水溶性維綸及其產(chǎn)品開發(fā)

摘要：文章敘述了水溶性維綸的基本性狀，及其開發(fā)現(xiàn)狀，介紹了以水溶性維綸作載體紗的紡紗方法及其產(chǎn)品特點。以典型的 6 類產(chǎn)品為例，闡述了如何發(fā)揮水溶性維綸的水溶特點來開發(fā)新產(chǎn)品，指明了這些產(chǎn)品的用途和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：水溶性維綸；產(chǎn)品開發(fā)；載體紡紗方法

中圖分類號：TS154.7 文獻標志碼：A

Water-soluble PVA Fiber and Development of Related Products

Abstract： This paper explained the general characteristics of water-soluble PVA and the status of their development of related products， and described the carrier spinning method and product features with watersoluble PVA as carrier yarn. Taking six typical products as samples， the author introduced how to use the characteristics of water-soluble PVA to develop new products， and pointed out the application and direction of development of these products.

Key words： water-soluble PVA； product development； carrier spinning method

水溶性維綸由日本首創(chuàng)，我國從上世紀80年代開始應(yīng)用水溶性PVA制成無捻毛巾。日本MINTVAL產(chǎn)品的市場占有率較大，我國中石化四川維尼龍綸廠也已大量生產(chǎn)水溶性PVA，并形成較完整產(chǎn)品系列，纖維價格也有大幅下降，為我國開發(fā)生產(chǎn)水溶性PVA新產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。

1 水溶性PVA基本性狀和特征

水溶性維綸是由PVA改性而成，但其基本特性與PVA相似，具有良好的吸濕性、較好的強伸度、抗腐蝕性、耐日光氣候性、耐堿性。纖維截面成圓形，尺寸穩(wěn)定性和可溶性較好，對人體和環(huán)境無毒無害。

PVA大分子鏈上有許多羥基，通過降低其相對分子質(zhì)量和增加分子間距離，使分子具有水溶性，在一定溫度下，PVA能充分溶解。

水溶性PVA最大特點是具有水溶性，目前水溶溫度一般為30 ～ 90 ℃，可按產(chǎn)品要求選用。

水溶性PVA對環(huán)境溫濕度十分敏感，據(jù)介紹其回潮率超過5%，強力將下降30%。長期高溫、高濕會出現(xiàn)纖維收縮和粘結(jié)，對低溫纖維更加明顯。為此需注意纖維防潮密封，紡紗時控制溫濕度和減少纖維摩擦升溫。

水溶性PVA纖維有長絲（長度35、38、40 mm）和短纖（長度 6、8 mm）和牽切條（長度88 mm ±（5 ～ 8）mm）等3 類。常用的有四川維尼龍廠維綸水溶性短纖（表 1）和日本MINTVAL水溶性維綸長絲（表 2）。

2 水溶性PVA載體纖維紡紗方法

載體紡紗是以一種或幾種纖維為主體，另一種纖維為載體，通過載體纖維將主體纖維共同紡成紗線，然后在后加工中將載體纖維消除或部分消除，突出主體纖維的功能，充分發(fā)揮主體纖維的作用。以水溶性PVA為載體的紡紗方法一般有如下幾種：（1）水溶性PVA與主體纖維常規(guī)混合，一般宜采用棉條混棉，便于載體纖維較集中的水溶；（2）采用細紗并合，反向加捻，采用載體和主體纖維分別紡紗，經(jīng)并紗后用倍捻機或捻線機將主體紗反向加捻，使主體紗退捻成準無捻紗；（3）采用空心錠紡包芯紗，利用空心錠平行紡紗機、花色捻線機、包纏紡紗機紡成芯紗無捻的包纏紗，以主體纖維作芯紗，載體纖維作包纏紗；（4）用賽絡(luò)紡或賽絡(luò)菲爾紡制成水溶紗，以水溶性PVA粗紗和主體纖維粗紗紡成載體賽絡(luò)紗，或以水溶性PVA長絲與主體纖維粗紗紡成賽絡(luò)菲爾紗；（5）用包芯紡方法制成水溶紗，用水溶性PVA長絲或短纖紗為芯紗，主體纖維作包覆紗，紡成實心包芯紗，也可用主體纖維作芯紗，水溶性PVA長絲或短纖紗作包覆紗，紡成主體纖維包芯紗；（6）用嵌入式紡紗法制成水溶紗，可用水溶性PVA長絲兩根、短纖粗紗兩股用嵌入式紡紗模式紡成復(fù)合水溶紗。

上述辦法均可紡成各具特點的含水溶性PVA纖維的紗線。水溶性PVA性狀與常規(guī)維綸相似，其可紡性是合成纖維中較好的，紡紗難度不大。

3 水溶性PVA載體紡紗產(chǎn)品的特點

水溶性PVA載體紗在織造后，織物經(jīng)水溶處理，產(chǎn)品有較大的物理性變化，對生產(chǎn)和成本有較大的影響。

3.1 織物中成紗線密度降低，支數(shù)增大

由此可實現(xiàn)紡紗時線密度不受紗截面中纖維根數(shù)的限制，在織物形成超特細紗，如 2 tex及以下的細紗。

3.2 織物中成紗捻系數(shù)降低

由于線密度減小，相應(yīng)捻系數(shù)降低，織物變得柔軟、豐滿，但強力下降，對織物牢度有一定影響。如欲在織物中保持原紗較高的捻系數(shù)，則需在紡紗時增加捻度，勢必造成紡紗成本增加、捻縮加大、產(chǎn)量降低等負面影響。

3.3 織物變得稀疏，緊度降低，透氣性改善

織物水浴后，經(jīng)緯密基本不變，但織物覆蓋性減小，空隙度增加。

3.4 改善主體纖維的可紡性和可織性

應(yīng)用載體紡紗技術(shù)，可以增加成紗的線密度，改善主體纖維強伸度，改善主體纖維的可紡性和可織性，減小斷頭率，提高生產(chǎn)效率。endprint

3.5 減少織物緯斜

因水溶性織物中，成紗捻系數(shù)減小或無捻，織物不會產(chǎn)生緯斜，有利于高端針織品的開發(fā)。

3.6 紡紗成本增加

應(yīng)用載體紡紗成本會增加，包括水洗費用和原料水溶性PVA的消耗等，因此混用水溶性PVA的比例盡量減小。

4 水溶性PVA典型產(chǎn)品解析

4.1 無捻毛巾及絨類產(chǎn)品

水溶性PVA最廣泛、最早、最成熟的產(chǎn)品是無捻毛巾的開發(fā)。1987年我國在引進的德國prafil平行紡紗機上，利用水溶性PVA長絲包纏純棉須條的包纏紗，制成無捻毛巾。無捻毛巾結(jié)構(gòu)蓬松、手感豐滿、條干均勻，吸水性特佳，外觀有絨感。吸水量比傳統(tǒng)毛巾增加約20%，厚度增加約30%。按生活習慣無捻毛巾非常適合歐美用戶潑水洗臉、毛巾干吸的需要，無捻毛巾本可大量出口，因當時的樣機產(chǎn)量低，水溶性PVA長絲價貴，未形成商品生產(chǎn)。但10S無捻平行紗獲上海紡織局設(shè)計百花獎，“平行紡消化吸收和產(chǎn)品開發(fā)”項目獲科技成果獎。

當前無捻毛巾屬高檔毛巾，已大量出口創(chuàng)匯。生產(chǎn)方法也有發(fā)展，如利用國產(chǎn)平行紡紗機FZZ008型生產(chǎn)包纏無捻紗，利用空心錠花色捻線機生產(chǎn)無捻包纏紗；利用水溶性PVA短纖紗或長絲與主體純棉紗并合、捻線反向退捻紡成主體純棉準無捻紗等。內(nèi)銷毛巾因習慣水洗扭干，無捻毛巾強力較低，容易脫毛，應(yīng)用不多。

與上同樣原理，如果用羊毛、亞麻、合適的化纖，按上述方法同樣可生產(chǎn)柔軟、豐滿的絨類織物和毛麻織物。

4.2 空心紗織物

如果用水溶性PVA長絲或短纖紗作芯紗（載體紗），純棉、Tencel？、Modal或其他纖維的粗紗作包覆紗，在細紗機上紡成剛性包芯紗，經(jīng)水溶性PVA處理后就可形成中空、外層為主體纖維的空心紗。空心紗特點是無芯中空、密度小、有彈性，具有螺旋狀的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品蓬松和豐碩、立體感強，是當今紡織品的時尚新寵，風格特殊，可開發(fā)高端機織物和針織品。

紡紗方法與一般剛性包芯紗相似，要求包覆均勻、不能露絲、減少斷頭，控制芯紗比例以低于包覆紗30%為宜，確保芯紗位于包覆紗的中心。包覆紗捻度可偏高設(shè)計，一般捻系數(shù)為300 ～ 360?？招募喫芎笠话憧山?jīng)定捻處理，穩(wěn)定成紗捻度。

4.3 繡花底布、蕾絲底布等深加工織物

利用水溶性PVA可制作繡花底布和蕾絲底布，保留繡花和蕾絲的花型以及作為編織物的結(jié)構(gòu)紗。

水溶性PVA紗線與其他紗線交織，在染整工序水溶性PVA，可得到經(jīng)緯鏤空或提花鏤空、手感柔軟、蓬松的深加工織物、花邊等。

4.4 難紡纖維的織物

難紡纖維是指可紡性極差，一般方法難于紡成合格的、符合要求紗線的纖維。如木棉、苧麻、兔毛、山羊絨、甲殼素纖維、芳砜綸等。若將它們與水溶性PVA纖維混紡，就可改善其可紡性和可織性。通過后加工水溶性PVA，就能在織物中形成難紡纖維的純紡紗或混紡紗，發(fā)揮難紡纖維的性能和特長。嵌入式紡紗必須先將難紡纖維紡出，紡成粗紗。

4.5 特細線密度織物

傳統(tǒng)紡紗因受成紗截面根數(shù)的制約，一般只能紡制 3 tex以上的細紗。欲紡 3 tex以下的特細紗，在保證原料前提下，可用水溶性PVA長絲與輕定量粗紗，按賽絡(luò)菲爾法紡成細紗，也可用嵌入式紡紗法，將兩根水溶性PVA長絲與兩束輕定量粗紗喂入（前者置于外側(cè)，后者放在內(nèi)側(cè)），匯成2組加捻三角區(qū)，交捻成紗。水溶性PVA后兩種方法均能在織物中形成 3 tex以下的特細紗，但織物強力降低，織物稀疏，實用性受到一定影響。兩種方法都要求紡好輕定量粗紗，細紗牽伸倍數(shù)不能太大，否則影響成紗條干、強力。相對嵌入式紡紗比賽絡(luò)菲爾法紡紗質(zhì)量和可紡性較好，但成本太高、管理復(fù)雜；它紡純棉高支紗的優(yōu)點不如紡多組分、多花色紗線那樣有利。

5 水溶性PVA的其他用途

（1）制成水溶性縫紉線、洗衣袋、水溶性復(fù)合包裝袋、一次性防塵袋、一次性醫(yī)用非織造布（用作濕法非織造布的粘合劑和增強材料）；（2）超短纖維水溶性PVA強度高于紙漿纖維，纖維未溶解部分可作為紙漿纖維使用；（3）水溶性PVA牽伸紗采用機械卷曲，卷曲牢度高，適合紡織粗號紗和非織造布加工；（4）水溶性PVA毛條可用于與棉、麻、滌綸等纖維混紡，制造毛類產(chǎn)品，特別是細薄型毛織品；（5）有關(guān)文獻介紹，未溶PVA產(chǎn)品還可以用于農(nóng)業(yè)育秧布、特種工作服，用作布雷、降落傘等用途。

6 水溶性PVA的水解處理

以水溶性PVA為載體的織物，必須將織物的PVA充分水解，才能發(fā)揮織物的特性和功效。水溶溫度應(yīng)按纖維的要求制定，一般為40 ～ 90 ℃，水洗時一般應(yīng)比要求溫度高出10 ℃以上，通常用沸水水溶。溶解溫度對溶解率和收縮率的影響分別見圖 1 和圖 2。

一般水溶比應(yīng)達1∶40，水浴溫度由低到高，并不斷攪拌，采用溢流換水，排除廢水，一次性溶解。如清除不凈，干燥后會影響織物的柔軟性和蓬松感，甚至影響織物的印染效果?？椢镌谔幚砬皯?yīng)避免接觸高溫。如長期使用，可考慮將排出廢水PVA回收，以節(jié)省成本，避免環(huán)境的影響。

7 結(jié)語

（1）水溶性維綸用途廣泛，目前已涉及紡織、造紙、農(nóng)業(yè)、國防、服裝加工等領(lǐng)域，具有較大的發(fā)展前途；（2）水溶性維綸可發(fā)展無捻毛巾、空心織物、可紡性差的纖維紡紗織布、特高支紗線織物、繡花、蕾絲、鏤空織物底布等新型時尚的產(chǎn)品。水溶性維綸產(chǎn)品成本高，應(yīng)開發(fā)附加值較高的高端產(chǎn)品；（3）水溶性維綸可通過傳統(tǒng)的混紡、賽絡(luò)菲爾紡、包芯紗紡、嵌入式紡等方法實現(xiàn)載體紡紗，各具特點；（4）要重視水溶性維綸的優(yōu)選和織物后加工的水溶解處理。

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