新型纖維在紡織品中的應(yīng)用

林平發(fā), 楊璧玲

（1.佛山市樵利化纖織造有限公司，廣東佛山528041；2.廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 廣東佛山528041）

近年來，各類新型纖維材料正以層出不窮的速度豐富著傳統(tǒng)紡織業(yè)，并不斷拓展紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著人們生活質(zhì)量的改善，舒適性、功能性和環(huán)保性成為消費(fèi)者對紡織品的新要求。采用新型纖維來開發(fā)新型紗線與紡織品，既適應(yīng)了消費(fèi)者對紡織品安全、衛(wèi)生、環(huán)保、健康的需求，也是在當(dāng)前形勢下紡織企業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)、提高附加值的需要。

1 新型纖維發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)和信息化部 《“十二五”產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃》 中指出，紡織工業(yè)要重點(diǎn)開發(fā)： 超仿真、差別化、多功能纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，高性能纖維材料及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，聚酯多元化產(chǎn)品及技術(shù)，生物質(zhì)纖維材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用和纖維素纖維環(huán)保型加工技術(shù)等?？梢?，發(fā)展多元化、功能性、生態(tài)性紡織品是當(dāng)前和今后的發(fā)展主題。

現(xiàn)有新型纖維大致可分為以下幾類： 天然纖維、再生纖維、差別化纖維、功能纖維和高性能纖維等[1]。對天然纖維的開發(fā)利用，主要有兩種途徑： 一是開發(fā)新物種纖維，如大麻（漢麻）、黃麻、羅布麻、木棉、椰絲、竹、香蕉、菠蘿等纖維；二是對天然纖維的改性，如彩色棉花、彩色桑蠶絲、改性羊毛（拉伸羊毛、絲光羊毛、防縮羊毛、彩色羊毛、膨化羊毛）等。新型再生纖維素纖維的開發(fā)，其主要技術(shù)有新型天然纖維素或蛋白質(zhì)的利用及其共混[2]，及黏膠基的改性纖維等。其代表有Modal 纖維、Lyocell 纖維（天絲）、竹漿纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維等，這些纖維在紡織品服裝或家用紡織品上已有較多的應(yīng)用。還有一些諸如Taly 纖維、聚乳酸纖維、大麻桿芯纖維、珍珠蛋白纖維、絲素蛋白纖維等尚處于試驗(yàn)研究階段或產(chǎn)業(yè)化的初期，使用量較少。目前作為紡織纖維，大多新型天然、環(huán)保類纖維尚不完全成熟。差別化纖維包括各類異形纖維、復(fù)合纖維、超細(xì)纖維、抗靜電纖維、抗起球纖維、自卷曲纖維、高收縮纖維、易染色纖維、高吸濕纖維、保暖纖維、仿生纖維等等，可用于特殊風(fēng)格與手感需要的紡織品。功能纖維如防輻射纖維、抗紫外線纖維、醫(yī)用保健纖維等，可用于功能性紡織服裝產(chǎn)品的開發(fā)。各類差別化功能纖維也可實(shí)現(xiàn)如防污抗皺、抗靜電、阻燃、抗菌消臭、防輻射、高吸濕等紡織品的特殊功能。對于具有諸如分離、傳導(dǎo)、屏蔽、耐熱、發(fā)光、水溶性、變色、生物降解等功能的新型纖維，其應(yīng)用主要在產(chǎn)業(yè)用紡織品上。高性能纖維是指具有高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、耐高溫、難燃性及突出的化學(xué)穩(wěn)定性的纖維[3]。目前高性能纖維的應(yīng)用也主要在產(chǎn)業(yè)用紡織品上。如今，產(chǎn)業(yè)用紡織品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，“十一五”期間，我國服裝、家紡、產(chǎn)業(yè)用三大類終端產(chǎn)品纖維消費(fèi)量的比例已發(fā)展到51:29:20，規(guī)劃至“十二五”末這一比例將發(fā)展到48:27:25。因此，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的功能纖維、高性能纖維紡織品是今后發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。本文主要介紹近幾年國內(nèi)外已批量生產(chǎn)的幾種新型綠色環(huán)保、功能性、高性能纖維的應(yīng)用情況。

2 天然、環(huán)保型纖維紡織品

2.1 木棉纖維

國家最新標(biāo)準(zhǔn)（GB 9004-2008）頒布認(rèn)定的天然植物纖維四種： 棉、木棉、麻、椰絲纖維。木棉的生長對地理、氣候、光照有要求，世界上目前還無法形成大規(guī)模種植，采集比較困難，加工難度大。目前包括我國在內(nèi)的木棉纖維的全球年產(chǎn)量約19.5 萬t。木棉纖維短而細(xì)軟，無拈曲，中空度高，保暖性好，天然抗菌，不蛀不霉，耐壓性強(qiáng)，不易被水浸濕。主要應(yīng)用在中高檔服裝家紡（混紡）面料，中高檔被褥絮片、枕芯、靠墊等的填充料，隔熱和吸聲材料，及旅游娛樂用品如救生衣的浮力材料等。

木棉纖維與棉、黏膠或其他纖維素纖維混紡，可制織光澤和手感良好的服裝面料。然而木棉的可紡性差，提高其混紡比及混紡紗細(xì)度成為關(guān)鍵技術(shù)。日本大和紡織公司2003年投放市場的木棉和棉混紡織物，木棉含量30%~50%，混紡紗有73 tex、58.3 tex 和29 tex 三種，主要用于制作婦女輕量短大衣、襯衫和連衣裙以及男士上裝等。目前上海攀銘企業(yè)發(fā)展有限公司利用自己的專利技術(shù)紡制18.2~27.8 tex 的木棉混紡紗線，木棉纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)70%，可以使木棉纖維廣泛應(yīng)用到針織內(nèi)衣、絨衣、絨線衫、機(jī)織休閑外衣、襪類等領(lǐng)域[4]。

2.2 拉伸羊毛

拉伸羊毛是一種細(xì)化的羊毛纖維，它是將普通羊毛纖維在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)助劑及濕熱條件下進(jìn)行機(jī)械拉伸及熱、化學(xué)定型而形成的一種新型纖維。細(xì)化后可將普通羊毛細(xì)度降低2~4 μm，長度增加50%左右，由于纖維結(jié)構(gòu)的變化，增加了羊絨般的手感、真絲般的光澤并具有絲光防縮性及很好的白度和強(qiáng)力，因此形成了一種具有優(yōu)異性能的高附加值纖維。此纖維不僅在后續(xù)產(chǎn)品加工上與普通羊毛一樣，可加工純紡、混紡、交織、色織等精紡和粗紡的機(jī)、針織產(chǎn)品，而且形成的產(chǎn)品比普通羊毛具有獨(dú)特的優(yōu)勢?？捎糜诩徔椵p薄型毛紡產(chǎn)品和粗、精紡羊絨制品。用其替代或部分替代羊絨，可在降低成本的前提下獲得羊絨的柔軟、滑糯性能，滿足市場需求。該纖維順應(yīng)了當(dāng)今毛紡織品輕薄化、高檔化趨勢，具有很大的發(fā)展?jié)摿5]。

2.3 Taly 纖維

Taly 纖維是美國Taly 公司用純白松木漿為原料紡絲制成的新型再生纖維素纖維，具有輕柔滑爽、吸濕速度快、染色性能好等優(yōu)良性能。用該纖維紡紗和織成的織物具有柔軟和光滑的手感，色澤亮麗，透氣性好，穿著涼爽，且可保持肌膚干爽舒適。Taly 纖維還具有自潔不沾油污的優(yōu)良特性，穿著后只需在清水中過30~40 s，就可輕松洗掉布面上的污漬，即使是特別臟的衣物，也可將洗滌劑用量減少60%~80%，就可以快速將污漬去除干凈，這是目前市場上天絲（Tencel）、莫代爾（Modal）、麗賽（Richcel）等再生纖維素纖維所不具備的。因此開發(fā)Taly 纖維的紗線與織物具有良好的發(fā)展前景。據(jù)報(bào)道： 河南豫北紡織公司用100% Taly 纖維加工的18.5 tex 紗線生產(chǎn)針織面料，山東魯泰集團(tuán)用該紗線開發(fā)出一款 “自去污面料”均受到下游用戶及消費(fèi)者歡迎[6]。

3 差別化、功能性纖維紡織品

3.1 聚酯多元化產(chǎn)品

聚酯多元化產(chǎn)品的一個(gè)主要技術(shù)是，以聚酯為基體，在紡絲過程中加入一些功能材料，實(shí)現(xiàn)對聚酯纖維的物理改性。如上虞弘強(qiáng)化纖公司研制的蜂窩狀竹炭纖維[7]，以滌綸為基體在紡絲過程中加入粉狀竹炭顆粒，用特殊形狀紡絲板噴絲而成，該纖維具有優(yōu)良的抗靜電、吸附、防臭、防霉、發(fā)射遠(yuǎn)紅外及產(chǎn)生負(fù)離子等功能。近年已用該纖維與色棉等混紡制成紗線與紡織品，用于床上用品、中高檔內(nèi)衣、襪子、嬰幼兒服裝、孕婦防護(hù)服以及裝飾材料等領(lǐng)域。臺(tái)灣華楙生化科技股份有限公司利用咖啡渣，經(jīng)火煉燒后制成晶體，再研制成納米粉狀，加入到滌綸中生產(chǎn)出的一種功能性滌綸短纖——咖啡炭纖維[8]。該纖維具有抑菌、除臭、抗紫外線等功能。據(jù)報(bào)道，江蘇大生集團(tuán)采用咖啡炭纖維與蘭精公司的黏膠纖維混紡，可生產(chǎn)出具有抑菌、除臭、防紫外線的紗線，已用于襪子、內(nèi)衣、T 恤等服飾領(lǐng)域。上海德福倫化纖公司研發(fā)生產(chǎn)的庫思瑪涼感（涼爽玉）纖維[9]，選擇添加云母片、玉石粉等無機(jī)材料混合制成的納米復(fù)合粉體，與聚酯混合紡絲，并在仿絲過程中將其表面異形化、溝槽化，擁有涼爽及干爽復(fù)合的效果，達(dá)到夏季面料所需要的輕薄化。江陰市銀鷺紡織有限公司將庫思瑪涼感纖維與棉、竹纖維或黏膠纖維混紡，得到的紗線具有快速散熱、瞬間降溫，產(chǎn)生涼感、清透觸感、透氣、吸濕、抗菌、防臭的多功能功效，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣、外衣、運(yùn)動(dòng)服、襪子、鞋用紡織品、床上用品等方面。此外，類似的阻燃纖維、抗菌纖維、竹炭纖維、椰炭纖維等也已有眾多產(chǎn)品問世。

對聚酯纖維進(jìn)行化學(xué)改性的差別化技術(shù)也是拓展聚酯多元化產(chǎn)品的重要途徑。如目前已受到休閑、運(yùn)動(dòng)、內(nèi)衣等產(chǎn)品面料青睞的PTT纖維，是在其聚合過程中采用了丙二醇（PDO）代替乙二醇進(jìn)行聚合的，使得其性能與普通滌綸有很大不同。PTT 纖維兼有滌綸、錦綸、腈綸的特性，防污性能好，具有干爽、挺括等特點(diǎn)，還易于染色、手感柔軟、富有彈性，伸長性同氨綸纖維一樣好，更易于加工，非常適合紡織服裝面料。南極人等品牌分別采用PTT 纖維用于保暖內(nèi)衣、普通內(nèi)衣，內(nèi)衣的柔軟、滑爽、舒適和運(yùn)動(dòng)自如的效果得到極佳的體現(xiàn)[10]。

3.2 超細(xì)纖維

超細(xì)纖維一般是指單纖維線密度在0.44 dtex 及以下的產(chǎn)品，具有柔軟性高、柔韌性好、光澤柔和、密度高等特點(diǎn)。主要材料為滌綸、錦綸等?？捎糜诮眍惍a(chǎn)品、床上用品、廚房衛(wèi)具等產(chǎn)品的開發(fā)使用。比如普通的毛巾、浴巾具有易產(chǎn)生異味、滋生細(xì)菌、腐爛、不易清洗等問題，使用超細(xì)纖維就可克服這些問題。如超細(xì)纖維有很強(qiáng)的吸水性，而且只保存在空隙中，能使其很快被干燥，所以能有效防止細(xì)菌的滋生；同時(shí)，超細(xì)纖維具有很強(qiáng)的清潔能力，細(xì)絲間的空隙能吸附住灰塵、油漬、污物等，可作為有效的潔凈布使用[11]。

4 高性能纖維紡織品

4.1 高性能纖維的種類

高性能纖維最初都用在軍事方面，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步也逐漸用到了民用領(lǐng)域。其品種發(fā)展越來越多，高強(qiáng)高模類主要有碳纖維、芳綸1414、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯并雙惡唑（PBO）、仿蜘蛛絲纖維、玄武巖纖維等；耐高溫類主要有芳綸1313、碳（石墨）纖維、陶瓷纖維、聚苯并咪唑纖維（PBI）、聚苯硫醚纖維（PPS）、嘧胺纖維等；耐化學(xué)藥品類主要有碳化硅纖維、聚四氟乙烯纖維等，芳綸1313、聚苯并咪唑纖維、陶瓷纖維也是良好的耐化學(xué)藥品纖維[12]。碳纖維、芳綸纖維等早期發(fā)展的高性能纖維，到目前已有非常廣泛的應(yīng)用。高性能纖維實(shí)際上是一類技術(shù)密集、投資巨大的工業(yè)產(chǎn)品，性能突出、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，用途比較專一，市場小、產(chǎn)量低，價(jià)格往往是普通紡織纖維的幾倍或幾十倍，甚至上百倍。這類特種纖維的用途主要在高科技領(lǐng)域，使用高性能纖維的首要目的在于提高和強(qiáng)化制品或裝置的性能，所以首先考慮的是其性能可否滿足要求，而價(jià)格往往非第一要素。

4.2 超高分子量聚乙烯纖維

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維是目前世界上強(qiáng)度最高的纖維。其密度0.97 g／cm3，是芳綸的2／3、碳纖維的1／2。該纖維具有很高的比拉伸強(qiáng)度和模量，同時(shí)具有優(yōu)越的能量吸收性能與耐磨、抗疲勞性能，有良好的耐濕性、抗化學(xué)腐蝕性、電絕緣性、耐紫外光性、生物相容性和熱塑性等性能。其應(yīng)用在宇航、航天、航空、戰(zhàn)爭裝備方面，可作為航天航空結(jié)構(gòu)件、雷達(dá)罩、運(yùn)鈔車防彈裝甲、直升機(jī)防彈裝甲等；用作防護(hù)用品，可制成織物防護(hù)系列軟質(zhì)防彈服、防刺衣、輕質(zhì)防彈頭盔、防護(hù)手套、防切割用品，及無紡織物類的防彈背心等；用作繩纜索網(wǎng)線用品，可作為艦艇及遠(yuǎn)洋船舶纜繩、輕質(zhì)高壓容器、深海抗風(fēng)浪網(wǎng)箱、漁網(wǎng)、賽艇、帆船、滑雪撬等的理想材料。

4.3 玄武巖纖維

玄武巖纖維（CBF）是將玄武巖石料在1 450~1 500 ℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維。產(chǎn)品壽命長，是一種低成本﹑高性能﹑潔凈程度理想的新型綠色主動(dòng)環(huán)保材料。被譽(yù)為21 世紀(jì) “火山巖變絲”、“點(diǎn)石成金”的新型環(huán)保纖維。該纖維有顯著的耐高溫性能和熱震穩(wěn)定性，彈性模量和抗拉強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，吸音系數(shù)較高，有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)、良好的電絕緣性和介電性能、較低的吸濕性，及與天然硅酸鹽的相溶性。它與水泥﹑混凝土的分散性好，結(jié)合力強(qiáng)，熱脹冷縮系數(shù)一致，耐候性好。該纖維用于防火隔熱領(lǐng)域，可作為防火服、防火毯、防火簾等，但缺點(diǎn)是重量較芳綸纖維大，穿著的舒適感不如芳綸纖維防火服；用于過濾環(huán)保領(lǐng)域，可作為過濾基布、過濾材料、耐高溫氈、環(huán)保工業(yè)用集塵濾料等；還可用作復(fù)合材料增強(qiáng)體，制造坦克裝甲車輛的車身材料，可減輕其重量，制造火炮的炮管熱護(hù)套材料可以大大提高火炮的命中率和射擊精度；在槍彈、引信、彈匣、大口徑機(jī)槍槍架、坦克裝甲車輛的薄板裝甲、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩、減振裝置等方面有大量的應(yīng)用；用于電子技術(shù)領(lǐng)域，非常適合用于耐熱介電材料，是優(yōu)良的絕緣材料，可以制成高質(zhì)量印刷電路板。

5 結(jié)語

隨著人們對技術(shù)性紡織品需求的增加及紡織品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，新型纖維在紡織品中的應(yīng)用越來越廣泛，也必將有更多新型纖維的開發(fā)與應(yīng)用。目前產(chǎn)業(yè)用紡織品的比例尚不高，其發(fā)展所依賴的高技術(shù)性纖維與紡織品的發(fā)展成為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)。各類功能性、高性能纖維仍為今后的產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要方向。

[1]宗亞寧.新型紡織材料及應(yīng)用[M].北京： 中國紡織出版社，2009.

[2]官愛華，張健飛，張春娟.新型再生蛋白質(zhì)纖維[J].合成纖維, 2006 (6)：24-27, 35.

[3]肖長發(fā).高性能纖維發(fā)展概況[J].紡織導(dǎo)報(bào),2005 (9)：50-54, 60.

[4]李志賢.木棉纖維及其應(yīng)用[J].山東紡織科技,2006 (3)：52-54.

[5]劉建華.新型纖維——拉伸羊毛纖維及其應(yīng)用[J].上海毛麻科技, 2011 (2)：17-21.

[6]章友鶴，趙連英.新型紡織用纖維的發(fā)展及應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報(bào), 2012 (9)：51-53.

[7]浙江上虞弘強(qiáng)彩色滌綸有限公司.新型蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)聚酯改性竹炭纖維[J].針織工業(yè), 2008(2)：15.

[8]咖啡碳纖維混紡紗線可用于生產(chǎn)內(nèi)衣[EB／OL].中國紡織經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)(2011-6-9)http:／ ／www.texindex.com.cn／Articles／2011-6-9／237917.html

[9]楊維驊.上海德福倫化纖研發(fā)生產(chǎn)庫思瑪涼感纖維[N].中國紡織報(bào), 2011-7-12.

[10]王秀榮，祝麗娟.PTT 纖維的開發(fā)狀況及發(fā)展趨勢[J].聚酯工業(yè), 2007 (4)：30-33.

[11]楊莉.新型紡織材料在家紡中的應(yīng)用[J].紡織科技進(jìn)展，2011 (6)：8-10.

[12]刑聲遠(yuǎn)，江錫夏，文永奮，等.紡織新材料及其識(shí)別[M].第2 版.北京： 中國紡織出版社，2010.