超细纤维的整理技术

超细纤维的整理技术超细纤维，又称微纤维，细旦纤维，极细纤维。成份主要有绦纶、锦纶两种构成。一般化学纤维的纤度（即粗细）多在1.11〜15旦之间，直径大约10〜50微米，我们通常所讲的超细纤维的纤度在0.1〜0.5旦之间，直径小于5微米，其纤维细度是头发丝的1/200,是普通化学纤维的1/20，纤维强度是普通纤维的5倍（耐用性），吸附能力，吸水速度和吸水量是普通纤维的7倍。1■历史发展：纤维超细化的源流可上溯到40年代仿羊毛纤维二相结构的双组份复合纤维（共轭纤维）的人造丝时代。最先利用合成纤维成功地使复合纤维实用化的依然是美国的杜邦公司。该方法利用并列复合使纤维产生自卷曲。1962-1965年间，日本东丽、钟纺、帝人、可乐丽等公司利用各自的方法开发出多层结构化的特殊纺丝法和剥离法，成功地制造出各具特色的超细纤维。例如，多芯型、木纹型、放射型、中空放射型等各种复合纤维被开发出来。进入70年代后期，利用超细纤维的仿真丝织物和超高密度织物不断出现，东丽公司通过分析天然纤维从中受到启发，开发出制造细长达到极限、并且非常均匀的纤维技术。用该技术制造的纤维称之为高分子相互排列纤维。当时该纤维受到本国内的好评，而且数年后在巴黎国际展览会上获得很高的评价。进入80年代以后，超细纤维良好的特性受到大众的欢迎，形成今日的人造麂皮热。到了90年代后，国际上诸多公司纷纷推出聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈以及聚丙烯等细旦长丝。同时也出现了〃细旦纤维〃、"微细纤维〃、"超细纤维〃等名词，然而至今国际上尚无有关细旦纤维的统一定义。近些年来，日本化纤行业普遍将单丝线密0.3dtex的纤度低于维称为超细纤维。另外，由于超细纤维与已发展成为未来纤维工业竞争力之重大指标，加之由于复合超细纤维具有不同于常规纤维的性能，从而使其制品有许多异乎寻常的特性，并因此跨入众多的应用领域。目前世界纤维主要产品中以超细纤维最受瞩目，现在主要生产超细纤维之国家及地区，应该为日本、美国、西欧。超细纤维的分类：（1） 分裂片型：一般都是两组份长丝，用来做纺织面料，然后再在机械力（一般都是水刺法）或化学法（碱液处理）开纤，使得纤维细化，得到细密的绒感。（2） 海岛型：一般都做成无纺布，然后含浸pu树脂再进行开纤，一般是用来做运动鞋皮料的。海岛纤维是将一种聚合物分散于另一种聚合物中，在纤维截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”，从纤维的横截面看是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分包围着，好像海中有许多岛屿。其“岛”与“海”成分在纤维的轴向上是连续、密集、均匀分布的。在生产过程中，它具有常规纤维的纤度，但是用溶剂把“海”成分溶掉，则可得到集束状的超细纤维束。一般性能：（1）柔软的手感：纤维的断面惯性矩随直径的4次方而变小，纤维越细，越柔软，所以海岛型纤维比普通纤维纺织品要柔软的多。比表面积大：海岛型超细纤维由于纤维细，比表面积大，其覆盖性、蓬松性、保暖性、吸附性等都特别高。纤维比表面积大，纺织品表面纤维数又多，可产生特有的光泽，对颜色的效应也不同于普通纤维纺织品。由于其比表面积大，它的纺织品加工和普通纤维纺织品有很大不同。透气、透湿、防水和防油性好：海岛型超细纤维可形成精细高密度的组织结构，在织物中形成大量的微细空隙，因此透气性好。经拒水拒油整理后，有很好的防水防油性能，同理，超细纤维织物防风保暖性也较好。咼吸水性和吸附性：纤维比表面积大，织物内微细空隙多，形成大量的毛细网络，因此织物吸水性好，适合制成高吸水性的纺织品。表面积大，，对化学品吸附能力强，故又适合制成高吸附性的清洁布，也由于此原因，其染色性和普通织物有很大区别。致密性和起绒性好：由于超细纤维细而柔软，可以制成高密织物，又由于超细纤维易于相互缠结，在织物表面可形成浓密的绒毛，所以起绒性好，适合制成各种细绒纺织品，该绒类织物不仅有天然皮革的梢根效果，绒毛具有极好的方向性和弹性，而且绒毛柔软丰满，耐洗、耐磨，还可染成各种颜色，性能超过天然皮革。通过织物的设计加工，利用海岛纤维极度的细纤化特点，可以获得许多特殊的织物风格，如仿羊绒、仿麂皮、超高密织物等。这类织物可广泛运用于服装、服饰领域、箱包、室内用品及产业领域等。利用海岛纤维开发的仿麂皮绒织物的许多性能并不亚于天然麂皮，有许多性能甚至优于天然麂皮。其织物手感柔软，悬垂性好，质地轻薄，为真皮的一半，可织成不同厚度和重量的织物；可以进行种种表面处理，取得形形色色的表面效果。表面有书写效果，立体感好；湿热收缩变形小，具有良好的透气防水透汽效果，织物强度高，远优于天然麂皮。生产技术：超细纤维的生产有直接纺丝、复合纺丝、共混纺丝、喷射纺丝、闪蒸纺丝、离心纺丝等多种方法。着重介绍三种：直接纺丝法：通过优化纺丝工艺对传统纺丝方法的改进，在熔体纺丝时要适当降低聚合物粘度、提高熔体纯净度，降低喷丝板下方的环境温度使冷却加速并提高冷却吹风的均匀程度。利用直接纺丝无须化学或机械处理即可直接获得单一组分的超细纤维，生产成本低，产品质量稳定，但对纺丝组件和工艺条件要求很高，纺丝时易发生断头或毛丝。复合纺丝法：复合纺丝法又可分为机械(或化学)剥离法及溶解(或水解)剥离法，前者所得为裂离型超细纤维，后者即目前市场广为应用的海岛型超细纤维，二者最大的区别在于前者剥离后两种组分都保留在纤维中，而后者剥离后纤维中只保留岛组分。复合纺丝一机械(或化学)剥离法该方法是将两种亲和性有差异的聚合物通过复合纺丝制备成橘瓣型、米字型、中空形等复合纤维，利用两组分的相容性和界面粘结性较差的特点采用机械或化学剥离得到超细纤维。该方法的关键是如何提高两组分的分割数，以达到超细化的要求。目前常采用PA和PET制备复合纤维，然后采用苯甲酸处理使PA组分收缩而剥离。复合纺丝一溶解(或水解)剥离法海岛型复合纤维的横截面是一种微细而分散的岛组分被另一种海组分包围着，海组分与岛组分在纤维轴向上是连续、均匀的，将所得复合纤维采用合适的溶剂溶解或水解除去其中的海成分即可得到只保留岛成分的超细纤维。共混纺丝法：该方法是利用非相容高聚物体系共混纺丝，由于两组分组成比与熔体的粘度比有一定的关系，可使一种组分形成分散相，另一种组分形成连续相。分散相以微纤状分散在基体相中，将其中海组分溶解或水解掉即可得到超细纤维。其他方法：如离心纺丝法，湍流成形法，爆发法，原纤化法，表面溶解减量法。超细纤维的性能：具有极强的清洁功能超细纤维由于直径很小，因此其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软；超细纤维的比表面积很大，因此超细纤维织物的覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高，比表面积大纤维与灰尘或油污接触的次数更多，而且油污从纤维表面间隙渗透的机会更多，因此具有极强的清洁功能。超细纤维的织物能深入肌肤毛孔深处，高效清除污垢、油脂、死皮、化妆品残留物。超细纤维是近年来发展迅速的差别化纤维的一种，被称为新一代的合成纤维，是一种高品质、高技术的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。耐用性是普通织物的四倍以上将超细纤维制成超高密织物，纤维间的空隙介于水滴直径和水蒸气微滴直径之间，因此超细织物具有防水透气效果，且能克服天然纤维的易皱，人造纤维不透气等缺点；耐用性是普通织物的四倍以上。具有咼吸水性超细纤维在微纤维之间具有很多微细的孔隙，形成毛细管构造，如果加工，可被水润湿的毛巾类织物，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水分吸干，使头发快干。超悬垂性能海岛型超细纤维是将一种聚合物分散于另一种聚合物中，在纤维截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“沟”，最终通过织物后整理将海岛组分溶解，获得单丝直径低于3.0um的超细纤维。海岛超细纤维通常状态与高收缩纤维复合加工网络成异收缩复合纤维，由于这两种原料收缩率具有较大的差异，经过后整理过程，织物形成具有常青藤似的多层次结构，浮在织物表面的海岛丝其细绒毛像常青藤一样相互缠结，赋予织物超柔软的细腻、滑爽手感。高收缩纤维经收缩后成为芯丝，其较大的强度和硬挺度，赋予织物超悬垂性能。覆盖于织物表面的纤维纤细，且形成多层结构，使织物的反光点小，光泽、色泽柔软，表观丰满，细洁，精致，较小的纤维抗弯刚度容易使织物获得飘逸、潇洒的效果，芯层为粗旦高收缩丝，更赋予织物极佳的悬垂性。优良的舒适性由于纤维空隙多而密，可利用其毛细管作用，使织物获得较好的吸水、吸油性。织物间的微孔结构，允许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。纤维极细的纤度，使织物手感柔软、滑爽，在触感和生理的舒适性方面具有明显的优势。显著的防水透气性能通常雨滴的直径在100-200um，人体的水汽大约为O.lum。控制收缩率，改变适当的纤维间隙，可织成间隙仅为0.2-10um的海岛高密织物，达到优良的防水透气性能。超细纤维的应用超细纤维是近年来发展迅速的差别化纤维的一种，被称为新一代的合成纤维，是一种高品质、高技术的纺织原料，不仅是优质、舒适的服装面料，而且在生物、医学、电子、水处理等行业得到了广泛的应用。其应用领域主要有：（1） 仿真丝织物随着合成纤维纺丝及加工技术的发展，化纤仿真丝织物在外观和服用性能上越来越接近真丝绸，甚至达到以假乱真的地步。用超细纤维制作的仿真丝织物，既具有真丝织物轻柔舒适、华贵典雅的优点，又克服了真丝织物易皱、粘身、牢度差等缺点，足以满足人们渴望衣料多样化及高档化的要求。从开发的超细仿真丝织物看，所用纤维密度一般约在0.1-0.5dtex。（2） 超高密度防水透气织物用超细纤维制作的超高密织物，虽然密度很高，但质地轻盈、悬垂性好、手感柔软而丰满、结构细密，虽不经涂层和防水处理，却同样具有很高的耐水性，轻便易折叠、易携带，是一种高附加值的纺织产品。这类织物一般采用涤锦剥离型超细复合丝，单丝线密度一般在0.1-0.2dtex。（3） 仿麂皮及人造皮革织物用超细纤维做成针织布、机织布或非织造布后，经磨绒或拉毛，再浸渍聚氨溶液，并经染色和整理，可制作仿麂皮或人造皮革织物。制成织物的许多性能不亚于天然麂皮，既轻薄柔软、又光滑的表面纹理，既防水又透气、强力好、不变形。亠（4） 高性能清洁布它是超细纤维制品的另一个代表产品。其织物由于具有比普通织物多无数倍的微细毛孔，有较高的比表面积和微孔，因而具有很强的清洁能力、除污快而彻底、不掉毛、洗涤后可重复使用。在精密机械、光学仪器、微电子、无尘室及家庭等方面具有广阔的用途。总之超细纤维以其优异的性能、繁多的品种，将在各大领域中大放异彩。整理路线：梭织的工艺过程：坯布-退浆、精炼、松弛、碱减量（开纤）-预定形-磨毛-染色-后整理（过软、防水）-烘干、定形针织的工艺过程：经编：坯布—拉毛—剪毛—预定形—精炼、松弛、碱减量—染色—还原清洗—预定形—磨绒—后整理—定形—成品纬编：坯布-精炼、松弛、碱减量-染色-还原清洗-剖幅-预定形-刷毛磨绒-后整理—定形—成品超细纤维的前整理：（1） 退浆、精炼、松弛:退浆率为7〜8%,收缩率为12〜13%。工艺条件为110°Cx30min,减量后水洗很重要，先用溢流水洗，再用温水清洗，洗干净后加HAC中和。否则容易引起沾污。工艺过程为加料-循环5分钟，织物在工作液中走匀-加热到95〜98C,保温30分钟-冷却到70C-用70C的热水溢流水洗5〜10分钟后排水-注入清洗，加热到70C运转10分钟后排水—注入清水加热到40C,用醋酸中和。（2） 碱减量：碱减量率为13〜15%,在相同减量条件下，有光圆形截面比消光多叶型截面更耐碱减量，变形丝的减量率超过未变形的。因此要根据单丝线密度及织物结构选择适当减量时间和减量率。温度会影响处理效果，温度高，减量率也越高；碱处理时间增加，受碱侵蚀程度也提高；烧碱用量越大，减量率越高，但利用率下降。（3） 染色：常温条件下，先后加入消泡剂，匀染剂，防皱剂，醋酸，运转10分钟，加入预先溶解好的分散染料，运转10分钟，以0.5-1C每分钟的升温速率，将染浴升温到96C保温，继续使染浴升温，然后冷却降温，重新注入清水。前处理坯布退浆要匀净，减量均匀、适当，开纤好，布面平挺，软硬恰当，无皱印。超细纤维的后整理：超细纤维织物的后整理对产品质量影响很大，特别是磨绒整理。磨绒整理和纺织品的前处理，特别是开纤、预定型关系密切，染色加工对磨绒也有很大影响；反之磨绒加工对织物的颜色也有影响。此外，后整理还包括增深整理、仿麂皮整理、抗静电整理等。（1） 增深整理增深整理可以在一定程度上提高超细纤维织物的显色性，可作为提高深染性的一个辅助手段。增深整理的途径有两类，一类是通过改变纤维性能、纤维表面沟槽化、纤维截面异性化，改变纱线结构、碱减量处理或等离子体处理等，使纤维表面粗糙化，从而增加对光的漫反射，从视觉上提高颜色深度；另一类是在后整理中，利用低折射率的树脂整理方法，使织物表面对入射光的反射率降低而达到增深的效果。（2） 仿麂皮整理仿麂皮整理是指纺织物通过磨毛，使其具有类似麂皮外观和手感的加工方式。仿麂皮绒是以细旦合成纤维制成的机织物或针织物的磨毛产品，手感柔软、丰满，穿着舒适并具有绒面织物的风格。涤纶超细织物仿麂皮整理工艺一般为：基布准备f松弛f（碱减量）f起绒f预定型f染色一干燥一聚氨酯树脂整理一磨毛一拉幅一焙烘（兼热定型）一成品聚氨酯树脂性能优越，耐低温（-30°C以下）、耐摩擦，能形成柔软、富有伸缩性而强韧的多孔膜。用它整理的人造麂皮不但具有优越弹性和柔软、丰满的手感，而且透气性、透湿性良好。聚氨酯树脂有溶剂型、水分散型和高含固型三种。溶剂型合成方便，质量较好，适应性也广，但溶剂有毒、易燃、易爆，需有溶剂回收装置和相应的环保安全措施；水分散型聚氨酯污染少，生产安全，是今后发展的方向；高含固型外观为粒状或粉状，应用时先用溶剂溶解，优点为含固量高，运输方便，但在合成技术上难度要高一些。若采用溶剂型氨基甲酸酯时，则将它溶于二甲基甲酰胺（DMF）中，制成工作液。织物经此溶液浸轧［用量为4%（o.m.f）,轧余率70%］，溶液渗入织物微孔中，可提高织物的弹性，然后通过水浴时，其表层首先与水接触，其中的DMF立即向水相扩散，织物表层的DMF浓度降低，与织物内部的DMF形成浓度差，就促使内部的DMF逐渐向织物表层，继而向水浴扩散；而凝固浴中的水也逐渐向织物内扩散。随着这种双扩散过程的进行，聚氨酯在DMF中的溶解度下降，浓度增高而凝聚力增强，聚氨酯中原来DMF占有的位置被水置换而形成微孔，迅速凝固成含有微孔结构海绵状的连续贯通微孔膜，此膜既耐水压又有透湿性。聚氨基甲酸酯沉积凝聚于纤维上，然后再进行烘干、磨毛、焙烘。在焙烘前最好再增加一道揉绸工序，以免树脂在织物中凝结而影响手感。1-..Kilt;；.说■«■!：-LAjfxSil-'2I--.1^•-i '打时.'||■ rl、i11—i除聚氨酯整理会决定仿麂皮产品性能外，基布材料也是一个重要的因素。研究表明，超细纤维非织造布为加工仿麂皮提供了良好的条件。用于仿麂皮的基布有机织物、针织物、非织造布、非织造布与机织物的复合材料等多种，其中以非织造布最优，因为非织造布在结构上与天然麂皮更相似，经聚氨酯整理后形成类似天然麂皮的纤维束纵横交叉，相互缠绕，还有些具互相粘连的微观结构（图3）,宏观上表现为蓬松、富有弹性，而且透气、透湿性良好。舒适