什麼是水溶性纖維?水溶性纖維的織造方法,水溶性纖維在紡織行業上的應用
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水溶性纖維,即水溶性聚乙烯醇(PVA)是一種很有價值的功能性差別化纖維。水溶性PVA纖維有長絲和短纖兩大類。
水溶性纖維特征
水溶性PVA纖維不僅具有理想的水溶溫度、強度和伸度,有良好的耐酸、耐堿、耐幹熱性能,而且溶於水後無味、無毒,水溶液呈無色透明狀,在較短的時間內能自然分解,對環境不產生任何汙染,是百分之百的綠色環保產品。
此外,據最近的研究結果表明,PVA是大品種合成高分子中唯一有生物降解性的材料。正是利用PVA纖維所具有的能溶於水的獨特性能,不同性能的水溶性PVA纖維的開發及拓寬其應用範圍的開發仍在不斷地進行。
水溶性纖維的織造方法
1、濕法紡絲
將PVA水溶液噴入高濃度Na2SO4溶液中凝固,凝固了的纖維在濕熱條件下牽伸、幹燥,再經幹熱牽伸,並加以熱處理而製得。
優點:產量高、成本低,使用改性PVA,也有利於普通PVA在原液中改性。
缺點:工藝難度大,有Na2SO4進入纖維表麵,難以生產不含Na2SO4鹽而能溶於80℃以下水中的PVA纖維,且因凝固溶液中直接除去溶劑而使得纖維表麵及內部結構出現不規則缺陷,強度改善受到了限製。
2、幹法紡絲
將高濃度的PVA纖維溶液噴入熱空氣中,使溶劑蒸發而凝固成絲,再經幹熱牽伸、熱處理而得到。
優點:紡絲工藝簡單,宜於生產多品種的水溶性長絲,特別適宜生產常溫水溶性纖維。
缺點:纖維絲束纖度低、產量低、成本高。
3、熔融、半熔融紡絲
加一定量的水使PVA增塑,而後在不很高的溫度(120℃~150℃)下使其成為半熔化狀態,以很大的壓力從噴絲頭中壓出,接著在空氣中冷卻凝固。
這種方法可用於紡製單絲或複絲,但至今未見在工業生產上有很大規模的應用。
4、硼酸凝膠紡絲
已添加了硼酸的PVA凝膠液,被擠入NaOH和Na2SO4溶液中進行成型、交聯。交聯的纖維在濕熱條件下經牽伸,中和、水洗、幹燥、幹熱牽伸、熱處理而製得。
這種纖維的交聯可使水溶性PVA纖維在中等濕度的大氣中具有較好的穩定性,而在水中將很快發生水解而脫開,因此對其水溶性不發生影響。
5、冷凍膠紡絲
日本可樂麗公司最新開發的新型冷凍膠絲方法是用溶解性能相當好的有機溶劑溶解PVA作為紡絲原液,從噴絲孔擠入有機溶劑的凝固液中,迅速冷卻成凝膠狀,使得原液細流在溶劑被除去之前即形成穩定的結構,凝固後的纖維具有均一的圓形截麵結構。
這種方法可得到低醇解度、高強力、低收縮、不易發生膠粘的PVA纖維。
水溶性纖維在紡織行業上的應用
1、伴紡伴織
將水溶性PVA纖維作為中間纖維與其它纖維混紡,經紡織加工後溶出水溶性纖維得到高支高檔紡織品。從理論上來說,水溶性PVA纖維可以應用於任何紡紗係統,其作用定義為提高纖維的可紡性和可織性更為恰當。據國際羊毛局資料介紹,平均直徑小於19μm的羊毛產量僅占澳毛總產量的5.44%, 而20~30μm 的羊毛產量要占總產量的66.6%,兩者價格相差50%以上。
因此,采用伴紡後可解決原料資源和價格製約的雙重難題。不需要很強調用毛的細度等級,用中粗羊毛就可紡製較高檔的羊毛織物,且增加羊毛纖維間的空隙,使羊毛織物輕量化、柔軟化,更具蓬鬆性和保暖性。
水溶纖維與棉、麻等天然纖維混紡可改變紗線內部結構,增大紗線內部纖維間縫隙和毛細孔隙,從而改變織物的透氣性;撚度降低使紗線鬆軟、蓬鬆,織物手感更柔和、懸垂性進一步提高,麵料更輕薄,吸濕排汗,衣著更舒適。這種方式紡高支紗,改變了傳統精梳紡紗工藝,縮短了工藝流程,用一般的原料即可紡高支紗,大大節約原料成本。
此外,可樂麗公司正在研究“可樂綸K-Ⅱ”易水溶纖維與聚酰胺纖維、氟纖維、碳纖維等高性能纖維的複合新材料。這些高性能纖維雖具有一些特殊的優異性能,但是,由於這些纖維的卷縮、強度、油劑等方麵的原因,在紡紗、織造等的各道工序上會有些困難,通過複合可以得到改善。
同時,可樂麗公司與可樂紡公司共同開發的“可樂綸K-Ⅱ”水溶纖維與棉纖維的複合中空棉紗取得了成功,用“SPINAIR”的商品名已開始銷售。
水溶性PVA纖維在伴紡中所占比例為10%~20% 比較合適。比例太小,退維後紗支提高不大,效果不明顯;比例越大,紗線截麵內的纖維根數越多,伴紡紗的支數越低,有利於紡紗生產,但為了使退維後的織物仍有一定的紗條緊密度, 必須選用較大的織物緊密度,增加了織造的難度。
同時水溶纖維在後整理過程中要全部溶掉,其伴紡比例越大,退維難度就越大,產品成本愈高,因此在選擇伴紡比時要從生產、質量、成本等方麵綜合考慮。
另一方麵,根據“短中加長,粗中加細”的實踐經驗,可在原料中混入少量水溶性PVA纖維,改善纖維的可紡性及紗線的機械物理性質,進而改善紗線的可織性及織物的性能。
這時混入量少,在漿紗和織物後整理中可以自然溶除一部分,即使有少量的殘餘,對織物的服用性能影響很小,對人體也不會構成任何危害。
2、生產超細纖維
將水溶性PVA 與尼龍、聚酯、聚乙烯、聚丙烯等製成複合纖維,經拉伸處理後,再用水洗去PVA,就可以獲得0.1dtex 以下的超細纖維。隻要選擇適當的混合率,可生產出任意纖度的超細纖維。
3、在刺繡基布中的應用
繡花底布主要作為服裝行業繡花的骨架材料,可單獨繡花也可與其他服裝麵料襯在一起使用。在織物與其製成的非織造底布上, 繡上所需圖案後,再溶去PVA 成分,使織物獲得美觀的圖案。
水溶性非織造布繡花後除去製得花邊,使傳統的花邊製造業有了突破性的發展。
4、針織品剪裁
在針織上使用水溶纖維長絲作為分割紗,可以做到無刃裁剪。如在織襪過程中,在2隻襪子的連接處使用水溶性纖維,既可以保證織製的連續性,又可以在織成後經熱水處理可將連接的襪子分開。
5、無撚織物的開發
將水溶性PVA纖維與其它單紗合股逆撚,或采用包纏紗生產技術,用水溶性PVA纖維作為包纏纖維包纏短纖維紗條,織成織物後溶去水溶性PVA纖維部分,得到織物中紗線的無撚效果。既滿足了織造過程所需強度,又使退維後,保留纖維在紗中呈單纖、無撚或弱撚狀態,纖維間的空隙增大,所得製品光澤、柔軟性、保暖性大大改善,吸水性能也有一定的提高。可以製造無撚毛巾、浴巾、嬰幼兒用品、賓館用品、體育用品等,其應用前景廣闊。
6、均勻上漿
將水溶性PVA纖維包纏於紗線表麵,或用2%~5% 的水溶性PVA纖維與其他纖維進行混紡,然後在一定水溫下處理,紗線表麵形成一層完整的粘著層,起均勻上漿作用,同時提高織物的耐磨,防止起毛起球。
漿紗工序一直是傳統紡織生產加工中能耗、物耗最集中的工序,是紡織企業造成環境汙染的要害工序,要實現清潔生產、綠色製造,紗線的上漿技術必須更新乃至革除,盡管免漿工藝的概念早巳被人們提出,但在現有技術水平條件下,實現起來可行性不強,水溶性PVA纖維“包纏或混紡-溶解”上漿技術在當前具有一定的推廣意義。
關鍵字:水溶性纖維,織造方法,紡織行業
