滌綸仿動(dòng)物毛纖維的開(kāi)發(fā)

滌綸仿動(dòng)物毛纖維的開(kāi)發(fā)

1防寒用品的選擇隨著人們物質(zhì)生活的改善，人們對(duì)服裝、美學(xué)和舒適度的要求越來(lái)越高。例如對(duì)防寒用品不僅僅是保暖、而且要輕便、毛皮感強(qiáng)、色澤豪華等。能同時(shí)滿(mǎn)足這許多使用要求的當(dāng)前要算滌綸仿動(dòng)物毛纖維,它具有質(zhì)地輕柔、手感剛?cè)岵⒘?保暖性強(qiáng),透氣耐水性好,不霉不蛀,儲(chǔ)藏方便等特點(diǎn)而倍受消費(fèi)者的歡迎。2試驗(yàn)部分2.1原材料大有光滌綸切片(對(duì)苯二甲酸乙二酯),特性粘數(shù)[η]0.672、熔點(diǎn)262℃,儀征化纖股份有限公司產(chǎn)。色母粒,廣東省新會(huì)某公司產(chǎn)。2.2設(shè)備VD404滌綸短纖維紡絲、牽伸設(shè)備。自行設(shè)計(jì)的多孔矩形噴絲板。測(cè)試滌綸切片和異形纖維的相關(guān)儀器。2.3工藝和工藝條件2.3.1熱定型整理切片干燥→→紡絲(←注色)→→集束→→牽伸→→卷曲(←硅烷化處理)→→熱定型→→切斷→→疏毛(←染色)→→熱定型→→湯輥(擊撞)→→整理→→偽獸皮成品。疏毛工序開(kāi)始為毛皮廠加工工序。2.3.2絲綢截面干燥本項(xiàng)目采用VC352真空轉(zhuǎn)鼓干燥設(shè)備。干燥周期12小時(shí)/批、溫度80～130℃、真空度≤50Pa、干切片含水≤50ppm。2.3.3環(huán)吹套冷卻風(fēng)溫度和風(fēng)速紡絲噴絲板采用自制的矩形孔,孔長(zhǎng)徑比1∶15。螺桿擠壓機(jī)溫度均比普通產(chǎn)品各區(qū)高2～5℃。環(huán)吹套冷卻風(fēng)溫21±0.5℃、風(fēng)速為0.45±0.01m/s、環(huán)吹套距噴絲板距離75～80mm可調(diào)。紡絲速度500～800m/min,油劑濃度1.5±0.1%。2.3.4熱蒸汽分布集束總旦數(shù)35萬(wàn)旦,牽伸倍數(shù)4.5±1,牽伸分配比90±1%。油浴溫度70±1℃、過(guò)熱蒸汽120±1℃、牽伸速度130m/min。卷曲機(jī)主壓2.7Pa、卷曲機(jī)背壓0.6Pa、熱定型溫度一區(qū)105～110℃,二區(qū)125～130℃,三區(qū)120～125℃,四區(qū)為冷卻區(qū)、熱定型時(shí)間為25min。3結(jié)果與討論3.1纖維饅頭的形度與提高纖維饅頭質(zhì)量由于紡絲噴絲板采用矩形孔,所以在紡絲成形過(guò)程中如何確保纖維的異形度、提高纖維半成品質(zhì)量是相當(dāng)重要的關(guān)鍵一步。我們通過(guò)多次試紡發(fā)現(xiàn)影響紡絲成形及異形度的主要因素是熔體溫度、冷卻成形中環(huán)吹套與噴絲板的距離、環(huán)吹套冷卻風(fēng)的溫度和風(fēng)速等等,并進(jìn)行了重點(diǎn)研究。3.1.1仿生織物的制備纖維的異形度好壞會(huì)直接影響到仿獸皮的成功性,其主要反映在毛皮中剛毛的特點(diǎn),起到挺括、光亮、手感性好,達(dá)到仿生效果。而影響纖維異形度的原因之一是熔體溫度的影響較大。從實(shí)踐中得知熔體溫度過(guò)高,絲束的凝固速度及凝固點(diǎn)下降、下移,使熔體粘度降低,異形度變差。如熔體溫度過(guò)低,造成噴絲孔出絲不暢,熔體在紡速的牽引下易破裂,使異形度變差。所以通過(guò)紡絲擠壓機(jī)及箱體各區(qū)域溫度的試驗(yàn),認(rèn)為熔體溫度控制在284±0.5℃,異形度較為理想。3.1.2環(huán)板距離與成品質(zhì)量控制指標(biāo)干熱收縮回歸分析環(huán)吹套(即環(huán)形冷卻風(fēng)裝置)出風(fēng)口與噴絲板的距離是直接影響絲束成形和異形度的關(guān)鍵。如環(huán)板距離太短,熔體細(xì)流一出噴絲板孔在熔體膨化區(qū)附近被冷卻凝固,即熔體溫度從284℃突然受到風(fēng)溫20℃的急冷,使熔體外層和內(nèi)層凝固的程度差異太大,即絲束凝固不均勻,使初生纖維的可拉伸性能降低易產(chǎn)生毛絲和斷頭,如環(huán)板距離太長(zhǎng),纖維截面形狀彎曲大,有些成為橢圓形。針對(duì)以上情況我們對(duì)環(huán)板距離與半成品質(zhì)量控制指標(biāo)干熱收縮進(jìn)行了線(xiàn)性回歸方程方法的試驗(yàn),數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。作回歸直線(xiàn)管理圖(見(jiàn)圖1),相關(guān)分析和回歸分析計(jì)算略。表1說(shuō)明:通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算說(shuō)明環(huán)板距離在75～80mm之間對(duì)紡絲成形、異形度較理想,即反映干熱收縮比較均勻。3.1.3風(fēng)速對(duì)纖維細(xì)度的影響及建議解環(huán)吹套的風(fēng)量是由控制風(fēng)速度實(shí)現(xiàn)的,而風(fēng)速的控制大小直接影響絲束的冷卻成形、異形度及影響卷繞絲的取向度(即可用干熱收縮來(lái)代替)、結(jié)晶度,從而影響后拉伸性能。例如風(fēng)速過(guò)大異形度就大,這是因?yàn)槿垠w的凝固速度加快、粘度提高、形變受到阻礙,所以纖維的異形度變更大。當(dāng)風(fēng)速過(guò)高時(shí),致使絲束中心部分發(fā)生湍流,絲束拉轉(zhuǎn)。如果風(fēng)速過(guò)低(小于0.3m/s)時(shí),紡出的絲截面為橢圓形,這是因?yàn)轱L(fēng)速過(guò)低風(fēng)速不能穿透絲束內(nèi)層,造成絲束內(nèi)外層凝固不均勻,異形度差異大?，F(xiàn)將多次實(shí)驗(yàn)情況反映如下(見(jiàn)表2)。作回歸直線(xiàn)管理圖(見(jiàn)圖2),相關(guān)分析和回歸分析計(jì)算略。表2說(shuō)明:從相關(guān)分析得γ=0.932,是正相關(guān);干熱收縮隨風(fēng)速的增加而逐漸增加。實(shí)驗(yàn)得出風(fēng)速為0.4～0.45m/s時(shí)干熱收縮比較均勻,及后牽伸性能較好。3.2仿獸皮纖維截面的制備我們根據(jù)動(dòng)物毛皮的特點(diǎn),采用了多種加工工藝流程。其特點(diǎn)一是使仿獸皮產(chǎn)品具有手感柔軟,但柔軟中有堅(jiān)、纖維之間有滑爽感、挺括(即一種毛皮的剛毛是根據(jù)豎立起來(lái)、不彎曲。另一種是每根纖維伸直一面倒向)。二是仿獸皮顏色有閃光效應(yīng),色澤鮮艷具有仿生效果。我們?cè)诜治鰢?guó)內(nèi)外獸皮和仿獸皮纖維截面形狀的基礎(chǔ)上,研制大長(zhǎng)徑比的矩形噴絲板孔。這是因?yàn)樵诤铣衫w維生產(chǎn)中,纖維截面的變化主要依靠噴絲板孔形的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)扁形纖維截面,主要通過(guò)異形板的孔形、微孔長(zhǎng)徑比尺寸及其紡絲工藝的有機(jī)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)采用噴絲板直徑為Φ160mm、210孔的板。紡制了1.665～2.22dtex(15～20d)的三種規(guī)格的扁形纖維。同時(shí)為適應(yīng)毛皮廠特種品種需要我們?cè)跔可熘屑尤胗袡C(jī)硅處理(使纖維具有滑爽感),以及采用高倍牽伸、高溫?zé)岫ㄐ凸に?從而提高纖維的剛性和穩(wěn)定性能。其纖維截面(見(jiàn)圖3)及纖維各項(xiàng)物理指標(biāo)(見(jiàn)表3)。為達(dá)到仿獸皮的仿生效果,我們?cè)喜捎么笥泄鉁炀]切片(因?yàn)槠胀炀]切片是半消光的,加工的纖維為半消光纖維),加上采用矩形截面,從而使纖維折光反射率最高,達(dá)到閃光的最佳效果。同時(shí)我們進(jìn)行紡絲時(shí)注色(加入色母粒)和散纖維染色的方法(深黃色為仿黃狼皮、黑色為仿裘皮),目的是使纖維提高閃光的真實(shí)性。4仿動(dòng)物毛纖維的主要應(yīng)用狀況a.用超常規(guī)長(zhǎng)徑比的矩形噴絲孔生產(chǎn)高旦數(shù)、高異形度的滌綸仿動(dòng)物毛短纖維作黃狼皮和裘皮的剛毛,可使產(chǎn)品具有天然獸皮的風(fēng)格,且有明顯的閃光效果及柔中有剛的性能,同時(shí)它在某些使用性能上超過(guò)動(dòng)物毛皮的性能。b.用大有光滌綸切片為原料、紡制扁平形仿動(dòng)物毛纖維生產(chǎn)工藝是可行的?？善鸬阶罴颜酃夥瓷渎首饔?纖維光感好,而且挺括。使仿獸皮產(chǎn)品向中高檔方向發(fā)展打下良好的基礎(chǔ),同時(shí)起到以假亂真的效果來(lái)滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的消費(fèi)者的需要。c.滌綸切片產(chǎn)量我國(guó)居世界第二位,而且價(jià)格大大低于普通的已大量用于人造毛皮的腈綸纖維和腈氯綸纖維。因此采用滌綸為原料既經(jīng)濟(jì)又符合我國(guó)化纖行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。d.在紡制仿動(dòng)物毛纖維生產(chǎn)中加入一定量的硅烷化處理,使纖維具有天然羽絨纖維一樣的滑爽感。以適應(yīng)人造毛皮多品種發(fā)展以及具有耐洗性、服用性、儲(chǔ)藏性等優(yōu)良特點(diǎn)。e.目前仿動(dòng)物毛纖維二端未經(jīng)堿液處理成尖形(天然動(dòng)物毛一端為尖形化),以達(dá)到仿獸皮的高檔化要求,有待進(jìn)一步的研究解決。本文所試制的仿動(dòng)物毛纖維具有獨(dú)特的風(fēng)格和明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是目前人造毛皮向高檔化發(fā)展打下良好的基礎(chǔ),同時(shí)彌補(bǔ)天然動(dòng)物毛皮不足的有利條件。但在紡制纖維及毛皮制作過(guò)程中存在設(shè)備的不足等問(wèn)題,有待進(jìn)一步探索解決及投入正常生產(chǎn),來(lái)滿(mǎn)足人們物質(zhì)生活的需要。仿動(dòng)物毛纖維的崛起一方面解決了天然動(dòng)物毛皮資源的不足,另一方面彌補(bǔ)了某些性能上的不足,擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)外仿動(dòng)物毛皮種類(lèi)很多,例如有兔羊皮、貓虎皮、黃狼皮等獸皮,其使用原料有腈綸、腈氯綸、錦綸等。其產(chǎn)品截面形狀有三角形、多邊中空形、腰子形、扁平形等異形、高收縮、立體卷曲纖維。其織物結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu),面層為仿獸皮,立毛密度大于15000根/cm2。國(guó)內(nèi)在仿動(dòng)物毛纖維方面是屬于起步階段,還未形成工業(yè)化生產(chǎn)(指高檔的仿動(dòng)物毛纖維),其主要原料主要靠進(jìn)口腈綸、腈氯綸纖維,價(jià)格比普遍纖維高幾