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1、海岛纺超细旦涤纶丝织物染整加工中的若干问题 杨栋棵( 全国染整新技术应用推广协作网) 1 前言 1 9 7 0 年海岛超细旦涤纶纤维首先在日本东丽 公司开始投入工业化生产，其代表性产品为人造麂 皮“E c s d i n e o 进入9 0 年代海岛纺纤维的生产技术进 一步发展和提高，而海岛纺纤维生产也随由日本几 家公司扩大到欧美、南韩和台湾省有关化纤生产公 司。海岛纺纤维生产技术进步的标志是：( 1 ) 岛数 由1 6 ，3 7 ，6 4 等，最高达6 0 0 岛，甚至1 0 0 0 岛；( 2 ) 海与岛的比例从原来6 0 ：4 0 ，发展到2 0 ：8 0 甚至 更高。海岛纺纤维的一般纤
2、度不论长丝和短纤可达 0 1 o 0 0 1 d 水平，是其它剥离纺丝法不可能达到的， 据称：在实验室已生产的单纤为0 0 0 0 1 d 纤维，也 就是说，只需4 6 克的这种纤维就可将地球与月球 ( 3 8 4 ，0 0 0 K M ) 联系起来了。 目前，海岛纺纤维在日本( 东丽、钟纺、帝人 和东洋纺等公司) 的总生产能力约为2 万吨年，南 韩和台湾省生产能力达3 5 万年，据称全球生产能 力( 含欧、美，不含我国) 为7 5 万年，其中长丝 为5 万吨。我国海岛纺纤维的起步不算晚，可是有 实质性进展是9 0 年代开始的。全国上马的海岛纺纤 维生产能力估计已超过3 万吨年，实际生产量可能
3、 尚不到生产能力的1 4 。2 0 0 2 年下半年开始，国内 掀起一股生产麂皮绒织物的热潮，据一些工厂反映， 其间相当一部分海岛纺纤维原料是选用南韩和台湾 产品，其具体原因不详。其次，又说我国生产出口 的海岛纺纤维纺织品受到来自市场的质疑，问题大 都集中在染整加工方面如产品的风格和染色质量 等。为此撰写此文发表一些不成熟的看法，就教业 界诸公，祈不吝赐教。 2 海岛纺纤维【l ，2 ，r 7 】 海岛纺纤维是将两种热力学上不相容的高聚 物，按。定比例进行复合纺丝或共混纺丝，制得有 海、岛结构的双组份复合纤维，其中连续相为海， 分散相为岛。用有机溶剂或碱液溶解除去岛组分， 可得海组分的中空或微
4、孔纤维；如溶去海组分，则 得岛组分的超细旦纤维，视岛组分是否连续可分长 丝与短纤两种，统称海岛纺纤维，这是近代开发的 一种高科技纤维，性能优越倍受人们关注。 2 1 海岛纺纤维的生产方法 海岛纺纤维生产方法有复合纺丝和共混纺丝两 种，共岛组分一般为涤纶( P E T ) 和聚酰胺( P A ) ， 海组分大多为水溶性聚酯( C O P E T ) 、聚乙烯醇 ( P V A ) 、聚乙烯( P E ) 和聚苯乙烯( P S ) 等。根 据可溶性组分作海组分还是岛组分的不同，复合纺 丝法可分为定岛型和非定岛型两种。定岛型纤维溶 去其中的“岛”组分后得到中孔纤维( 见图1 ) ，非定 岛型纤维溶去
5、其中的“海组分”后，得到超细旦纤维 ( 见图2 ) 。 1 0 0 海岛纺纤维的复合纺丝法，一般以水溶性聚酯 ( C O P E T ) 为海组分，聚酯( P E T ) 为岛组分，海 与岛的比例一般为3 0 ：7 0 或2 0 ：8 0 ，最高可达 5 ：9 5 。海岛纤维中的海组分C O P E T 一般在1 N a O H 溶液中，1 0 0 处理7 0 分钟，便被溶解，水 解为齐聚物及其分解产物而完成开纤后，便得到岛 组分的超细旦P E T 纤维，单纤维纤度一般小于O 1 d ， 共水解过程示意图，如图3 所示。 海岛纺纤维的岛数通常为3 7 1 0 0 左右，这取 决于喷丝板组件的精
6、度。据称目前已有可纺5 0 0 岛 超细旦纤维的高技术产品，甚至出现了可纺1 0 0 0 岛以上的技术。海岛纤维在织物染整加工中，海组 分要求能溶解去除，不仅会造成原材料的浪费，还 要增加污染环境，而且海组分大小，与织物中纱线 间空隙直接有关，即与最终成品的风格( 手感) 有 关。为此不同纺织品要求用不同海岛比的海岛纺纤 维。 共混纺丝法生产的海岛纺纤维，使用两种组分 为P A 6 ，P E 、P E T 和C O P E T 等，其技术难点是纤 维的密度不易控制，断头率较高。由于聚合物分散 相是经伸拉而形成超细旦纤维，所以目前尚不能生 产长丝产品，但其单纤可达0 0 0 0 5 - 4 )
7、0 0 0 8 d t e x 水平。 2 2 配套用的纤维 海岛纤维的织物在染整加工中经开纤处理后， 由于海组分去除，织物会显得稀松不丰满。故海岛 纤维一般与高收缩纤维搭配使用。如两者复合用于 针织物，以海岛纤维做面纱，高收缩纤维做底纱的 经编织物，作为经编麂皮绒；而海岛纤维与高收缩 纤维的合股纱，则用于机织物及部分针织物。 高收缩纤维是一种有潜在收缩性能纤维，习惯 上是指在沸水收缩率大于2 5 以上的纤维。目前市 场上与海岛纤维复合生产高收缩纤维的，基本上属 共聚酯法生产的F D Y 。 高收缩聚酯具有低结晶、高取向的超分子结构 特征，在适当的温度下受热时，由于其结晶度低， 对大分子链段运
8、动的束缚力小，则非结晶在高取向 部分的大分子易产生解取向，致使纤维宏观上造成 高收缩现象。 3 海岛纺超细旦涤纶( 丝) 织物的一般性能 和染色性【2 叫 海岛纺超细旦涤纶织物纤维的纤度小( 一般为 D E F 65564 54 5644 黄5 4 1 4 4 64 5 45 4 3 q532 3 黄4 2 5 2 65 “4 555 “345 - 623 橙3 0 2 0644 55 “3 44 - - 55 634 红1 6 7 ：l1 3 5 6 4 54 - 563 44633 4 红9 1 2 564462 32621 2 兰5 6 2 4 764 54 55 “43 0544 兰1
9、 6 5 2 O5 654 5 5 4 - 54 - 5544 5 兰6 0 1 7 655655655 超细旦纤维织物的各项染色牢度，普遍比常规 纤维差，其原因还是由纤度小和比表面积大引起的。 表面积大受光的照射量大，纤度小光易透入纤维内 部，以致影响耐光牢度。与常规纤维织物相同的表 观深度，则超细旦纤维染料染着量高，自然也会使 耐洗牢度降低。同理；可以推测其升华牢度和热迁 移等性能也有类似影响。即使同一染料浓度染不同 1 0 l 纤度的织物，其染色牢度也有差异如表2 所示。 由于海岛纺纤维的纤度一般均小于0 1 d ，以致 有人称它为极细纤维，它与常规纤维纤度( I 5 q 0 d ) 差
10、异至少在2 0 - - - 3 0 倍以上，以致在同一染料浓度染 色时，其表面染色深度和染色牢度的差异将更为悬 殊。如住友化学推荐用于超细旦涤纶染色用的 S u m i k a r o nI V l F 四种染料分别染3 O d 和0 0 6 d 纤维的 上染性( 指表观深度) 和染色牢度，如图8 所示。0 0 3 d S d 两组不同纤度试样的染色牢度，也反映了 同样，由S u m i k a r o nM F 染料染0 1 d 1 5 d 和类似情况，如表3 所示。 表3 染色温度与坚牢度的关系 染料组成：S i m i k a r o nM Fy e l l o wRl ( o w 0
11、、S i m i k a r o nM FR e d3 B0 8 ( o w 0 、 S i m i k a r o nM FB l u eBO 5 ( o w D ：耐光：J I SLO 8 4 2 ( 碳弧灯法) ，洗涤：A A T C C I I A 法( 耐隆污染) ，热定型( 1 7 0 C x l 分) 后。 4 海岛纺涤纶长丝织物的染整加工问题 4 1 要求与分析1 2 ，5 ，卜旧1 在海岛纺纤维织物的产业链中，对染整加工的 要求，可归纳二个方面：一是塑造产品的风格特征， 如柔软、悬垂、身骨、活络、蓬松、光泽或绒面等， 二是颜色及其各项染色牢度。染整加工是根据产品 的要求，制订
12、合理的工艺流程及各工序的具体技术 条件。以实现产品的设计意图。 产品的风格，主要是由构成织物的纱线的纤维 品种、组成比例及其结构形态和织物组织规格等方 面因素构成。染整加工中的开纤情况、定形等热处 理条件及添加剂( 如柔软剂等) 整理等加工给予各 纤维组分发挥特长而形成。产品的颜色丰满均匀性、 深度和各项染色牢度，则主要取决于所选的分散染 料及染色工艺的控制是否合理有关。 在纺织品的生产链中，染整加工早就被誉为纺 织品的美容师，是产品创造高附加价值的关链性加 工。美容师要化妆好，化妆人的体形和素质是基础， 掌握各种不同脸型与流行的化妆款式搭配，其次要 熟悉各种化妆品的性能( 包括生态性) 和化
13、妆技能， 以及美容师本人的美学修养也十分重要。同理可推 想，海岛纺纤维织物纱线的纤维品种组成比例，及 其结构形态和组织规格是基础，要熟悉不同纤维品 种和组成比例，织物适用染料品种和各染料的配伍 性的选择，以及选用适当的加工设备。最后，还要 考虑染整加工工艺流程中各工序对最终产品风格和 染色效果的影响，才可能生产出相当水平的产品来。 从上述分析看来，染整加工中对海岛纺纤维织 物质量有影响的工序，计有：开纤、定形、( 磨绒) 染色和整理( 风格调整或增加功能性) 等。与产品 风格有关的为开纤、定形、( 磨绒) 和整理( 风格调 整) 。超细旦涤纶纤维的染整加工已发表了大量文献 【2 】【5 1 【
14、7 】【8 】【9 1 ，海岛纺超细纤维的染整加工发表的文献 尚不多I l0 1 ，鉴于海岛纺纤维的开纤与一般分( 剥) 离法纤维有所区别，以及海岛纱纤维的纤度更细， 染色的难度也更高些。本文拟就开纤和染色作些分 析。 4 2 开纤处理【1 0 。1 3 】 开纤处理是海岛纺超细旦织物染整加工中前处 理的关键工艺之一，它使海岛纤维由过渡的复合状 态，除去海组分后得到单纤纤度很小的超细旦纤维j 如海岛复合长丝，F D Y8 3 d t e x 3 6 f x 3 7 i 开纤后为 8 3 d t e x 1 3 3 2 f 即D P F 为0 0 6 2 或1 6 7 d t e x 4 8 f
15、 x 3 7 i 开 纤后1 6 7 d r e x 1 7 7 6 f 即D P F 为0 0 9 4 。开纤对塑造海 岛纤维织物表面细腻风格至关重要。如开纤不彻底， 会影响成品蓬松性、柔性性；磨绒效果，甚至波及 染色色相和染色牢度等。 就海岛纺超细旦涤纶丝而论，目前，其海组分 主要水溶性多元共聚酯( C O P E T ) ，它是在一定温 度和一定量碱性溶液中可以溶解( 或分解) 的聚酯 化合物，有高粘度和低粘度两个品种。高粘度 C O P E T 可以日本钟纺的产品为代表，低粘度 C O P E T 可以台湾省南亚的产品为代表，两者的后纺 适应性和开纤性均好，主要技术指标差别如表4 所
16、不。 表4C O P E T 的主要技术指标 溶解性指在一定量1 N a O H 溶液中，9 5 时溶解的时间。 扬州新惠纤维材料研究所研制的碱溶性涤纶 C O P E T 与常规P E T 的溶解性( 以时间表示) 如图9 所示。 C O P E T 在水中的溶解情况观察发现：C O P E T 是先溶胀后溶解，并发现它的组成，结构，分子量 以及溶解条件都对其溶解性有一定影响，溶解条件 的影响如图1 0 所示。 由图9 可知，曲线1 为C O P E T 在9 5 热水中 的溶解行为，是先以溶胀为主，当达到一定溶解度 后，才以溶解为主。曲线2 为C O P E T 在9 5 0 5 N a O H 水溶液的溶解情况，它也是一个溶胀溶解 过程。但溶胀较慢，溶解后有残留物，这可能是由 于N a + 、O H 一离子破坏了共聚物的溶解平衡，或 N a O H 与共聚物中某
