超仿棉纤维的结构及吸湿性的研究进展

超仿棉纤维的结构及吸湿性的研究进展

早期，一般采用短棉加工。短纤维的特性只是为了改善棉纤维的外观，反映了一定的柔软性和松张力的表面特征。然而，许多它只能用于填充棉和厚织物。随着化纤纺丝技术的进步,超细旦、多组分复合、原料复配等新型纤维层出不穷,加上纳米技术的运用,功能性长丝不断被开发出来。而涤纶长丝因其工艺流程短、能耗小、易组合、性能多样,在仿棉方面更受到人们的青睐。1超棉聚酯纤维工程的开发理念1.1模仿棉纤维特征1.1.1涤纶毛感及膨松性的途径涤纶长丝集束性较高,表面光滑,要使其表面形成棉型毛感,必须对纤维进行结构的改变。目前改善涤纶毛感及膨松性主要有以下几种途径:利用空气网络形式,将长丝吹散,交缠形成不规则结构;利用不同原料组合形成立体卷曲膨松形态;等。从毛感来观察,空气网络变形仿棉丝细度不均匀,毛感差别较大,不同原料组合的仿棉丝细度均匀,毛感在后整理时才能突出表现,一般不影响后道工序生产。1.1.2纤维截面的改性目前改善涤纶吸湿性的方法主要包括:利用细旦或超细旦丝增加纤维的比表面积,提高毛细芯吸速度;对纤维截面进行改性,增加吸湿导湿沟槽,加快吸湿速度;对纤维进行亲水改性,在纤维上增加亲水基团,增强纤维的吸湿能力。1.1.3弱化紫外光的处理要改善涤纶的光泽度并达到棉纤维的效果,需让纤维表面形成漫反射,以减弱光线的反射能力。减弱光泽的方法有:对纤维表面进行改性,使其表面对光线的反射作用降低,或吸收部分光线,形成柔和光泽;利用细旦或超细旦丝,提高漫反射能力,使光线柔和。1.2提高纤维的耐候性第一代超仿棉产品利用涤纶的特性,既弥补了棉制面料的不足,还能利用不同的细旦丝组合改变纤维的表面形态,在蓬松性、吸湿性和光泽等方面模仿棉纤维的基本特征,达到了以假乱真的程度。如涤纶耐光性、耐热性、耐霉菌等耐候性能较好,可弥补棉面料耐用性方面的不足;涤纶初始模量较大,硬挺,不易变形,具有较好的保形性,可弥补棉制面料易皱、易变形、不耐磨等不足。1.3提高超仿棉纤维的服用能力第二、三代超仿棉纤维具有明显的针对性,能按照用户的不同需求、使用领域的不同及一些特定功能的需求而开发,一些甚至具有比纯棉面料更优越的性能和使用性能。利用不同的亲水剂和不同的截面形态对纤维进行改性,可使超仿棉纤维的吸湿性有不同特征,满足不同运动量的服用需求。信息技术、仿生技术的综合应用,使纤维具有逼真的棉纤维自然卷曲的中空形态,还能感知外界环境的变化。应用纳米技术、添加功能材料,超仿棉纤维可具有抗菌、抗紫外、自然降温、蓄热保暖等不同功能,满足不同季节、不同环境的服用需求。将回收的饮料瓶、废弃的咖啡渣等再利用进行超仿棉纤维生产,赋予超仿棉纤维绿色环保的新特性。2超仿棉纺织布的应用开发2.1原料配比调整原料:160D/144f棉型涤纶,75D/72f吸湿排汗涤纶。在原料配比方面,将不同特性的原料进行组合,以增加纤维的比表面积,减弱面料对光的反射,使光泽柔和。利用两种原料的收缩率不同,在面料表面呈现出较多的毛圈,具有棉型感,同时也减弱了光的反射现象。2.2纺织法2.2.1织物吸湿吸湿排汗机理超仿棉纤维的棉型效果首先取决于织物的组织结构。由于纤维较细,毛细现象较强,加上异形截面形态,吸湿性较好。但在织物组织结构中,为加强其吸湿性,要按照面料的不同应用领域进行织物组织设计。有时平纹组织较好,有时斜纹组织较好,本款产品采用平纹组织,布面平整,纤维与皮肤接触面积最大,吸湿速度加快。加上细旦纤维的毛细效应及其异形截面的导湿作用,散湿性优良,穿着舒适。2.2.2注重纤维热收缩性,体现面料政策对面料实由于超仿棉纤维的特殊性能,考虑到纤维在后整理过程中的收缩特性,经纬密要设计得当,以使纤维在经过热收缩以后,充分体现面料的厚实感和蓬松感。本款面料采用360×210制织,面料表现丰满蓬松。2.3染色工艺2.3.1胚定、棉合整理超仿棉纤维的仿棉效果很大一部分是通过后整理才体现出来的,由于原料的特殊性能,为加强棉型效应,要经过胚定处理,这样纤维才能充分收缩,蓬松性才更突出。2.3.2工艺坯布检验→配缸→精练→脱水→预定形→染色→脱水→后定形→呢毯整理→成品。2.3.3面料的柔软整理由于涤纶模量较大,面料表现比较挺括,克服了纯棉面料易变形、不耐用的缺点。但硬挺性太强,穿着会不舒服。要使面料具有适度柔软的手感,需对面料进行柔软整理。并在织物受热收缩的过程中,在考虑织物已有充分收缩的条件下对其进行拉幅定形,以加强织物的棉型感。工艺流程:浸轧(轧余率70%~80%)→烘干定形(160~170℃,40s)。2.3.4服用性能提升经过呢毯整理后,织物手感更加丰满、柔软,进一步提升了仿真度和服用性能。工艺参数:给湿率10%~12%;车速20~30m/min。3测试结果3.1织物硬挺性测试方法测试按ASTMD1388—2007《织物硬挺性测试方法》OptionA进行,结果如表1所示。由表1可知,超仿棉织物的硬挺度更好。3.2实验数据的执行按GB/T4802.1—1997《纺织品织物起球试验圆轨迹法》规定执行。实验参数按E类参数执行。尽管涤纶的模量较大,但由于单丝较细,接近1D,且经过柔软处理,因此抗起球效果明显。结果显示,超仿棉面料的抗起毛起球性为4.5级,323.3温度和湿度的测定参照AATCC195—2009进行测试,温度:(21±1)℃,相对湿度:(65±2)%,并按照表3进行评定。由表2可知,超仿棉涤纶面料的单向吸湿效果较好。4增强了面料的散湿性在本款产品的开发过程中,通过不同的原料组合,使纤维形成了适度的棉型感;利用细旦异形丝,增加了纤维的吸