簡述滌綸超細纖維與下游的開發(fā)和染色工藝技術情況

1、簡述滌綸超細纖維與下游的開發(fā)和染色工藝技術情況 一、前言 超細纖維是近年來發(fā)展迅速的差別化纖維的一種，被稱為新一代的合成纖維，是一種高品質、高技術的紡織原料，是化學纖維向高技術、高仿真化方向發(fā)展的新合纖的典型代表。 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(tǒng)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(fā)霉、無蟲駐、質輕、防水等許多無可替代的優(yōu)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。滌綸超細纖維是一種具有高品質、高

2、性能、高技術含量、高附加值的新產品。它的單絲線密度比常規(guī)滌綸纖維低得多，這就賦予了它不同于常規(guī)滌綸纖維的優(yōu)異的服用性能，如吸濕、透氣、手感柔軟、豐滿、富有彈性、蓬松性和飄逸感等。滌綸超細纖維由于線密度比常規(guī)纖維低得多，故有異于常規(guī)纖維的染色特性，這主要表現在上染速率、上染量、染料提升性、顏色深度、勻染性、移染性、顏色鮮艷度以及染色牢度等和常規(guī)纖維有明顯的區(qū)別。線密度低帶來的表面積增加，首先引起染色時對染料吸附和解吸程度的增加，吸附程度的增加導致了上染速率的增加、濕牢度和耐光牢度的下降，其次是引起染色織物的色澤濃度降低。改善滌綸超細纖維及面料的染色性能，成為企業(yè)很感興趣的話題。特別是下游企業(yè)，隨

3、著生活水平的不斷提高，人們對服裝面料的要求也越來越高，那些色澤鮮艷、手感柔軟、懸垂性及回彈性好的紡織面料倍受廣大消費者青睞。從目前服裝市場的走向看，具有特殊風格的紡織面料是服裝廠家的首選。一般開發(fā)這類產品主要是通過新材料和新工藝等途徑來完成。由于麂皮絨光澤柔和、質地柔軟、手感細膩舒適，所以深受人們的喜愛。但因為天然麂皮絨數量有限。麂皮絨更顯名貴。隨著皮革鞣制技術的發(fā)展，人們也可以將羊皮、牛皮和豬皮等作絨面加工，習慣上，人們把這種經過絨面加工的天然皮革也稱為麂皮絨。隨著生產力的發(fā)展和科技水平的提高，人們又發(fā)明了人造加工的方法生產麂皮絨。通常，我們把通過人造加工而成的麂皮絨叫做人造麂皮絨或者仿麂皮

4、絨。 二、超細纖維的開發(fā)之母 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。超細纖維及其產品主要由日本率先研制和開發(fā)，于20世紀60年代末70年代初開始商業(yè)化生產。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(fā)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，日本東麗公司通過分

5、析天然纖維從中受到啟發(fā)，開發(fā)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。自20世紀90年代以來，超細纖維及產品在品種和產量上得到了迅速發(fā)展，歐美國家側重發(fā)展超細短纖維及其制品，亞洲國家則偏重發(fā)展超細纖維長絲及其制品。超細纖維產品在80年代定位于高檔次、高價格，近年來，開始生產復合超細纖維及其織物，其產品已趨于中高檔化。用超細纖維做成的面料可具有柔軟舒適、自然塑身、不易變形、細致保暖、吸濕透氣、防紫外線和防靜

6、電等特性。其外觀高雅、手感好，特別適用于貼身服裝，如：內衣、泳衣、運動服，同時也適用于休閑裝和高級成衣等。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(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的纖維稱為超細纖維。另外，由于超細纖維與已發(fā)展成為未來纖維工業(yè)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(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

7、及地區(qū)，應該為日本、美國、西歐。雖然超細纖維真正的工業(yè)化生產已有近38年的歷史，但至少在其中的前25年，產品的較高價格以及產品的特殊用途使其發(fā)展受到限制。因此，超細纖維僅是在最近的10-15年迅速應用于各個領域?，F在，超細纖維的比例占國際市場聚酯長絲DTY份額的15。而在個別的市場如日本、中國臺灣和韓國，該比例還要更高一些。同時對超細纖維的質量要求還在逐漸提高。超細纖維的重要應用領域主要包括服裝領域：內衣、男女外套以及運動服飾和各種功能的化纖產品。同時還應用到家紡、裝飾、汽車應用和高品質清潔材料等方面。 三、改善滌綸超細纖維染色性能的途徑 1.選擇合適的分散染料 適用于滌綸超細纖維染色的分散染

8、料應具備較好的勻染性、移染性、覆蓋性，還要有優(yōu)良的水洗牢度和摩擦牢度，此外，染料的高溫分散穩(wěn)定性要好，還要有良好的清洗性。至于滌綸超細纖維分散染料的結構，以雜環(huán)類結構的分散染料在超細纖維織物上發(fā)色強度高、色澤濃艷、上染率大、染料用量少、利用率高，而移染性、勻染性、牢度均好。如果分散染料的分子比較小，進出纖維就比較容易，便可提高移染率和勻染率，而如果染料分子結構較大，與纖維的親和力較大，不容易在纖維內移動，就會使得移染率和勻染率降低。 分散染料要適合于堿性浴染色，不少分散染料在堿性浴中染色往往會發(fā)生色光變化，嚴重的會導致染料大量水解，水溶性增大，對纖維的親和力急劇下降。這主要是由于染料分子中含有

9、可水解的酯基和可以離子化的羥基所致。而如果染料分子結構中很少或基本上沒有酯化的羧酸基團，而且在堿性條件下會離子化的羥基的含量也不高，就能夠在堿性條件下基本保持色光不變，而且染色深度下降不多，具有較好的耐堿性。單偶氮類的染料分子結構中都含有酯基，在堿性條件下會發(fā)生水解，使染料的水溶性增加，對纖維的親和力降低，使染料難以上染，或者破壞了染料的發(fā)色體系使色光發(fā)生變化。這些染料分子結構中的酯基水解后失去了對纖維的親和力，染料基本不上染了，或者由于酯基的水解從而導致染料的色變。 據報道，90年代以來，國外染料的新品種開發(fā)，分散染料占了l5以上，其中除了禁用染料的代用品以外，主要是提高滌綸超細織物深染性和

10、染色牢度等應用性能的分散染料新品種。這些分散染料多數是雜環(huán)結構，或由多組分分散染料以三原色進行復配，以提高分散染料的染色飽和值、提升率和染色牢度。要知道超細纖維專用分散染料的使用，對于提高織物的品質顯得非常重要，必須重視。 2.控制合適的染色工藝 合適的染色工藝包括適當降低始染溫度以控制上染速率，嚴格控制升溫和降溫速率，控制高溫保溫時間以提高勻染性，織物與染液的交換速率要加快，中深色染色后要進行還原清洗，以避免染色牢度下降。為保證滌綸超細織物的應用風格和特點，對染色裝置要求設備上除了織物運行速度和浴比可自控外，還應具備溫度、液量的自控裝置，染色時須在全松弛狀態(tài)或低張力狀態(tài)下運行。 染色濃度和染

11、色溫度直接影響分散染料的移染性，如染色織物在染色濃度為4的移染率低于染色濃度為12的移染率，130的移染率明顯的要比120的高。 染色濃度和染色溫度還影響滌綸超細纖維的皂洗牢度，染色濃度越高，織物上的浮色越多，皂洗牢度就越差。染色濃度為4的織物的皂洗牢度明顯要比12的高1級左右。而不同的還原清洗條件對染色牢度也有一定的影響，由于50清洗的條件比較緩和，而且滌綸超細纖維本身的特點導致織物上吸附的未固著的染料的量比較多，所以50清洗要比80清洗皂洗牢度低一點。120染色的皂洗牢度要比130的低，主要是由于染料沒有完全染透纖維，纖維表面的染料量相對多一些，所以牢度差一點。染料分子對纖維的親和力較大，

12、其皂洗牢度就要好一點。在堿性條件下如果染料分子中含有的酯基其水解比較嚴重，形成可溶性的產物，同時在保險粉的作用下能夠較好的去除織物上的浮色，所以皂洗牢度也會上升。 如果染料分子的高溫分散性能較好，那么在高溫染色條件下，其染色牢度較好，不會影響到纖維和織物的染色質量。 此外，還要注意在染色時要盡量減少空氣的混入，以防止染料分子受到氧化而影響其與纖維織物的結合。染色機的噴嘴和導布管的管徑及角度的配置必要時加以改型，以適應滌綸超細纖維染色工藝的要求。 3.改善超細纖維的勻染性能 在染色過程中，分散染料中的單分子、膠團和晶體染料之間會發(fā)生轉變，從而保持動態(tài)平衡。在晶體變大的過程中，晶粒之間會產生凝聚，

13、有時晶型還會發(fā)生變化，這些都會影響到分散染料的染色性能，容易產生染色不勻、染色色點、條花等疵病。添加合適的勻染劑，能夠提高分散染料的溶解度和其懸浮體的穩(wěn)定性。加入勻染劑后，染料的吸光度有所提高，隨著勻染劑用量的增加，吸光度不斷增加。說明勻染劑對分散染料有增溶作用，即增加染液中單分子狀態(tài)和膠團狀的染料量，染液中單分子狀態(tài)的染料是上染纖維的主要形式，膠團狀的染料比染料晶體更容易釋放染料單體，這些都有利于上染均勻。 勻染劑對滌綸超細纖維上染速率可以起到減緩的作用。由于超細纖維的比表面積很大，對于染料的吸附速率很快，從而形成染色不勻。如果是滌綸混纖超細纖維，由于纖度的不同，單纖比表面積不僅較大，而且差

14、異也很大，更容易造成上染速率方面的差異，結果是容易染花。勻染劑對不同分散染料的作用程度不同，但總體上是減少不同分散染料上染速率之間的差異，勻染劑的加入使不同分散染料的上染速率比較接近，這對于拼色染色十分重要。當拼色用分散染料的上染速率變得基本一致時，能保證同色漸進性，減少色差的產生機會，這對改善滌綸超細纖維的染色性能非常有益。 當分散染料上染滌綸超細纖維織物時，由于初始吸附很快，容易造成染色不勻。如果在整個染色過程中，加強已上染到織物上的染料的解析和遷移，可使織物上染花處的染料通過解析和重新均勻上染，最終獲得勻染效果。未加勻染劑時，界面遷移率大于界面解析率。這是由于超細纖維的比表面積較大，對染

15、液中的染料吸附力很大，所以染料從染色織物上解析下來比較困難。而一旦離開染色織物的染料，同樣由于未染色超細纖維的比表面積較大，與染料的結合點較多，大部分被纖維所吸附，結果是界面遷移率相對較高。加入勻染劑后，可以同時提高織物上分散染料的界面解析率和遷移率。這是由于勻染劑既對染料有親和力，又對纖維有親和力，使得染料容易離開染色織物，特別是高溫下這種作用更加明顯。 4.提高超細纖維的染色深度 在眾多纖維品種中，滌綸纖維表面較平滑，折射率最大，使得其表面反射率也最大，因此，當光線照射到平滑的染色滌綸織物表面時，大量入射光在織物表面上反射，僅一部分光折射到纖維內部，這部分光為著色光。正因為大量的入射光由織

16、物表面以白光進入眼睛，使得滌綸的染色表觀顯色較差。而對于細旦滌綸纖維來說，其程度更甚。這是因為纖維的纖度越小，比表面積越大，從而反射光增多，表觀顯色更差。所以，在相同染料(特別是黑色和深藍色)上染率的情況下，超細纖維織物與普通滌綸織物相比色澤要淺許多。 日本化纖界對超細纖維織物進行低折射率樹脂整理，使染色織物在上染率不變的情況下表觀色澤增深。染色超細滌綸纖維通過低折射率樹脂整理后，在染色織物表面形成了一層均勻的低折射率樹脂薄膜，相應地降低了染色細旦滌綸織物的折射率，織物總表面反射光小于涂布前總表面反射光，使織物表觀色澤增深。常用的低折射率樹脂有：有機氟樹脂，有機硅樹脂，聚胺類及聚氨酯樹脂。其中

17、有機硅樹脂是常用的低折射率樹脂，折射率一般在1.40左右，有較好的綜合性能和應用前景。 另一種方法是使纖維的表面粗糙化，可降低纖維表面對光的反射能力，改進纖維的表觀色澤。例如將惰性無機微粒，如硅膠、磷的堿土金屬鹽等分散于高聚物中，然后紡絲。再對這種絲制得的織物進行堿減量處理。由于堿對于聚酯和超微粒子的溶解速度不同，在纖維表面可形成許多微小的凹凸點?；蛘咧苯佑玫蜏氐入x子體照射聚酯表面，使其發(fā)生刻蝕，可產生微小的凹凸點。 勻染劑的加入對滌綸超細纖維的染色深度也有良好的影響，在染料濃度較低的情況下，加入低濃度的勻染劑可以增加染色深度，但如果勻染劑濃度過高，勻染劑的增深效果反而會降低；在染料濃度較高的

18、情況下，加入過少的勻染劑會降低染色深度，但當勻染劑濃度提高后，染色深度會增加。這說明勻染劑和纖維及染料之間存在相互的吸附作用，會降低染料的上染百分率；同時勻染劑對分散染料又有增溶作用，可以提高染液中單分子狀態(tài)染料的濃度，提高上染百分率。所以，勻染劑的用量和染料用量要匹配，當染料用量較低時，勻染劑用量要低；當染料用量較高時，勻染劑用量要高，這樣才能起到增深作用。 5.滌綸超細纖維染色的難點 滌綸超細纖維的表面積比普通纖維大得多，從染浴中吸附染料的速度也快得多，加之超細纖維的無定形區(qū)比較大，染料易擴散，所以表現出較高的上染速率，從而不利于染色的均勻和染色牢度的提高，也妨礙染色深度的提高。 滌綸超細

19、纖維的勻染性比常規(guī)滌綸纖維的勻染性要差，主要原因是纖維線密度低，比表面積大，對染料的吸附速度快，容易出現不均勻。由于滌綸超細纖維的截面多為不規(guī)則形狀，表面也不夠光潔，不僅使比表面積進一步增大，而且使表面吸附染料速度增快，染色不易均勻。加之滌綸超細纖維線密度較低，對物理和化學作用較常規(guī)滌綸纖維敏感，如果染前這些作用不均勻，也會導致染色不勻。 滌綸超細纖維與普通纖維相比不易深染，要獲得相同的染色深度，所需染料濃度要比普通纖維高得多。滌綸超細纖維深染性差的原因，除了因比表面積大而對光反射和散射強外，還和纖維的其它特性有關，如纖維表面是否光滑、截面形狀是否規(guī)則、纖維結晶度高低、纖維中是否有消光劑及染料

20、在纖維中的分布狀態(tài)等。 滌綸超細纖維染色牢度較低，這主要是滌綸超細纖維線密度低，無定形區(qū)含量高，受熱時染料易遷移到表面，同時超細纖維表面積大，截面不規(guī)則，易沾染染料，難以洗凈，導致染色牢度下降。而且，超細纖維在濕熱狀態(tài)下容易吸附染料，從而使?jié)窭味冉档?。加之滌綸超細纖維線密度低，表面積大，使光線和氣體易進入纖維，故日曬牢度較低。 四、仿麂皮絨的制作方法與適合的原料情況 1.仿麂皮絨的制作方法 仿麂皮絨的制作方法大致可以分為三種：機織的方法、針織的方法、非織造布的方法。國內地區(qū)一些企業(yè)采用的是第一種方法。 2. 仿麂皮絨機織方法制作所適合的原料情況 在開發(fā)合成纖維仿麂皮絨產品時，選用的原料是超細纖

21、維的長絲，將其織制成織物，經過特殊的染整工藝加工，在織物成品的表面形成了細密均勻的絨毛。超細纖維具有蓬松、飄逸、手感柔軟的優(yōu)點，超細纖維織物的懸垂性及柔軟性極好，手感舒適。超細纖維有多種型號，適合做仿麂皮絨的有滌/滌海島型和滌/錦橘瓣型，海島型纖維用溶解法開纖，橘瓣型纖維用剝離法開纖。采用溶解法溶解滌/滌海島型纖維，使其開纖后成為超細旦纖維的方法較為可靠。因此，緯向采用滌綸167tex/36fx371(海島絲)+76tex常規(guī)滌綸包覆倍捻，經向采用l11tex的滌綸做為開發(fā)仿麂皮絨產品的原料?，F在，國內一些下游企業(yè)用的原料都是從韓國匯維仕公司采購的滌綸海島絲，其單纖中共有37個島，海的部分溶解

22、后，單纖為0.05De。具有粉末般且柔軟的手感、仿麂皮的外觀。而國內生產廠家為保證成布質量的穩(wěn)定，要求確保原料是一等品且為同一批號。溶纖配方采用的是與原料相匹配的專用高溫堿水(150，pH=13-14的水)工藝配方。 五、滌綸超細纖維生產的仿麂皮織物染色工藝簡介 滌綸超細仿麂皮的染色要比普通滌綸織物的難度大得多。因超細纖維本身的特大表面積使其在染色速度、勻染性、重演性和色牢度等方面都具有顯著的特點。超細纖維纖度細，表面積大，吸附染料快、擴散慢，所以勻染性較差；超細纖維的光反射系數較大，要染得同樣深度的色澤，染料用量要比普通纖維高出3成以上；超細纖維織物的耐曬牢度、耐升華牢度、耐磨擦牢度等都比常規(guī)合纖有所下降。通常其耐升華牢度要下降1-2級。 1.染色 因滌綸超細仿麂皮織物較輕薄，并綜合考慮產品的手感效果，通常采用高溫高壓溢流噴射染色機進行染色生產。另外，如海島型滌綸超細纖維