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异形纤维

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出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

异形纤维(Profiled Fibre/Profile Fiber)

目录

[隐藏]

什么是异形纤维[1]

  异形纤维是指纤维截面形状不是实心圆形的纤维。异形纤维一般采用熔纺法纺丝,也可采用溶液纺丝法生产。

异形纤维的发展[2]

  异形纤维的研制,是从模拟天然丝的三角形截面开始的。1954年,世界上首次发表了关于异形纤维制造的报告美国杜邦公司三角形、三叶形尼龙闪光丝于1959~1960年间正式投入生产,四叶形、五叶形纤维的制造随后也相继发表,1965年,美国杜邦公司发表了尼龙66中空纤维的文献。20世纪70年代初期,美国聚酯异形丝产量占其聚酯纤维总产量的15%左右。

  其他国家如日、意、德等国也相继发展了异形纤维,其中以日本发展最快。从1970年起,日本投入工业生产的“仿丝型”合成纤维中,聚酯异形丝的产量最高。到1980年,日本聚酯长丝总产量中,异形丝占16.9%。

  迄今为止,国外异形纤维,尤其是异形中空纤维、异形复合纤维以及异形化学改性纤维已经得到了广泛应用。

  我国异形纤维的研制始于20世纪70年代中期,研究的重点是喷丝板制造技术。近年来随着纺织科技的发展,喷丝板制造技术已有了长足的发展,纺丝技术更趋成熟完善,已形成了完整的生产技术链。因此异形纤维产品也从最初的三角、中空截面发展到今天的多种异形品种,如五角形、三叶形、多叶形、哑铃形、椭圆形、L形、藕形及异形中空等。

  随着各种新型织物的出现,异形纤维的使用量也将会越来越多。近几年,日本在异形纤维的开发和应用上已走在世界的前列。日本东丽公司采用复合纺丝技术,开发出三瓣状截面的聚酯纤维,其织物的摩擦声响与真丝的“丝鸣”已十分接近,因而具有“丝鸣”效果。日本可乐丽公司开发的三角截面芯鞘型复合纤维,折光指数接近棉纤维和聚酰胺纤维的折光指数,加之其芯部形状为带有三个尖角的圆形,有利于光线从芯鞘交界面折射出去,并与从三角棱柱形的鞘部反射出去的无色光叠加,从而产生光彩夺目的效果。

异形纤维的分类[3]

  异形纤维的品种相当丰富,按其截面形态大体可以分为三角形(三叶形、T形)、多角形(五星开;、五叶形、六角形、支形)、扁平带状形、中空形等几种类型。这些异形纤维的截面形状,取决于纺丝时喷丝板上喷丝孔的形状。但由于受到纺丝方法和其他一些因素的影响,成品丝的截面形状与喷丝孔形状之间存在较大的差异。

异形纤维的性质[3]

  与普通纤维相比,异形纤维的化学组成没有发生改变,但由于纤维截面形状的变化,异形纤维:具有一些不同于一般化学纤维的性能特点。

  1.光泽

  异形截面纤维最大的特征是具有独特的光学效果。光在圆形纤维表面的反射强度与人射方向无关,所以,圆形纤维光泽强烈,有金属般炫目的极光。异形纤维表面对光的反射强度随入射光方向的变化而变化,这种光学特性使异形纤维的光泽柔和、素雅,似同真丝般。利用异形纤维的这种光学性质,可以制成具有真丝般光泽的合成纤维织物。

  2.抗弯性和手感

  由于几何特征的原因,在截面积相同的情况下,异形截面纤维比同种圆形纤维的抗弯刚度大。因此,异形化也会引起纤维力学性能的变化,从而改变织物的风格。异形纤维织物比同规格的圆形纤维织物更硬挺。

  天然纤维的截面形状是不规则的,纤维粗细也不均匀,而且天然纤维上存在许多细小的皱纹,这种结构特征使天然纤维具有良好的手感。圆形截面合成纤维织物,触摸时常有一种蜡状感觉。纤维异形化后,表面积增大,而且摩擦系数随着纤维截面形状的变化而改变,纤维静、动摩擦系数的差值增大,从而消除了圆形纤维的蜡状手感。

  3.蓬松性和透气性

  在相同质量的情况下,异形纤维的覆盖性、蓬松性比普通合成纤维好,织物更厚实、蓬松和丰满,而且透气性也好。异形纤维的截面越复杂,异形度越高,纤维和织物的蓬松度和透气性越好。

  4.抗起球性

  普通合成纤维易起毛起球。由于纤维强力高,摩擦产生的球粒不易脱落,球粒越积越多,会严重影响织物的外观。纤维异形化后,表面积增加,抱合力增大,起毛起球现象可大大减少。

  5.防污性

  异形截面纤维的反射光较强,纤维和织物的透光性减弱,织物上的污垢不易显露出来,这样提高了织物的抗污性。

  6.染色性

  异形纤维表面积增大,染色时染料的上染速率加快,上染百分率明显提高。但由于纤维异形化后反射光强度增大,使颜色深度变浅。因此,异形纤维染色时,要获得同样的颜色深度,染料用量需比圆形纤维增加10%~20%。另外,上染速率加快,会影响染色的均匀性。

异形纤维的用途[2]

  改变喷丝孔的截面形状,可以得到三角形、多角形、三叶形、多叶形、十字形、扁平形、Y形、H形、哑铃形等异形纤维。由于异形纤维具有特殊的光泽、蓬松性、抗起球性、回弹性、吸湿性等特点,如三角形截面的纤维有闪光效应;十字形截面的纤维弹性好;扁平截面的纤维能明显改善抗起球性。而且异形纤维做成的织物手感厚实,有温暖感,所以异形纤维被大量用于仿毛、仿丝、仿麻产品中。

  异形纤维按用途和截面形态的关系,主要有以下四大系列,即三角形系列、中空形系列、多角形或多叶形系列、扁平形系列。其各自的应用情况如下。

  (一)三角及三叶形系列

  三角形系列的异形纤维主要有闪光效应的仿丝绸织物,仿毛织物,灯芯绒、平绒等绒类织物,毛线、装饰织物等。三叶形纤维因耐磨、手感优良,耐穿,可用于织造针织外衣。

  (二)中空形系列

  中空形异形纤维密度低、弹性好,抗起球性、蓬松性、保暖性优良,主要适用于仿毛织物、保暖制品、工业用制品、装饰织物等。

  (三)多角或多叶形系列

  多角或多叶形纤维光泽软和,适于织造丝绸、缎类织物,而且其手感舒适,保暖性好,有较强的羊毛感和抗起球、起毛性,也适合于制作仿毛织物,其绒毛既能相互缠结,又能蓬松竖立,富有立体感和丰满厚实感。多叶形变形纱制作的针织外衣光泽柔和,有良好的蓬松性、覆盖性、耐磨性。

  (四)扁平形系列

  扁平形截面纤维具有优良的刚性,可以作为仿毛皮中的长毛用纤维。

异形纤维的制造方法[2]

  (一)喷丝孔异形法

  纺丝液从喷丝板挤出的瞬间,是纤维截面成型的关键。因此将喷丝孔按所要求的截面进行加工,纺丝液从异形孔中喷出后,逐渐凝固成异形。

  (二)膨化黏结法

  该方法采用一组距离较近的喷丝孔板,纺丝液被挤压离开喷丝孔的瞬间,由于压力突然降低,会发生膨化,而此时的纺丝液尚未凝固,因而相邻部分就会黏结,在适宜的纺丝速度和冷却条件下纤维截面随之改变。中空、多孔纤维常用此加工方法。

  (三)复合纺丝法

  将两种或两种以上的高分子化合物,通过特殊的喷丝组件,将各组分按一定的比例、位置通过喷丝孔挤出、成型,因而它虽是一根单丝纤维,却含多种组分。将其中一种组分溶解或用机械方法使其分裂,单根纤维也就分裂成更细且截面呈异形的多根丝。

  (四)轧制法

  轧制法类似于冶金工业中的轧钢。纺丝熔体经喷丝孔挤出后,趁尚未完全固化时,用特殊热辊挤压成型。

  (五)孔形(径)变化法

  用两块重叠的喷丝板,且每块喷丝板上喷丝孔形状各异,但中心线基本吻合。在纺丝过程中,两块板相对移动或旋转,纺出纤维的截面和外形也相应变化。

相关条目

参考文献

  1. 顾振亚,田俊莹,牛家嵘等编著.第三章 化纤仿毛纺织品 仿真与仿生纺织品.中国纺织出版社,2007.3.
  2. 2.0 2.1 2.2 辛长征主编.第七章 熔纺纤维纤的改性 维纺丝工艺与质量控制下.中国纺织出版社,2009.11.
  3. 3.0 3.1 范雪荣,王强等编著.第二章 针织工业常用纤维 针织物染整技术.中国纺织出版社,2004年07月第1版.
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