异形纤维

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异形纤维(Profiled Fibre/Profile Fiber)

　　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。美国杜邦公司的三角形、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。

　　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。

　　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。

　　(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。

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