絮用Lyocell纖維性能測(cè)試與分析

高秀麗，羅亞樓

（河南工程學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州450007）

絮用Lyocell纖維性能測(cè)試與分析

高秀麗，羅亞樓

（河南工程學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州450007）

Lyocell纖維作為填充絮料使用具有天然的優(yōu)勢(shì)，以其為主要原料的絮料更是纖維絮用領(lǐng)域的重大革命和變革。通過(guò)對(duì)Lyocell纖維結(jié)構(gòu)性能的測(cè)試，并與三維卷曲中空滌綸、有硅超細(xì)滌綸和ES纖維進(jìn)行對(duì)比分析，研究其性能的差異性，為組合制作絮片提供數(shù)據(jù)支撐和參考。

纖維；絮料；性能測(cè)試

0 引言

Lyocell纖維是以木漿為原料、經(jīng)溶劑紡絲方法生產(chǎn)的一種天然再生纖維素纖維，其優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在服用性能優(yōu)良和綠色環(huán)保節(jié)能方面；三維卷曲中空滌綸纖維具有比重小、蓬松、保溫、透氣、覆蓋力強(qiáng)等特點(diǎn)，主要用于非織造布的生產(chǎn)原料；有硅超細(xì)滌綸經(jīng)過(guò)有機(jī)硅整理后更光滑、蓬松和富有彈性，ES纖維是一種理想的熱黏合纖維，主要用于非織造布的熱黏法加工。文中旨在通過(guò)對(duì)Lyocell纖維的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)的研究，與三維卷曲中空滌綸、有硅超細(xì)滌綸和ES纖維的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行對(duì)比分析，為混合生產(chǎn)家紡非織絮片的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)參考。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料及條件

試驗(yàn)所用材料及其規(guī)格（細(xì)度和長(zhǎng)度）為L(zhǎng)yocell纖維6.67 dtex×60 mm、三維卷曲中空滌綸纖維6.67 dtex×60 mm、有硅超細(xì)滌綸纖維3.33 dtex×64 mm、ES纖維4.44 dtex×51 mm。所有試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下至少平衡48 h，在溫度20℃、相對(duì)濕度65%條件下進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)儀器

Quanta250型掃描電子顯微鏡（捷克FEI公司，配備EDAX能譜儀）、LLY—06B型電子式單纖維強(qiáng)力儀、YG321型纖維比電阻測(cè)試、YG747型通風(fēng)式快速八籃烘箱、JA2004型電子天平。

2 測(cè)試與分析

2.1 纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)原理是利用細(xì)聚焦電子束按照順序逐行掃描樣品表面，并通過(guò)收集掃描時(shí)激發(fā)出的某些物理信號(hào)（主要是二次電子）來(lái)調(diào)制成像，以觀察樣品的形貌為主。Lyocell纖維的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)縱橫向截面圖見(jiàn)圖1和圖2，三維卷曲中空滌綸纖維的縱橫向截面圖見(jiàn)圖3和圖4，有硅超細(xì)滌綸纖維的縱橫向截面圖見(jiàn)圖5和圖6，ES纖維的縱橫向截面圖見(jiàn)圖7和圖8。

由圖1和圖2可以看出，Lyocell纖維縱向表面有顆粒分布，可以增加與周圍纖維的摩擦抱合力，橫向截面為實(shí)心圓形結(jié)構(gòu)；由圖3和圖4可以看出，三維卷曲中空滌綸軸向有空腔，貫通纖維軸，面積與體積比率大，中空結(jié)構(gòu)降低了纖維的質(zhì)量并使其內(nèi)部富含靜止空氣，增加了單位質(zhì)量產(chǎn)品的保暖性，具有優(yōu)越的回彈性、蓬松性、保暖性以及防霉、防蛀等性能；由圖5和圖6可以看出，有硅超細(xì)滌綸纖維縱向表面光滑，使絮用手感滑糯，橫向?yàn)闄E圓形，稍有微孔，增加產(chǎn)品的透氣性；由圖7和圖8可以看出，ES纖維的縱向表面光滑，便于均勻分布在絮用產(chǎn)品內(nèi)部，經(jīng)熱輥烘燥熔融后形成分散的熔節(jié)點(diǎn)，增加產(chǎn)品的服用強(qiáng)度，橫向截面為實(shí)心圓形。

2.2 拉伸性能

按GB/T14337—2008《化學(xué)纖維短纖維拉伸性能試驗(yàn)方法》要求，試驗(yàn)時(shí)將纖維夾在上下夾持器之間，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)二級(jí)同步帶變速驅(qū)動(dòng)絲桿螺紋旋轉(zhuǎn)，其中上夾持器掛在力傳感器上，下夾持器固定于絲桿螺母體處。由于絲桿螺紋帶動(dòng)下夾持器向下勻速運(yùn)動(dòng)，從而使夾在上下夾持器之間的纖維斷裂，并由力傳感器采集力值信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后得到與受力大小成正比的信號(hào)，顯示負(fù)荷值及斷裂強(qiáng)力。另外，通過(guò)一定機(jī)構(gòu)產(chǎn)生與試樣變形成正比的數(shù)字脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)電路顯示試樣的變形量。Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維和有硅超細(xì)滌綸拉伸性能的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 Lyocell纖維縱向截面圖

圖2 Lyocell纖維橫向截面圖

圖3 三維卷曲中空滌綸縱向截面圖

圖4 三維卷曲中空滌綸橫向截面圖

圖5 有硅超細(xì)滌綸縱向截面圖

圖6 有硅超細(xì)滌綸橫向截面圖

圖7 ES纖維縱截面圖

圖8 ES纖維橫向截面圖

由于纖維及其制品在紡織加工和使用過(guò)程中受到各種類型的外力作用，纖維力學(xué)性質(zhì)對(duì)紡織品的耐久性和服用性能會(huì)有很大的影響。斷裂功表示纖維抵抗外力破壞所具有的能量，斷裂功大的纖維韌性較好。初始模量表示纖維在較小負(fù)荷作用下紗線變形難易程度，其制品比較挺括，反之比較柔軟。由表1可知，三維卷曲中空滌綸纖維斷裂強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、斷裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷裂功、初始模量較大，突出了其在產(chǎn)品中的支撐作用；Lyocell纖維初始模量小，較柔軟、舒適；作為熱熔合纖維ES纖維的各項(xiàng)指標(biāo)小，便于熔融黏接。

表1 四種纖維拉伸性能的各項(xiàng)指標(biāo)的平均值

2.3 比電阻

按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14342—2015《化學(xué)纖維短纖維比電阻試驗(yàn)方法》要求，并根據(jù)歐姆定律，把一定質(zhì)量的纖維放入一定容積的測(cè)試盒中，放入壓塊后一并放入箱體內(nèi)，對(duì)其試樣進(jìn)行加壓，使其具有一定體積、一定密度，兩端加入一定電壓，通過(guò)表頭測(cè)出被測(cè)纖維的電阻值，根據(jù)公式計(jì)算纖維的質(zhì)量比電阻。四種纖維的質(zhì)量比電阻如下：

（1）Lyocell纖維質(zhì)量比電阻為：

（2）三維卷曲中空滌綸質(zhì)量比電阻為：

（3）ES纖維質(zhì)量比電阻為：

（4）有硅超細(xì)滌綸質(zhì)量比電阻為：

Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維和有硅超細(xì)滌綸的電阻測(cè)試數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。

在紡織加工過(guò)程中，質(zhì)量比電阻高的纖維容易產(chǎn)生靜電，影響加工的順利進(jìn)行。由表2可知，三維卷曲中空滌綸與ES纖維質(zhì)量比電阻較大，其它兩種纖維稍小，因此制作絮片時(shí)需要采取防靜電措施，如噴水或加抗靜電劑等，防止在加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，影響紡織過(guò)程的正常進(jìn)行，以至于嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和織物的舒適性。

2.4 回潮率

按GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測(cè)定要求》，試驗(yàn)時(shí)稱取一定量的試驗(yàn)試樣置于一定溫度下的烘箱內(nèi)烘驗(yàn)，使試驗(yàn)試樣中的水分蒸發(fā)，直至試驗(yàn)試樣達(dá)到恒量，然后根據(jù)初始質(zhì)量與烘干質(zhì)量的差值和烘干質(zhì)量計(jì)算纖維的回潮率。Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維、有硅超細(xì)滌綸的回潮率見(jiàn)表3。

表3 回潮率測(cè)試數(shù)據(jù)

（2）三維卷曲中空滌綸

（3）ES纖維

（4）有硅超細(xì)滌綸

對(duì)一般纖維而言，隨著回潮率的增大，其強(qiáng)力、模量、彈性和剛度下降，但是纖維的導(dǎo)電性增強(qiáng)，介電常數(shù)變大，抗靜電性能增強(qiáng)。Lyocell纖維的回潮率最高，對(duì)其強(qiáng)度彈性各種力學(xué)性能均有影響，且抗靜電能力等增強(qiáng)。上述性能凸顯了Lyocell纖維絮料應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和開(kāi)發(fā)前景；ES纖維的回潮率和絮片中起支撐骨架作用的三維卷曲中空滌綸回潮率也較低。

表2 四種纖維的電阻測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)四種纖維微觀結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試分析可知：Lyocell纖維縱向表面有顆粒、斷裂強(qiáng)力、初始模量與比電阻較小、回潮率大，使產(chǎn)品結(jié)實(shí)耐用舒適；三維卷曲中空滌綸纖維有中腔、斷裂功、比電阻較大、回潮率低，中空結(jié)構(gòu)使產(chǎn)品具有輕質(zhì)感、柔韌，起到骨架作用，保暖、蓬松，但生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)采取相應(yīng)抗靜電措施；有硅超細(xì)滌綸纖維縱向表面光滑，使絮片手感滑糯，橫向微孔增加產(chǎn)品透氣性，但抗靜電性能稍差；ES纖維縱向表面光滑，均勻分散在絮片內(nèi)部便于均勻熔結(jié)，增加產(chǎn)品牢度；另外也表明Lyocell纖維生產(chǎn)絮片時(shí)的優(yōu)勢(shì)與廣闊應(yīng)用前景。

四項(xiàng)染整行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃

近日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)決定下達(dá)2017年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃。

本批計(jì)劃共計(jì)242項(xiàng)，其中制定164項(xiàng)，修訂78項(xiàng)；強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)，推薦性標(biāo)準(zhǔn)234項(xiàng)，指導(dǎo)性技術(shù)文件1項(xiàng)。其中染整行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，具體詳見(jiàn)表1，均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，主管部門為中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)，技術(shù)歸口單位均為全國(guó)染料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。

表1 列入第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃四項(xiàng)染整行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

Performancetest and analysis of Lyocell fiber for flocculation

GAOXiuli,LUOYalou
(Collegeof Textile,Henan Instituteof Engineering,Zhengzhou 450007,China)

Lyocell fiber has a natural advantage for filler wadding.With Lyocell fiber as the main ingredi?ent,the flocculation is the major revolution and change in the field of fiber flocculation.The structural properties of Lyocell fiber is tested and compared with no silicon hollow polyester,silicon superfine polyester and ES fiber.The differences of them are studied and some dates are supported for the production of composite flocculus and reference.

fiber,flocculation,performance test

TS107

A

1001-7046（2017）05-0021-04

2017-04-01

高秀麗（1974-），女，主要從事新型紡織品的設(shè)計(jì)與檢測(cè)分析研究工作。