【摘要】 1 超細纖維的發展歷史 纖維超細化的源流可上溯到40年代仿羊毛纖維二相結構的雙組份復合纖維(共軛纖維)的人造絲時代。最先利用合成纖維成功地使復合纖維實用化的依然是美國的杜邦公司。 該方法利用并列復合使纖維產生自卷曲。1962-1965年間,日本東麗、鐘紡、帝人、可樂麗等公司利用各自的方法開發出多層結構化的特殊紡絲法和剝離法,成功地制造出各具特色的超細纖維。例如,多芯型、木紋型、放射型、中空放射型等各種復合纖維被開發出來。進入70年代后期,利用超細纖維的仿真絲織物和超高密度織物不斷出現,東麗公司通過分析天然纖維從中受到啟發,開發出制造細長達到極限、并且非常均勻的纖維技術。用該技術制造的纖維稱之為高分子相互排列纖維。當時該纖維受到本國內的好評,而且數年后在巴黎國際展覽會上獲得很高的評價。進入80年代以后,超細纖維良好的特性受到大眾的歡迎,形成今日的人造麂皮熱。到了90年代后,國際上諸多公司紛紛推出聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈以及聚丙烯等細旦長絲。同時也出現了"細旦纖維"、"微細纖維"、"超細纖維"等名詞,然而至今國際上尚無有關細旦纖維的統一定義。近些年來,日本化纖行業普遍將單絲線密度低于0.3dtex的纖維稱為超細纖維。 另外,由于超細纖維與已發展成為未來纖維工業競爭力之重大指標,加之由于復合超細纖維具有不同于常規纖維的性能,從而使其制品有許多異乎尋常的特性,并因此跨入眾多的應用領域。目前世界纖維主要產品中以超細纖維最受矚目,現在主要生產超細纖維之國家及地區,應該為日本、美國、西歐。
2 超細纖維的制造方法 超細纖維,又稱超細旦。(旦是纖維的纖度單位,一克重9000米長的絲為旦,蠶絲的纖度單位為1.1旦)。因為它比傳統的纖維細,所以比一般纖維更具蓬松、柔軟的觸感,且能克服天然纖維的易皺、人造纖維不透氣的缺點。此外,它還具有保暖、不發霉、無蟲駐、質輕、防水等許多無可替代的優良特性。 超細纖維的品種有超細旦粘膠絲、超細旦錦綸絲、超細旦滌綸絲、超細旦丙綸絲等等。 2.1 超細長絲的制造方法 超細長絲紡絲方法通常有:直接紡絲改良法;高分子相互并列紡絲法;剝離型復合紡絲法;多層型復合紡絲法等多種。 超細代表型長絲的制造方法多采用剝離分割法。由于制造方法的不同,纖維的形狀和性能也有差異,最終產品的性能也不同。 2.1.4 直接紡絲改良法 采用熔紡法紡制超細長絲的工藝條件如表1所示。現簡單列舉直接紡絲法制聚酯超細纖維的最佳紡絲條件如下表。 表1 直接紡絲法制聚酯超細纖維的最佳紡絲條件 纖度(dtex) <0.33 <0.165 噴絲孔截面積(×10--4cm2) <3.5 <1.5 噴絲板孔數 >140 >300 聚合物熔融黏度(泊) <950 <300 噴絲板下方1~3cm處環境溫度(℃) <200 <150 單絲集束位置(噴絲板下方cm) 10~20 20~70 拉伸條件 常規方法 常規方法 纖維強度(cN/dtex) 2.7~4.5 2.7~4.5 延伸度(%) 20~40 20~40
與常規紡絲法比較,聚酯超細長絲的紡絲紡絲作如下改進: ⑴ 適當降低聚合物黏度 可通過降低聚合物分子量或提高紡絲溫度來達到目的,這些措施可防止因液滴型擠出而斷絲。 ⑵ 噴絲板上的噴絲孔應呈同心圓均勻排列,使絲條均勻冷卻。 ⑶ 降低噴絲板下方的環境溫度,使絲條迅速冷卻,并在噴絲板下方20~70cm處集束、卷繞,以獲得未拉伸絲。 ⑷ 使纖維經受4~6倍的后拉伸 在特定的條件下可進行10~20倍的拉伸,但技術條件不穩定,而且范圍較窄,故未獲得應用。 ⑸ 通過高精度過濾以提高紡絲熔體的純凈度。 ⑹ 減少熔體的擠出量。 2.1.1 高分子相互并列體紡絲法 國際上的大公司日本東麗公司制作超細纖維用的就是高分子相互并列體紡絲法。 以海島型復合纖維的紡絲法,所得纖維截面為海組分的皮芯包圍島組分的芯層,溶解除去海組分后,即可得到島組分的芯層。例如,以聚酯為島組分、聚苯乙烯為海。
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