超細纖維

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超細纖維(Superfine Fibre/Ultrafine Fiber/Microfiber)

　　超細纖維是指單絲線密度較小的纖維，又稱微細纖維。

　　人類最早使用的紡織纖維是天然纖維——棉、麻、毛、絲，其中桑蠶絲當屬穿著性能最好的纖維之一，它的線密度在1.Odtex左右；而最初化學纖維的線密度只能做到5—6dtex，無論從穿著的舒適性或是外觀的美感等方面都有缺欠。

　　超細纖維的概念源於日本，纖維的細日．化始於對蠶絲的模仿。隨著日本合纖工業的發展和消費者對合纖織物性能苛求的不斷升級，20啦紀70年代，日本合纖工業進入了模仿天然纖維的改性時期。但單純模仿天然纖維性能的改性難以滿足消費者的需求，至80年代，日本合纖工業遭遇被冷落的境地。面對這一事實，日本各大化纖倉業從嶄新的觀念——超細纖維是具有尤限潛力的纖維新材料出發，依靠人類智慧和努力開始了新的挑戰。他們一方面繼續著眼於合成纖維的天然化，同時又致力於發現各種化學纖維所具有的特種功能性，再賦予新的認識，用高超的技術手段終於開發出天然纖維也難比擬的高性能、高附加值的纖維材料——超細纖維。所謂“新合纖”，就是以超細纖維為基礎的新纖維材料。

　　纖維細日化最早的方法僅限於外觀卜的模仿。例如，採用鹼減量技術，將聚酯纖維用稀鹼液進行處理，使纖維的錶面水解，在纖維錶面形成許多微細的凹凸坑穴，同時實現纖維的細化。鹼減量處理後，纖維質量變輕，纖維錶面的凹凸坑穴結構使紗線結構變得疏鬆，從而使織物手感柔軟、光澤柔和，並具有較好的懸垂性。隨著紡絲成型技術的進步，又誕生了一種纖維細旦化的方法，即將纖維製成三角形截面的異形纖維方法。這種方法也是從外形上寸蠶絲進行模仿，使纖維獲得真絲般的光澤，而且為使織物獲得“絲鳴”效應，在三角形纖維的三個尖端處又設法做出了小的凹槽。但是，這些方法也只能做到“形似”，在性能上遠不能達到真絲的水平舊。

　　真正意義上的超細纖維的發展是從複合紡絲技術的成功為開端的。大致可分為三個階段。

　　第一階段：20世紀70年代，這是超細纖維發展的第一次高潮。這一階段的研究內容是“如何製造超細纖維”，日本鐘紡公司於1962年開始研究，並於1965年實現了工業化的“併列型”複合纖維。該纖維是利用兩種組分的不同收縮性能，獲得永久自發卷曲效果，主要為用於女式長筒襪而開發。在“併列型”複合紡絲技術的基礎上，1968～1971年期問，該公司又研究、開發“併列多層型”複合纖維，該纖維於1981年實現了工業化，併成為後來“米字型”(又稱放射型)、“中空放射型”、“齒輪型”以及“橘瓣型”等多種裂離型複合纖維的技術基礎。這一階段研究的超細纖維製造技術，成為後來發展超細纖維的基石。因此，也可以將這一階段稱為超細纖維製造的基礎技術確立時代。

　　第二階段：1981～1985年期間，是以超細纖維應用為目的的商品開發時代。超細纖維技術的發展總是和它的應用開發相互促進的。在第一階段的1970年日本東麗公司開發了仿麂皮織物，1972年鐘紡公司開發了模擬絲織物。到了1981年，可樂麗公司和鐘紡公司分別推出了第二代人造皮革和超高密度織物，1985年鐘紡公司的高性能擦拭布投放市場。這些產品伴隨著技術的發展不斷取得成功。進入20世紀80年代以後，美國DuPont公司、英國ICI公司、德國Houchist公司以及部分東歐國家、蘇聯、中國和南韓的—些公司，也相繼加入了這一行列。

　　第三階段：從1986年以後至今，是超細纖維發展的第二次高潮。這一階段主要是研究和發掘超細纖維功能的時代。探索超細纖維所具有的特性及功能性，這些研究工作為進一步開發超細纖維在更廣泛領域的府用提供了依據，也為開發更細的超極細纖維提出了新的期望。有些研究工作又重新回到了超細纖維生產技術的原始研究開發階段，以期獲得製造更細的超極細纖維的生產技術。

　　研究工作者利用橘辦型超細纖維織造的織物的高密度特性，沒計了高密度防水透氣織物；利用橘辦型和併列多層型超細纖維具有尖銳棱角的特性開發了高檔擦拭布；利用超細纖維柔軟的懸垂性製作了模擬絲綢織物；人們也在利用超細纖維織物或非織造布的高密度特征及其所形成的虹吸效應等，探索它在過濾材料，吸水、吸汕材料，減阻材料等產：業領域中的應用。

　　儘管人們對超細纖維特性的認識在不斷加深，但仍有許多特性未被知曉。人們就是在這種實踐一認識一再實踐一再認識的迴圈過程中不斷地、苦苦地探索與追求著，以求擴大它的應用領域，開發新的製造技術。有人稱超細纖維是“占領型”的一類新材料，它不同於阻燃纖維、可染纖維、吸濕性纖維等一類僅在某一特定性能領域有所需求的“需要型”纖維，它是人類夢寐以求的具有無限潛在使用性能的新材料。從超細纖維的總體發展歷程不難發現，它與其他“需要型”纖維材料的開發有著不同的研發過程。“需要型”纖維材料的開發過程是從市場需求出發，經過研究，製造出該種新材料，然後加工成產品供給消費者。其特點是從現有產品中發現問題和不足．再對產品的結構和性能反覆研究，找到癥結後再開發出新的技術，製造出新一代的產品；如此迴圈往複，不斷改進和提高產品性能，滿足消費者的需求。而超細纖維材料的開發研究是從一種“理念”出發，並無明確使用目的，待開發出新材料後，再不斷研究該材料的特性和功能，最終依據材料的特性和功能開發出應用產品。

　　(1)超細纖維的單絲細度和單絲截面直徑比真絲或其他天然纖維都小，卷曲模量低，因此織物的手感柔軟、細膩。

　　(2)超細纖維單絲彎曲剛性小，手感柔軟，織物懸垂性好。但是，這也影響了其變形長絲的捲縮率。彎曲剛性越小，則捲縮率越小，蓬鬆性越差，同時使織物不夠挺括。

　　(3)超細纖維的絕對強力較低，但由於其線密度小，相同號的紗其截面纖維根數比常規紗多，因此紗的總強度較高。這有利於在後加工中對織物進行起絨或砂洗處理，來製備仿麂皮、仿天鵝絨等高檔織物，又使產品具有較好的耐磨性和抗皺性。

　　(4)超細纖維的比錶面積大。同樣線密度的超細纖維紗線錶面積大約是普通化纖紗的兩倍，從而提高了織物的蓬鬆性、覆蓋性和吸收能力。

　　(5)超細纖維具有良好的集束性和可織性，適應於噴水、噴氣、有梭、片梭、劍桿以及針織等多機種生產。

　　超細纖維以滌綸、錦綸纖維居多，用途也最廣，較多直接使用超細長絲紗，超細短纖維使用較少。超細纖維可以純紡或與棉、毛和黏膠等天然纖維混紡，也可與常規纖維紗線交織，織成各種風格的針織物和機織物。此外，超細纖維也廣泛用於非織造布的生產。其主要用途如下。

　　1．人造麂皮

　　人造麂皮是在20世紀70年代大量涌現出來的一種人造皮革，它的出現帶來了超細纖維的迅猛發展。

　　隨著仿造技術的不斷進步，人造麂皮在結構、外觀和物理性能上都類似甚至優於天然麂皮，它不僅具有天然麂皮的可寫性、柔軟的手感、好的外觀，而且還具有天然麂皮所缺乏的功能性特征，如具有可洗性、尺寸穩定性好、染色牢度好、抗皺性好、防霉防蛀性好等。人造麂皮所用纖維的細度在0.006～0.3dtex之問，可用來製作高檔服裝、室內裝飾、手套、鞋帽、箱包等許多產品。

　　2．模擬絲綢

　　模擬絲綢產品繼人造麂皮開發之後，掀起了超細纖維應用的第二代浪潮，現已成為超細纖維的主要用途之一。

　　由於超細纖維纖度小，抗彎剛度低，使仿絲織物手感柔軟細膩。同時，超細纖維增加了絲的層次結構，纖維內部反射光變強，消除了合纖絲外觀的蠟質感，使織物具有真絲般的光澤。

　　模擬絲綢一般所用的纖維為0.5dtex左右，所得製品的手感柔軟，外觀華貴，是製作高檔禮服、外衣及內衣的良好材料。

　　3．超高密織物

　　超高密織物是20世紀80年代初期研製成功的，它的廣泛應用推動了超細纖維發展的第三代浪潮。

　　由於超細纖維細度細，單纖維之間的間隙小，比錶面積大，可織造結構緊密的超高密織物。超高密織物具有優異的拒水、防風、透氣等性能，不需要任何塗層或複合膜，即可加工成各類功能性服裝。可用於製作高檔運動服、便服、外套、羽絨夾克、滑雪衫、高爾夫球服、風雨衣等。

　　4．高效清潔布料

　　高效清潔布料是繼超細纖維發展的第四代浪潮——第二代人造革產品的出現之後而出現的，因此屬於超細纖維發展的第五代產品。

　　用超細纖維製作的清潔布具有較複雜的空間三維結構和良好的毛細管效應，能吸收較多的液體或灰塵，因纖維線密度低，布料柔軟不會對擦拭的錶面造成損壞，且無纖維碎屑殘留。可用作高精密儀器、照相機鏡頭、光學儀器、電子零件及大規模集成電路板、醫療器皿、民用鏡片等的清潔布。

　　5．其他用途

　　(1)服裝業上的應用

　　薄型起絨風格織物，即桃皮絨類織物。超細纖維手感柔軟，配置在織物的錶面，經砂洗整理後被磨斷的短纖維聳立在織物錶面，具有細膩、柔軟的茸毛感。和人造麂皮絨相比，桃皮絨質地更為柔軟，手感和外觀更細膩，在織物外觀幾乎看不出絨毛，但觸摸時卻能感覺到，類似“桃皮”而由此得名。其技術關鍵是紡紗和織物結構的設計以及織物磨毛和化學起絨等技術。桃皮絨織物所用纖維的細度在0.3～ldtex左右，可用作運動服、襯衫、內衣、時裝、床上用品等。

　　精梳強捻風格織物，屬於精梳仿毛型織物，是從20世紀90年代時開始開發的，具有高密度、蓬鬆和超羊絨的手感。於爽感風格織物，觸摸時有一種清爽、清涼、乾燥溫暖的感覺，屬於新合纖技術。

　　(2)過濾材料

　　超細纖維的直徑小，比錶面積大，織物的孑L隙率高，孔徑小而均勻，可用作液體或空氣的過濾材料，具有過濾速度快，對分離物的捕集能力強等特點。可用作血液分離過濾器、油水分離器、空氣過濾器、防塵布、精密操作用罩布及香煙過濾嘴等。

　　(3)吸液材料

　　由於纖維細度細，紗線內纖維總比錶面積大，利於吸收水分，織物中空隙率大，提高了織物的毛細效應，能夠使水分迅速吸收並擴散。可用作吸水劑、吸油劑、墨水貯藏材料及化學電容紙等。

　　(4)保溫材料

　　由於超細纖維之間空隙較多，可以儲藏大量的空氣，同時纖維較細，纖維間接觸點多，使纖維間相互滑動困難，因此能夠保持其中的空氣靜止穩定，有很好的保暖性能，可廣泛用作保暖產品，如人造羽絨、冬裝絮料和無紡織物的填充材料等。

　　(5)生物工程材料

　　由於超細纖維與人體有很好的相容性，同時緻密柔軟的超細纖維織物，可防止血液的滲透，廣泛用於生物醫用品。如人工膜、人造血管、人工臟器、血細胞分離器、酶支持物等。

　　(6)海洋用織物

　　這種織物具有防止與水接觸的錶面生長海洋生物的能力。在水閘、船體外殼上經常附著貝克、海藻等生物，影響了設備的正常運轉。用超細纖維製成的覆蓋物可以抑制它們的附著。此外，超細纖維濾布，可用於去除海水中的浮游生物。

　　除此之外，超細纖維還可用於造紙材料，如製造高強力紙、清潔包裝袋、揚聲器紙盒、吸液紙和衛生巾等。同時還可用做離子交換材料，電子行業中的硅銅晶片或鋁盤的摩擦片，醫療防護產品等。

　　超細纖維可分為長絲型和短纖維型。其中，服裝面料多採用長絲型超細纖維織制。它們的製造方法主要有直接紡絲法、複合紡絲法和共混紡絲法。其中複合紡絲法又分機械剝離法、溶解剝離法和水解剝離法，共混紡絲法有溶解剝離法和水解剝離法。

　　(一)長絲型超細纖維制取方法

　　長絲型超細纖維目前有多種製造方法，但是主要有直接紡絲法和複合紡絲法等幾種。

　　1．直接紡絲法

　　直接紡絲法就是採用傳統的擠出法，這種方法包括熔融紡絲、共混紡絲和乾法紡絲，直接製造超細纖維。用直接紡絲法獲得的單組分超細纖維，後道工序無須進行諸如剝離成兩組分或除去第二組分等複雜的加工，獲得的超細纖維最低線密度在0.1dtex以上，容易斷頭和起毛絲，染色性較好，但顯色不良，面料一般手感較硬，難於獲得高質量的觸感。

　　2．複合紡絲法

　　複合紡絲法是把聚合物紡絲液交替排列擠出紡絲孔製成纖維的方法。與直接紡絲法相比，複合紡絲法可以獲得均勻的超細纖維。複合紡絲法可分別制得海島型、分離型或剝離型和多層型超細纖維。

　　(二)短纖維型超細纖維制取方法

　　短纖維型或隨機型超細纖維的制取方法有熔噴紡絲法、閃蒸紡絲法和共混紡絲法等。

　　1．熔噴紡絲法

　　熔噴紡絲法又稱噴射紡絲法。其制取過程是將熱可塑性的樹脂熔體或混熔體，在熱氣流中擠壓細化，再經捕集裝置捕集成網，最終形成非織造布。

　　2．閃蒸紡絲法

　　閃蒸紡絲法的加工過程是當聚合物溶液形成纖維時，溶劑瞬時汽化脫離聚合物，而高聚物被噴化成線密度達0.1-0.5dtex的超細纖維。

　　3．共混紡絲法

　　共混紡絲法又稱混合紡絲法。在用此方法加工時，雙組分共混聚合物熔體經過擠壓和拉伸成為複合纖維，其中有分散相和非分散相(基體)，非分散相在溶劑中被溶解掉後，分散相聚合物形成超細纖維。

• 異形纖維
• 複合纖維