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发布时间:2002/10/21
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近些年来,随着科技的发展和世界领先公司对研究和开发的投入不断增多,新纤维及其纱线不断涌现。002年5月在德国举办的国际高科技纺织论坛(Avantex2002)上,许多公司推出了他们的新纤维/纱线和新工艺。
智能型和功能性纤维和纱线近几年已成为开发的重点。这些新纤维能够满足消费者对安全、防护和舒适的需求。
本文仅是对此届高科技纺织论坛纤维、纱线创新的概要介绍。
一、法国纺织界的研究进展
法国纺织研究院的专家介绍说,智能型和功能性纤维和纱线主要是采用下列方法加工的:
(1)在聚台物中加入功能性添加剂。这些添加剂可以是聚合物,也可以是有机化合物或无机颗粒。它们可以在主聚合物聚合之后、纺丝之前直接加入到熔融聚合物中,或加入到纺丝溶液中。通常采用含有功能剂的高浓度染色配料。
使用这种方法,功能效果很大程度上取决于功能添加剂在主聚合物中的分布。在某些情况下,也与纺丝工艺有关,例如在复合纺丝(双组分工艺)中,当一种聚合物或有机化合物被加入到熔融纺丝体中时,必须考虑功能基团的耐热性。关键是要防止由于热降解和分解而影响纤维的着色能力和特性。
无机颗粒通常具有良好的耐热性,热稳定性比较好。但是,应注意纺丝工艺中丝的断头率和其他纤维特性不受到影响。
(2)通过不同化学接枝工艺在挤压之前或之中对聚合物改性。这种方法的优点是能够使效果持久。
这种工艺通常是用来改进聚合物的性能,通过共聚对原始聚合物进行改性。例如:通过与带有磷或卤族功能基团的单体共聚来获得阻燃性能。这种共聚是加工聚丙烯腈类纤维常用的方法,其他共聚是为了获得不同特性,例如:与PEG共聚获得抗静电性能,与离子单体共聚来提高色彩鲜艳度,与间苯二酸共聚来获得特殊的手感,等等。
(3)在染整工艺中赋予纤维或织物特殊性能,这是常用的方法,也是唯一一种可用于天然纤维的工艺。
用传统整理技术和融合技术将功能剂“涸定”在纤维上的方法可用来对纤维在整理之前进行表面处理,或直接提高纤维的附加值(等离子、激光、电子束接枝等)。
这些技术的关键点是如何使功能剂在纤维的横截面上均匀分布以及如何将功能剂固定在表面,并使最终产品能够耐物理和化学性老化。
目前,用上述技术开发的新纤维包括传导性和抗静电纤维、抗紫外线纤维、“保暖”纤维、抗菌纤维,等等。
欧盟正在进行一个名为“技术纺织品用新功能性和智能型纤维”(“Smartex”)的项目。该项目的宗旨是开发用于加工具有特殊性能新纤维的特殊技术和在少数几种传统聚合物的基础上,开发用于挤压——纺丝工艺中的特殊接枝方法。其中一个开发对象是通过在聚合材料上接枝压电变色染料来加工压电变色或“张力变色”丙纶。这种纤维可用于加工绳、索、吊带等,能避免它们断裂。另一个开发目标是用于防止伪造著名纺织品商标的“磁性锦纶”,还有能够通过特殊热调节功能改进服装穿着舒适性的“热变色及/或光致变色丙纶和锦纶”。
前几年,法国纺织服装研究院与法国一家公司合作开发了一种用于回收磁带的工艺。用直接从磁带获取的磁性切片生产带有20%磁性粒子的注塑材料和带有5%磁性粒子的纤维。采用不同粒子,可改进产品的某些性能,如模量、导热性和导电性等。
二、SeaCell活性纤维
德国Zimmer公司推出了一种具有抗菌功能的新型纤维素纤维——SeaCell reg;活性纤维。SeaCell reg;的抗菌作用源自纤维素纤维矩阵中的一个内在和永久组成部分,在穿着、洗涤或干洗过程中不受影响,能抗绝大多数种类的细菌,对人体没有任何副作用。这种受世界工业产权保护的纤维是由德国Zimmer公司的全资子公司ALCERU-Schwarza公司生产的。
SeaCell reg;纤维的生产以Lyocell纤维的加工工艺为基础,是通过在纺丝溶液中加入研磨得很细的海藻加工成的。这些海藻主要来自棕、红、绿和蓝藻类,尤其是棕藻类 Ascophyllum Nodosum及/或红藻类 LlthothamniumCalcareum。海藻以粉末或悬浮物的形式在纺丝前的某一个工序加入。
海藻具有吸收海水中矿物质的能力。有关分析表明,除了矿物质以外,海藻中还含有碳水化合物、氨基酸、脂肪和维他命。除了海藻赋予的特性外,SeaCell reg;纤维还具有在干、湿状态下高强力和收缩非常小的特点。因此,用SeaCell reg;纤维加工的织物在具有良好的穿着舒适性的同时,还具有良好的形状稳定性。
SeaCell reg;纤维的一个突出特点是对金属离子有惊人的吸附能力。众所周知,海藻中所含的酚具有螯合重金属的能力。在SeaCell reg;纤维活化过程中,银、锌、铜等灭菌金属被完全成形的纤维素纤维所吸收。与其他结合活性成分的方法不同,SeaCell reg;纤维能在一个活化步骤内使有效物质永久嵌入完全成形纤维的芯部。金属离子通过纤维素的膨胀牢固地固定在纤维矩阵中,并促进海藻在纤维横截面上均匀分布。即使使用传统的碱性清洁方法也不会影响附着在SeaCell reg;纤维上的金属量。
锌具有抗菌和阻燃功能,可用来消灭细菌(如链球菌和放线菌)。
古时候人们就知道银具有抗菌作用。早在公元前4000年左右,人们就用银具和容器储存和运送水,以防止细菌的产生。19世纪,人们知道即使是含量很低的银也具有抗菌作用,在1:4000~1:10000的含量下就能迅速杀灭伤寒菌和抑制炭疽热抱子。另外,银的微动作用还可以用于水的净化和伤口的消毒(金属含量在6×10-9~5 ×10-7的情况下就可以抑制细菌生长)。含有少量银的床上用品和纺织品对治疗神经性皮炎有明显作用。
由于银对皮肤没有任何副作用,因此把这种金属用作活性剂来加工SeaCell reg;活性纤维是最好的选择。
SeaCell reg;活性纤维是通过把纤维放人稀释的银溶液中加工而成的。对放在0.1和0.01硝酸银溶液中的纤维进行吸收动力学分析的结果表明,将纤维在溶液中放置 l~3min,这个工艺就完成了。除了放置时间外,溶液的浓度对纤维的吸收性也有影响。在0.1N的硝酸银溶液中,每公斤SeaCell reg;纤维能吸收大约7g银;在0.01 N硝酸银溶液中,每公斤SeaCell reg;纤维吸收大约3.5g银。
各种实验和分析结果表明,SeaCell reg;纤维除了具有良好的化学和物理性能及纤维素纤维的特点(穿着舒适性)外,还有卓越的抗菌能力。它是第一种具有抗菌作用的Lyocell纤维。用它可以很容易地加工出各种标准支数的纯纺或混纺纱。用这些纱加工的织物和非织造布可以广泛地用于加工工装(包括手套)、运动装、内衣、家用纺织品(包括装饰布、床L用品和填充物)、非织造和技术用品以及家庭和卫生用品。
三、Lenzing公司的Modal reg; FRESH
奥地利Lenzing公司开发出一种新的功能性纤维素纤维Modal reg; FRESH。它是一种含有抑菌剂、能够控制纤维上或纤维内细菌生长的Modal纤维。
Lenzing公司也选择了在纺丝溶液中加入抗菌添加剂的掺入技术。纺丝工艺与普通Modal纤维的纺丝工艺相同。选择添加剂的原则是:在水、碱和酸中的溶解性非常低;遇强酸、碱和氧化物具有化学稳定性和热稳定性;对纺丝工艺和纤维性能没有负面影响,能够达到相关的无毒和环保标准。Lenzing公司选用的是一种在肥皂、化妆品和盥洗品等商业化产品中使用的抗菌剂,它能有效抑制皮肤上常见的细菌,包括抗多种致病性葡萄球菌。由于添加剂的颗粒很小,粘胶工艺不会由于在纺丝溶液中加入添加剂而受到影响。由于它在水、碱和酸中的溶解性非常低和具有热稳定性,在后道工序中不会被清除掉。
由于纺织品紧密接触皮肤,因而Lenzing公司按ISO10993-10:1995标准对MOdal reg; FRESH进行了生理学方面的测试。Modal reg; FRESH纤维成功地通过了所有相关测试。另外,Lenzing公司还按Oeko-Tex标准100-l级产品进行测试。结果表明,该种纤维(本自)符合最近针对婴儿产品颁发的标准中规定的人类一生态要求。这种能够持久保持清活的纤维能广泛地用于加工职业衬衫、运动服、内衣、T恤衫、睡衣等产品。
四、“atmofil”长丝纱
德国邓肯多夫纺织工艺和技术研究所(Institut furTextil-und Verfahrenstechnik Denkendorf)的专家们介绍了、种具有大然纤维特性的长丝纱——“atmofil”。
过去,用合成纤维面料加工的服装虽然有免烫和抗皱的优点,但由于透气性差和塑料般的手感给人们留下了挥之不去的阴影。近些年来,由于微纤维的出现,合成纤维越来越被人们所接受。各种模仿天然纤维对长丝纱加以改良的工艺也不断诞生,其中最常见的是变形工艺。利用这种工艺可以加工不同卷曲度的长丝纱。其他工艺包括将不同纱线成分进行组台,通过不同收缩率来使纱具有天然纤维纱的特点。
“atmofil”就是一种带有自伸长组分的异收缩纱。与拉伸工艺中的普通异收缩纱类似,各种组分是通过气流喷射交缠组合到一起的。未经处理的“atmofil”广纱以扁平长丝纱的形式加工成织物,在织物后整理过程中通过热处理取得预定的效果。核心组分在织物热处理过程中收缩,而具有自伸长功能的组分会延伸。其结果是形成细小的圈状结构。
与使用普通异收缩长丝纱加工的织物相比,“atmofil”组分的长度差异在成品布中可以增加。或者说,织物在后整理过程中的缩水率会相应降低。
“atmofil”纱可接任意捻度加捻,而不降低收缩和影响成圈效果。复台纱在加捻过程中会形成一种皮芯结构,其中收缩组分为芯,功能组分为皮。
将“atmofil”纱按1400T/m的捻度加捻,用这种纱加工的织物会有明显的异收缩效果。这是由于一方面织物收缩 25%,另一方面功能组分伸长约 15%,使纱的组分的总体长度差异达到 40%。
这类复合纱可直接用于织物加工,也可以加捻后再用于加工织物。它们多用作经纱。由于强力交缠,“atmofil”纱在用作经纱之前不需要L浆。
“atmofil”纱在整理过程中产生的细
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