【摘要】 1 超細(xì)纖維的發(fā)展歷史 纖維超細(xì)化的源流可上溯到40年代仿羊毛纖維二相結(jié)構(gòu)的雙組份復(fù)合纖維(共軛纖維)的人造絲時(shí)代。最先利用合成纖維成功地使復(fù)合纖維實(shí)用化的依然是美國(guó)的杜邦公司。 該方法利用并列復(fù)合使纖維產(chǎn)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(fā)出多層結(jié)構(gòu)化的特殊紡絲法和剝離法,成功地制造出各具特色的超細(xì)纖維。例如,多芯型、木紋型、放射型、中空放射型等各種復(fù)合纖維被開發(fā)出來。進(jìn)入70年代后期,利用超細(xì)纖維的仿真絲織物和超高密度織物不斷出現(xiàn),東麗公司通過分析天然纖維從中受到啟發(fā),開發(fā)出制造細(xì)長(zhǎng)達(dá)到極限、并且非常均勻的纖維技術(shù)。用該技術(shù)制造的纖維稱之為高分子相互排列纖維。當(dāng)時(shí)該纖維受到本國(guó)內(nèi)的好評(píng),而且數(shù)年后在巴黎國(guó)際展覽會(huì)上獲得很高的評(píng)價(jià)。進(jìn)入80年代以后,超細(xì)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(guó)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(xì)旦長(zhǎng)絲。同時(shí)也出現(xiàn)了"細(xì)旦纖維"、"微細(xì)纖維"、"超細(xì)纖維"等名詞,然而至今國(guó)際上尚無有關(guān)細(xì)旦纖維的統(tǒng)一定義。近些年來,日本化纖行業(yè)普遍將單絲線密度低于0.3dtex的纖維稱為超細(xì)纖維。 另外,由于超細(xì)纖維與已發(fā)展成為未來纖維工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之重大指標(biāo),加之由于復(fù)合超細(xì)纖維具有不同于常規(guī)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(yīng)用領(lǐng)域。目前世界纖維主要產(chǎn)品中以超細(xì)纖維最受矚目,現(xiàn)在主要生產(chǎn)超細(xì)纖維之國(guó)家及地區(qū),應(yīng)該為日本、美國(guó)、西歐。
2 超細(xì)纖維的制造方法 超細(xì)纖維,又稱超細(xì)旦。(旦是纖維的纖度單位,一克重9000米長(zhǎng)的絲為旦,蠶絲的纖度單位為1.1旦)。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)的纖維細(xì),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(diǎn)。此外,它還具有保暖、不發(fā)霉、無蟲駐、質(zhì)輕、防水等許多無可替代的優(yōu)良特性。 超細(xì)纖維的品種有超細(xì)旦粘膠絲、超細(xì)旦錦綸絲、超細(xì)旦滌綸絲、超細(xì)旦丙綸絲等等。 2.1 超細(xì)長(zhǎng)絲的制造方法 超細(xì)長(zhǎng)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(fù)合紡絲法;多層型復(fù)合紡絲法等多種。 超細(xì)代表型長(zhǎng)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(chǎn)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(xì)長(zhǎng)絲的工藝條件如表1所示。現(xiàn)簡(jiǎn)單列舉直接紡絲法制聚酯超細(xì)纖維的最佳紡絲條件如下表。 表1 直接紡絲法制聚酯超細(xì)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(shù) >140 >300 聚合物熔融黏度(泊) <950 <300 噴絲板下方1~3cm處環(huán)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(guī)方法 常規(guī)方法 纖維強(qiáng)度(cN/dtex) 2.7~4.5 2.7~4.5 延伸度(%) 20~40 20~40
與常規(guī)紡絲法比較,聚酯超細(xì)長(zhǎng)絲的紡絲紡絲作如下改進(jìn): ⑴ 適當(dāng)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(dá)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(yīng)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(huán)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(jīng)受4~6倍的后拉伸 在特定的條件下可進(jìn)行10~20倍的拉伸,但技術(shù)條件不穩(wěn)定,而且范圍較窄,故未獲得應(yīng)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(guó)際上的大公司日本東麗公司制作超細(xì)纖維用的就是高分子相互并列體紡絲法。 以海島型復(fù)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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