了分散染料，硫化染料和不溶性偶氮染料以外的所有类

13、别的染料染色。优点：1、有良好的保暖作用、耐酸、不易燃烧；2、有较好的弹性、抗折皱性；缺点：1、耐热及耐光性较差，日照时间长强力下降；2、不耐碱、碱对毛纤维有腐蚀作用、强度比丝织物差；3、受潮后特别容易霉变、虫蛀熨烫标准：熨烫温度为120-160（中温熨）3、羊毛纤维优缺点33（五）羊驼毛 羊驼属于骆驼科，主要产于秘鲁。羊驼毛粗细毛混杂。粗毛长度达200 mm，平均直径为150 m左右。细毛长 50 mm左右，平均直径为2025 m左右。羊驼毛比马海毛更柔软而富有光泽，手感特别滑糯，毛的鳞片紧贴在毛干上，多用于织制夏季服装和衣里料等。 34 羊驼 alpaca（六）牦牛绒 Yark Hair

14、牦牛绒多为黑、深褐或黑白混色，纯白色很少，光泽最差，保暖性与羊绒相当，优于羊毛。（七）骆驼绒Camel cashmere 骆驼绒的光泽与兔毛相当，比羊绒差，其压缩性优于羊毛，不易缩绒，保暖性较好,耐酸、碱、氧化剂和还原剂能力较强。 以桑蚕丝为原料，将若干根茧丝抱合胶着缫制而成长丝，又称真丝。桑蚕丝从栽桑养蚕至缫丝织绸的生产过程中未受到污染，因此是世界推崇的绿色产品。桑蚕丝素有“纤维皇后”美誉，真丝可制成的布料有雪纺、绉丝等。具有飘逸滑爽、轻柔透气、高雅华丽、色彩鲜艳、光彩夺目等优良特性（八）天然动物纤维-真丝化学定义：丝心蛋白（+占大约25%质量的丝胶）。化学结构：密度（g/cm3）：1.25

15、-1.37熔化温度（）：180，分解软化温度（）：-熨烫温度（）：110强力：公定（cN/tex）：24-45湿（cN/tex）：18-451、蚕丝的性质1、蚕丝的性质断裂伸长：公定（%）：13-25湿（%）：25-30公定初始强性模量（N/tex）：6.6-10.2回潮率（%）：9.5-11常规湿度（%，BISFA）：11.0限氧指数（LOI，%）：-单体单元：-酸的作用：冷态下被浓矿物酸攻击和损坏，加热时被中等浓度的矿物酸攻击和损坏。碱的作用：煮沸条件下溶于5%碱性水溶液。会被烧碱降解；但一般对于碱处理没有羊毛敏感。氧化剂和还原剂的作用：用于漂白的浓度有限的氧化剂和还原剂溶液一般不会构成损

16、伤。有机溶剂的作用：不敏感。染色性能：可使用除了分散染料以外的所有类别的染料染色。2、蚕丝的优缺点优点：1、特别幼细，手感爽滑柔软，光泽柔和明亮，穿着舒适、贴身；2、容易染色、吸湿力强，回潮率好，耐热性较好、有较好的耐酸性；3、透气性优良和良好悬垂性，同时还具有护肤保健、预防皮肤过敏瘙痒之缺点。 缺点：1、强度一般，抗皱性不好，易缩水3-5%、不耐碱；2、耐光性较差，日光对它起脆化破坏作用；3、对盐的抵抗力较差，汗水中的盐会腐蚀它熨压温度：为120-140（中温熨）其中：人造丝的熨压温度为100-120（微温熨） 43（九）竹纤维 主要来自于各种性能优良、风格独特的竹纤维。竹速生、丰产、易活。

17、我国种植面积最广，对竹资源在纺织领域的开发走在了世界前列，竹纤维是我国自主研发的天然植物纤维。 44 以竹为原料开发的纺织产品：原生竹纤维：又称竹原纤维。是将天然的竹材通过机械、物理的方法去除竹子中的木质素、果胶等杂质，从竹材中直接分离出来的纤维。其生产工艺与麻纤维相类似。再生竹纤维：又称竹浆纤维，有时企业中常称为竹纤维。属于化学纤维中的再生纤维素纤维，竹子先制成浆粕，再经类似粘胶生产的方法制取纤维，其生产工艺与粘胶的生产类似 。45竹炭纤维：将高温炭化技术烧制的竹炭，利用纳米技术微粉化，再通过熔融纺丝程序把竹炭次纳米级微粉均匀地融入化学纤维中，严格讲应称为“含炭纤维”，如含炭涤纶纤维。原生竹

18、纤维再生竹纤纱481. 竹纤维的化学组成 竹纤维的主要组成为纤维素，木质素在竹原纤维中较多，竹浆纤维中较少。2. 竹纤维形态结构竹原纤维：截面椭圆形或腰原形，有中腔，截面边缘有裂纹，和许多微孔；纵向有横节。 竹原纤维横截面 纵截面竹浆纤维：截面锯齿形有许多微孔；纵向有沟槽。 503.竹纤维的特性（1）纤维长度 竹原纤维单纤维较短1.33-3.04mm，利用工艺纤维进行产品生产。 竹浆纤维的长度可人为控制。（2）吸湿透气性 吸湿透气性及佳。（3）强度 断裂比强度3.49cN/dtex,断裂伸长率5.1。 干态初始模量22.7cN/dtex，湿态初始模量为6.30cN/dtex。产品抗皱性和保形性

19、比较差，下水易发硬。 竹子在生长过程中，无虫无蛀无腐蚀，在大自然中有很好的自我保护性，说明竹子自身具有天然的抗菌性和抑菌性的物质，同时能抵抗外界病虫害，这种物质在竹材中含量很少，我们称它为“竹醌”。 在生产过程中采用一定技术，使其保留在竹纤维中不受破坏，使其具有抗菌性和抑菌性，并通过日本纺织检查协会得到证实，具有较好的抑菌性，防止了细菌的滋生，切断了通过衣服的传播途径。（4）抗菌性52（十）弹性纤维（十二）、各种纤维性能对比1、常见纤维的导热系数（在室温20时测得） 纤维种类(Wm/m2)纤维种类(Wm/m2)棉0.071-0.073涤纶0.084羊毛0.052-0.055腈纶0.051蚕丝0

20、.050-0.055丙纶0.221-0.302粘纤0.055-0.071氯纶0.042醋纤0.050静止空气0.026麻纯水0.697锦纶0.244-0.337 静止空气的值最小，它的绝热性或保暖性最好。572、影响保暖性的因素 导热系数越小，保暖性越好。 纺材吸湿后，保暖性下降。 吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g水放出的热量。 吸湿积分热：1g干燥纤维从某一回潮率吸湿达到完全润湿，所放出的总热量。 静止空气层的厚度越大，保暖性越好。 583、纺织材料的燃烧性能（1）、极限氧指数LOI 极限氧指数LOI (Limiting Oxygen Index)：将材料点燃在氧、氮大气中，维持材料燃

21、烧所需要的最低含氧量的体积百分比。 LOI越大，材料越难燃。59(2)、分类 按燃烧性能不同分：易燃、可燃、难燃、不燃。分类LOI(%)燃烧状态纤维品种不燃35常态环境及火源作用后短时间不燃烧多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤维及PBO、PBI、PPS纤维难燃2634接触火焰燃烧，离火自熄芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等可燃2026可点燃，能续燃，但燃烧速度慢涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等易燃20易点燃，燃烧速度快丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等燃烧性能的分类 60纤维种类公定回潮率（%）纤维种类公定回潮率（%）原棉8.5黄麻14羊毛洗净毛（同质毛）16罗布麻1

22、2羊毛洗净毛（异质毛）15大麻12干毛条18.26剑麻12油毛条19粘胶纤维13精梳落毛16涤纶0.4山羊绒17锦纶6、锦纶664.5兔毛15腈纶2.0牦牛绒15维纶5.0桑蚕丝11含氯纤维柞蚕丝11丙纶0亚麻12醋酯纤维7.0苎麻12铜氨纤维13.0洋麻12氨纶1.33、几种纤维的公定回潮率4、 吸湿等温线 在大气压力和温度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。 在不同温度下曲线的位置是不一样的。 二、纱线产品开发 色织布用纱，因工序多，染色倒筒，要求强力高，毛羽少，棉结少，纱疵少。环锭纺从纱支范围和质量，比较适合色织布。紧密纺是环锭的改进，提高了强力，减少了毛羽。

23、近年，色纺纱、花式线对生产休闲面料比较流行，也要关注发展。如喷气涡流纺在粗支纱方面也较好。1、新型纺纱分类2、纤维品质与产品性能3、不同用途纺织品对纤维要求4、人造纤维形式特点5、常用纤维在混纺纱中作用6、面料主要特性与纤维性能关系三、面料产品开发的途径和方法 新产品开发要经过四个阶段：调查研究构思、筛选、编制研发方案阶段 新产品设计与研究阶段 批量生产试验、鉴定阶段 投放市场阶段1、调查研究构思、筛选、编制研发方案阶段 通过市场需求、国民经济发展、市场动态调研，通过科学技术情报信息研究，尤其是科学技术有关动态与水平的研究，通过相关的基础科学研究，从而提出新产品的开发构思，这就是新产品的孕育阶

24、段。此阶段有可能形成几种不同的路线与方案。通过对所提方案论证、预测、评审、可行性研究、方案筛选，从而得出计划和决策。（1）纺织产品功能层次2、新产品的设计与研究 该阶段具体解决新产品的材料与结构，功能与质量要求，确定技术路线与技术指标，确定工艺过程与工艺软件，为将产品设想、构思变成实际产品，提供执行依据。（1）服装的综合性能要求（2）产品开发与各学科关系示意图（2）面料开发方向（3）服装的基本功能与各种关联因素3、批量生产试验阶段 经过小试、中试、大试，小批、中批、大批试验后，验证合格后，即可接单，大货生产。 在试织订单下发后，相关人员要从设计开始，参与工艺的制定；生产时，要现场跟踪，指导，有

25、问题，要找出真因，定出对策；生产完毕后，要测定各参数质量指标。最后，进行总结， 形成技术标准、操作标准和要求文件。 4、市场投入阶段 在投入市场前，最好开一个发布会，有生产、品销部门。一是各部门看还有什么问题，关键是当面通一通气，统一思想、认识，便于接单大货生产。 新产品的市场投入，可算作产品开发过程的终点，当然，也是下一代产品开发的起点。市场开发是指产品的品牌设计、装璜、定价、市场分析、试用与宣传、试销，从而了解新产品的市场反映，社会评价，经济效益。此外，也可以收到社会对产品质量、产品功能的评价。通过对生产过程可靠性、工艺技术的可行性，产品质量的重现性和稳定性反馈信息，从而进一步促进新产品成长、成熟、改进和提高。三、产品开发实例实例1： 棉、麻、锦纶面料的开发（一）前言 棉、麻、锦纶混纺面料是综合三者的特性而研发的一种新型面料，棉纤维具有较好的吸湿性，缺点是弹性及回复性差、不耐无机酸；大麻纤维具有吸湿排汗性强，且有杀菌功能，与其他纤维混