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超細(xì)纖維簡述

定型機(jī)、涂層機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2023年8月2日訊 超細(xì)纖維(ultrafine fiber，microfiber)，是一種纖度（線密度）非常小的纖維。國際上對于超細(xì)纖維尚未有統(tǒng)一的定義，目前，較習(xí)慣把纖度在0.55dtex-1.1dtex之間的纖維稱為細(xì)旦纖維，把纖度低于0.55dtex的纖維稱為超細(xì)纖維。世界上最細(xì)的超細(xì)纖維，單纖線密度僅為0.000099 dtex。

超細(xì)纖維的生產(chǎn)方法有很多種，不同線密度纖維的生產(chǎn)方法有所不同，主要生產(chǎn)方法如圖所示。雙組分紡絲法是目前研究和應(yīng)用最多的方法，其中，又以復(fù)合紡絲法應(yīng)用最多。超細(xì)纖維是一種近年來發(fā)展迅速的差別化纖維，它被稱為新一代的合成纖維，是一種高品質(zhì)、高技術(shù)的紡織原料，是化學(xué)纖維向高技術(shù)、高仿真化方向發(fā)展的新合纖的典型代表。它的使用能有效提高產(chǎn)品的檔次和附加值。

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什么是海島纖維？

海島纖維又稱基質(zhì)原纖維。它是由一種聚合物A以極細(xì)的形式(原纖)分散于另一種聚合物B(基質(zhì))之中形成的，因分散相原纖在纖維截面中呈“島”狀分布，基質(zhì)如“海”一樣存在，故稱之為海島纖維。海島纖維溶去“海”組分后可獲得超細(xì)纖維；去除“島”組分后，則可得到呈“蜂窩” 結(jié)構(gòu)的多孔型中空纖維。我們常說的海島纖維主要指前者，即：海島型超細(xì)纖維。

根據(jù)“島嶼”分布規(guī)律不同，海島型超細(xì)纖維可分為定島和不定島兩種。前者，“島”組分有規(guī)則的連續(xù)分布在“海” 組分中，一般采用復(fù)合紡絲法紡長絲；后者，“島”組分以原纖狀無規(guī)則且不連續(xù)的分散于“海”組分中，但其主軸與纖維軸一致，一般采用共混法紡絲法得到粗細(xì)不勻、長短不等的短纖。目前，復(fù)合法紡絲使用的較多，因?yàn)樗梢灾频酶鞣N性能穩(wěn)定的超細(xì)纖維。

生產(chǎn)海島型超細(xì)纖維的“海”和“島”是兩種熱力學(xué)不相容組分，“島”組分一般以 PET、PA 或聚丙烯為多，而“海”組分則選用COPET 、PE、PA 、PS及PET等。定島型的島數(shù)通常為 16 、36 、37 、5l 、64，200等。“海”與“島”的比例從原來的60∶40 演變?yōu)?0：70、20∶80甚至10∶90。在技術(shù)上也可以實(shí)現(xiàn)海組分比例為 2 %～10 % ，由于海組分少，溶去量小，相應(yīng)成本可以降低，但因纖維之間空隙減少，會對織物風(fēng)格造成一定影響。目前市場生產(chǎn)的海島型超細(xì)纖維主要有 PET/COPET和 PA /COPET（或PET）兩種，前者主要生產(chǎn)長絲用于生產(chǎn)各種紡織品，后者主要生產(chǎn)短纖用于合成革基布。

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海島型超細(xì)纖維仿麂皮絨染整探討

超細(xì)纖維的應(yīng)用范圍非常廣，制作仿真絲面料、中高檔服裝面料、超高密織物、仿桃皮絨織物、仿麂皮織物、醫(yī)療防護(hù)織物、紙制品等。這里我們主要介紹海島型超細(xì)纖維仿麂皮絨的染整加工。仿麂皮絨有很多種類，主要分為機(jī)織物、針織物及非織造布三大類。機(jī)織物分緯向麂皮及經(jīng)向麂皮；針織物又分為經(jīng)編麂皮和緯編麂皮；非織造布則以超纖革為主。

主要介紹 PET/COPET 海島型超細(xì)纖維仿皮絨機(jī)織物的染整加工。

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退漿、精煉

海島型超細(xì)纖維織物在紡絲和織造的過程中會引入一些漿料、油劑等雜質(zhì)，如去除不當(dāng)，對織物的染色會產(chǎn)生很大的影響。目前所使用的漿料以聚丙烯酸酯類漿料為主，必須在堿性溶液中才能去除，一般用純堿即可滿足要求。但是，采用噴水織機(jī)織造的織物必須用燒堿才能充分去除。

對于一般的薄型織物，退漿、精煉兩者可以合一，但對于中、厚型織物，極易產(chǎn)生退漿不勻而影響產(chǎn)品質(zhì)量。在退漿、精練前，應(yīng)使織物在退漿精練液中無張力狀態(tài)下靜止6～6. 5min，使退漿精練液完全滲透到織物內(nèi)部，同時(shí)盡量在無張力條件下和使用軟水對織物進(jìn)行加工。

退漿、精練一般在連續(xù)式減量機(jī)或高溫高壓溢流機(jī)中進(jìn)行，工廠可以根據(jù)自身?xiàng)l件而定。

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開纖

開纖是實(shí)現(xiàn)超細(xì)纖維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。海島型超細(xì)纖維的開纖通常是用熱堿將 可溶性的COPET 水解溶離掉，得到蓬松柔軟的超細(xì)纖維。

一般采用織物的失重率來控制織物開纖的程度。失重率是織物總重量的變化。不同織物的的失重率有所不同，主要由海島絲“海”與“島”的組成比例及織物的組織結(jié)構(gòu)決定。在開纖時(shí)，由于堿的作用，會導(dǎo)致多方面的失重，這包括織物上未除盡的油劑(或漿料) 、“海”組分水解溶脫、“島”組分的水解剝離。如果織物中存在高收縮絲，那么高收縮聚酯纖維也較容易水解失重。然而，“島”組分及高收縮絲的水解是我們不希望看到的。這就需要對紗線原料及織物的組織結(jié)構(gòu)有相當(dāng)程度的了解，根據(jù)實(shí)際情況，采取有效合理的開纖工藝。

基于“海”組分COPET和“島”組分PET對堿的水解速率不同及COPET可吸附陽離子染料的特性，有人研制了一種陽離子染料著色劑，用來測定“海”組分減量溶離變化，即：“島”纖維開纖程度。通過顯微鏡觀察及測定纖維失重率變化和著色深度變化，以觀察海島纖維溶離開纖變化。這種方法既方便又準(zhǔn)確。

溫度、堿劑用量及處理時(shí)間是影響開纖效果的三個(gè)重要因素。溫度過高、堿劑濃度過大、處理時(shí)間過長，會造成“島”組分的過度損傷，從而影響織物性能；而溫度偏低，堿劑濃度偏小、處理時(shí)間不夠，則開纖不徹底，不僅會對后續(xù)的染色增加困難，而且還會影響織物的最終風(fēng)格。開纖的理想結(jié)果是：既要充分去除COPET，又要盡量防止PET島纖維受到損傷，還應(yīng)注意高收縮絲的損傷及收縮程度。

有些工廠將退漿、精煉、減量（開纖）在高溫高壓染色機(jī)中采用一浴法進(jìn)行，縮短了工藝，降低了成本，但該方法對織物的風(fēng)格有一定程度的影響。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)客戶的合理選擇工藝。

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定型

仿麂皮絨織物的定型分預(yù)定型和后定型。預(yù)定型的目的是消除前道工序產(chǎn)生的褶皺，以便后道磨毛（拉毛）工序能順利進(jìn)行。定型的溫度要選擇適當(dāng)，溫度太低則布面皺痕不易去除，影響后續(xù)磨毛及染色。嚴(yán)重時(shí)門幅穩(wěn)定性不夠，并影響成品的手感和風(fēng)格；溫度過高則布面發(fā)硬，有時(shí)還會產(chǎn)生色變?nèi)敬谩Ｒ话泐A(yù)定形溫度控制在 160～170 ℃，車速40-60m/min。染色后的定型主要是穩(wěn)定門幅，使織物達(dá)到規(guī)定的尺寸和克重，此時(shí)溫度可以高些，但定型溫度的提高會使織物的色牢度（如：摩擦牢度，日曬牢度等）有所下降，需綜合考慮。

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磨毛

磨絨是海島型超細(xì)纖維仿麂皮絨染整加工的關(guān)鍵工序，它不僅影響到染色質(zhì)量，而且對成品風(fēng)格起決定性作用。絨毛的長度和覆蓋度主要受以下因素影響：背墊紗的長度，進(jìn)布速度，磨毛砂棍的轉(zhuǎn)速，織物與砂棍的接觸狀態(tài)，砂紙、砂料的形狀和規(guī)格以及壓力輥與砂棍間的間距等。工廠在實(shí)際生產(chǎn)中需要積累經(jīng)驗(yàn)，才能很好的把握織物風(fēng)格和手感。不同織物由于纖維性質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)和染整前加工條件不同，所以磨毛工藝的控制也不同。為了便于起毛和磨絨，有時(shí)在磨絨前的預(yù)定型加工中加入起毛劑，磨絨后可獲得一層具有“書寫”效果的絨毛。

磨毛時(shí)，砂皮的選擇一般是由粗到細(xì)，例如：砂皮數(shù)目從240目-600目。磨棍轉(zhuǎn)速由低到高，如：800-1000r/min；轉(zhuǎn)向與織物運(yùn)行的方向順反交替。

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染色

海島型超細(xì)纖維因其具有很小的線密度，其染色性能與普通滌綸相比具有明顯的不同。

(1) 上染速度快

由于超細(xì)纖維細(xì)度小、表面積大、吸附染料快；又由于纖維半徑小、染料擴(kuò)散進(jìn)入纖維的路程短、擴(kuò)散時(shí)間段；此外纖維無皮層結(jié)構(gòu)，無定形區(qū)含量也較高，所以染料上染纖維速度快，對高速紡絲的纖維更為明顯。海島型超細(xì)纖維不僅比普通纖維上染速度快，比相對較粗的裂片剝離性超細(xì)纖維的上染速度也快。

（2）勻染性差

影響勻染性的因素很多，對超細(xì)纖維來說，纖維線密度的均勻性和剝離開纖的程度對勻染性影響很大。纖維越細(xì)，上染速度越快，勻染性也就越差,纖維線密度不均勻、開纖不充分和不均勻，勻染性也差，而且很難通過控制染色條件來克服。所以海島型超細(xì)纖維紡織品勻染性很難控制。

（3）移染性較好

超細(xì)纖維線密度小,纖維移染性則較好。為此，適當(dāng)延長染色時(shí)間,提高移染程度可以改善勻染效果。但對于纖維結(jié)構(gòu)、粗細(xì)或開纖不均勻引起的染色不勻,延長移染時(shí)間是無法提高勻染程度的。

（4）提升性好

提升性是指隨著染料用量的增加，纖維上染料濃度遞增的性能。提升性不僅取決于染料的結(jié)構(gòu)，也和纖維的結(jié)構(gòu)有關(guān)。不同纖維染色提升性不同。一般來說,在一定濃度范圍內(nèi),線密度越低,纖維的染色提升性越好。這是由于纖維越細(xì)，比較面積越大,染料吸附越快,表面吸附染料量越多。相同條件下,纖維越細(xì),吸附的染料量越多。

（5）顯色性差

顯色性通常是指在一定條件下，染色纖維顏色深度遞增的性能。不同纖維的顯色性有所不同，即使纖維上的染料濃度相同，顯現(xiàn)的顏色深度也會有所不同。這和纖維的許多性質(zhì)有關(guān)，特別是纖維的線密度和截面形狀有關(guān)。超細(xì)纖維，特別是海島型超細(xì)纖維的顯色性比普通纖維低很多。主要原因是超細(xì)纖維線密度小、比表面積大，對光的反射和散射強(qiáng)，纖維的顯色效率低。為了獲得相同的顏色深度，超細(xì)纖維的染料濃度要比普通纖維高的多。在相同表觀深度的條件下，纖維的線密度和纖維上的染料濃度有下述近似關(guān)系：

由上式可知：纖維線密度越小，染料濃度則越高。超細(xì)纖維的染料用量往往是普通纖維的數(shù)倍。由此可知，超細(xì)纖維染不深不是由于染料上染量少，而是由于物理光學(xué)性能不同所致。

（6）顏色鮮艷度差

超細(xì)纖維不僅染不深，而且顏色一般不鮮艷，色光和普通纖維差別很大，其原因也是由于其物理光學(xué)性能不同，表面積大、直徑小、散射能力大，會發(fā)生瑞利或米氏散射，這些散射都會產(chǎn)生一定的顏色，是染色纖維色澤變萎暗。

（7）染色重現(xiàn)性差

基于超細(xì)纖維上然速度快，勻染性差，顯色性差和染料在纖維表面吸附量高等原因，超細(xì)纖維織物的染色重現(xiàn)性較差，特別是超細(xì)纖維與多種纖維，包括多種線密度不同、截面形狀不同的聚酯纖維的混紡或交織織物，染色重現(xiàn)性更差。

（8）染色牢度差

超細(xì)纖維紡織品的染色牢度一般比常規(guī)纖維差，包括耐曬、耐洗和耐升華牢度。其原因主要還是纖維細(xì)、比表面積大。這一方面是纖維表面吸附的染料量多，光作用后易褪色；另一方面纖維細(xì)，光線容易透入纖維內(nèi)部，使內(nèi)部的染料也海島型超細(xì)纖維及其織物的染整加工淺析易于褪色。較常規(guī)纖維不同之處，還包括染料深度對耐曬牢度的影響。表面吸附染料量多，自然也使耐洗牢度降低。同理，纖維受熱時(shí)染料易發(fā)生熱遷移，即由纖維內(nèi)向纖維表面遷移較普通纖維明顯，因而也引起褪色。這對海島型纖維，特別是后整理后纖維上存在油劑、表面活性劑和整理劑時(shí)更為明顯。它不僅引起牢度降低，還引起色變，是染整加工時(shí)特別要注意的問題。

（9）低聚物多

聚酯纖維中總是含有少量低聚物，一般情況下對纖維應(yīng)用影響不大，但是在分散染料高溫高壓染色時(shí)，這些低聚物會從纖維內(nèi)遷移到纖維表面，或落入染浴中。若沉積在纖維表面會給染整加工(包括紡織加工)帶來問題，落入染浴中也有可能再粘附在纖維表面，產(chǎn)生染疵。最常見的疵病是產(chǎn)生染斑，這是分散染料

高溫高壓法染色易出現(xiàn)的問題。海島型超細(xì)纖維由于纖維細(xì)，低聚物更容易從纖維內(nèi)部遷移出來，且比表面積大，落入染浴的低聚物也易再粘附在紡織品表面；又因其紡絲方法不同于常規(guī)纖維，不論是海島法，或是復(fù)合剝離法，紡絲時(shí)形成的纖維較粗，內(nèi)部的低聚物不易洗除，剝離后纖維很細(xì)，比表面積又大，極易遷移出來。所以超細(xì)纖維染色時(shí)的低聚物問題比常規(guī)纖維染色嚴(yán)重，染液或纖維表面形成的低聚物量較多。所以，海島型超細(xì)纖維紡織品染色的難度要比常規(guī)滌綸大很多。

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注意事項(xiàng)

因海島型超細(xì)纖維具有以上特殊的性能，所以其織物或者不同線密度混紡織物的染色要注意以下幾點(diǎn)。

1、 起始染色溫度低

由于由于超細(xì)纖維表面積大，上染速度快，表面吸附的染料量多。表面吸附的染料具有 Langmuir定位吸附特征，勻染性很差。普通滌綸在90℃左右才有明顯的上染，而有研究表明超細(xì)纖維在70℃左右就有很高的上染率。所以起始染色溫度應(yīng)大大低于纖維的玻璃化溫度，一般應(yīng)50℃起染。起染溫度過過高，容易造成色花。

2、 升溫速度應(yīng)慢，并應(yīng)加快染液的循環(huán)速度

超細(xì)纖維因其具有較大的比表面積，對染料的吸附能力強(qiáng)，染料上染速率比普通滌綸快很多。所以，超細(xì)纖維織物的上染過程對溫度很敏感。溫度高于90℃后，超細(xì)纖維對染料的吸附明顯加快，特別是 90℃～110 ℃，絕大部分的染料在這個(gè)過程中完成了吸附及上染，此時(shí)應(yīng)控制好升溫速率不宜過快，一般為0.5-1.0℃/min，這樣可使染料均勻擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部。否則，這個(gè)階段升溫速率過快很容易引起上染不勻，色花。即使在 120～130℃，此時(shí)染料已大量吸附到纖維上，但由于染料此時(shí)主要按 Nernst分配機(jī)理吸附在纖維內(nèi)，溫度高，分配吸附常數(shù)大，即吸附能力大，也易使染料分配不勻。含有不同線密度纖維的紡織品，更會因上染速度、上染量和染料在纖維內(nèi)分布不同，而造成色差。加快染液的循環(huán)速度能夠變相的降低因升溫速率出現(xiàn)色花及頭尾色差的機(jī)率。但是，也要注意，布速太快會對織物絨毛風(fēng)格產(chǎn)生一定的影響，因此還需綜合考慮。

3、 分段升溫、分段保溫

在低于90℃時(shí)，主要控制染料在纖維表面均勻吸附；達(dá)到90℃后，接近纖維的Tg，染料加快向纖維內(nèi)擴(kuò)散，此時(shí)吸附速度隨溫度變化最快，為了均勻染色，增強(qiáng)染料在纖維表面移染，可以保溫一定時(shí)間，在溫度高于110℃左右后，染料已絕大部分吸附在纖維上，此時(shí)染料在纖維中的擴(kuò)散速度很快，因此，再保溫一定時(shí)間可以提高染料在纖維中的分配均勻程度。對含有不同線密度的紡織品，為了使不同纖維上的染料上染量或 K /S 值接近一致，也可以通過保溫來提高均勻性。對于一些長期間從事超細(xì)纖維染色的工廠，對染料及織物有相當(dāng)程度的了解后，也可以采用一步升溫，但要嚴(yán)格控制升溫速率，以免出現(xiàn)染色不勻及色花。

4、 最高染色溫度應(yīng)根據(jù)纖維、染料及紡織品中線密度差別來確定

一般來說，超細(xì)纖維紡織品的 K/S 值在 120℃～125℃最高。高于這個(gè)溫度 (如 130 ℃)，染料主要是吸附在纖維內(nèi)部，即染料按 Nernst分配吸附在纖維無定形區(qū)，表面染料量相對較少，顏色更加穩(wěn)定，摩擦牢度也較好，特別是染料濃度高時(shí)更為明顯。所以，對深色品種來說宜采用130℃染色。如果染色助劑中含有促進(jìn)染料擴(kuò)散的組分，則可適當(dāng)降低染色溫度，保持在125 ℃左右。對含多種不同線密度纖維的紡織品，為了提高各種纖維的色澤均勻性，也應(yīng)在 130 ℃附近保溫較長時(shí)間。

5 嚴(yán)格控制保溫時(shí)間

對于普通滌綸織物的染色，達(dá)到規(guī)定的保溫時(shí)間后，繼續(xù)保溫對織物表觀深度影響不大或略有增大；而對于超細(xì)纖維織物，尤其是超細(xì)纖維與普通滌纖維混紡的紡織品染色過程中，因纖維線密度的差異，使得染料在不同纖維上的分布情況有所不同（超細(xì)纖維多，普通纖維少）。隨著保溫時(shí)間的延長及濃度梯度的存在，染料會從超細(xì)纖維轉(zhuǎn)移到普通纖維，這對織物染色品質(zhì)的控制造成一定的困難。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制保溫時(shí)間，避免出現(xiàn)缸差。另外，超細(xì)纖維的這個(gè)特性，對修色也有一定的指導(dǎo)作用。比如，ERD藏青對保溫時(shí)間很敏感，可以通過延長保溫時(shí)間的方法將正面深出來的蘭光轉(zhuǎn)移到織物背面。

6 降溫速度慢，排液溫度低

染色結(jié)束后，降溫過程速度不能太快，一般為1.5-2.0℃/min，注水也不宜過早，一般60℃-70℃以下時(shí)才可注水排液，否則容易產(chǎn)生皺印，影響布面效果。

本文僅供參考。

來源：七彩云電商 染者無疆 印染時(shí)訊

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