Groz-Beckert:“另類纖維”制備非織造布

全球化的不斷發(fā)展和世界人口的持續(xù)增長使人們對紡織品和纖維的需求量日益增加。由于石油和某些礦物型天然原料的儲存量有限，因此，人們對新的可再生能源和可持續(xù)原料的需求更加迫切。

化學(xué)纖維在紡織工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用，使世界各地海洋中的塑料垃圾和塑料微粒增多。據(jù)估計，全球每年投放到海洋的塑料廢品約為480～1 270萬t。因?qū)瘜W(xué)纖維廢棄物的不當(dāng)處理，15%～31%的塑料垃圾分解為非常小的塑料微粒。

基于此，一些企業(yè)正在首次深入研究廢棄纖維的處理問題，并嘗試?yán)没厥盏膹U舊材料生產(chǎn)新的紡織產(chǎn)品。如由聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)或聚酯(PET)制成的漁網(wǎng)，便是對廢棄物進(jìn)行特殊加工并提取出纖維后，重新制備的紡織品。也有部分企業(yè)使用其他行業(yè)(如食品)產(chǎn)品的生產(chǎn)廢料制備新的紡織材料。優(yōu)化紡織工藝和產(chǎn)品創(chuàng)新都將有助于更好地實現(xiàn)紡織纖維的可持續(xù)發(fā)展。

1 香蕉纖維或非織造椰棕墊

香蕉纖維來源于香蕉。香蕉纖維并不是香蕉果實的纖維，而是來自蕉桿。因香蕉植株每年只結(jié)一次果，因此完成香蕉收割后需將蕉桿砍掉。制備香蕉纖維時，首先切開蕉桿，單層平鋪，在機(jī)器中去除其中的液體部分，然后通過加工分離出香蕉纖維束。最后，將香蕉纖維束懸掛并晾干。

香蕉纖維除了用于制造服裝面料、茶包和日元紙幣以外，還可進(jìn)一步加工為非織造布墊，也可用于制備土工織物，如防腐布或防草布。

椰殼纖維因具有耐濕性，適用于制造防腐材料，也可用于園藝和景觀領(lǐng)域。椰殼由外果皮、約8 cm厚的纖維層、堅硬的內(nèi)果皮、白核(即椰肉)和核中的椰汁組成。纖維層質(zhì)量約占椰子總質(zhì)量的30%～35%。椰殼纖維由短纖維和最長達(dá)30 cm的纖維束組成。這種纖維束可通過一種機(jī)械處理，加工成單根纖維。采用非織造技術(shù)加工的椰棕墊可用于隔熱裝備，也可以用作床墊和地毯底布，或作為增強(qiáng)材料用于制造天然纖維增強(qiáng)塑料(NFRP)。椰殼纖維還可用于加工汽車內(nèi)飾品。采用針刺法制備天然纖維墊的工藝如表1所示。

表1 針刺法制備天然纖維墊

2 龍舌蘭纖維用于汽車制造

汽車制造商福特公司非常重視全球的可持續(xù)發(fā)展和資源問題。福特與龍舌蘭酒生產(chǎn)商Jose Cuervo合作，研究開發(fā)將龍舌蘭纖維用于汽車內(nèi)飾或輕量部件的技術(shù)。

龍舌蘭纖維常被稱作西沙爾麻或劍麻，是制造龍舌蘭酒的副產(chǎn)品，可以從切割下來的龍舌蘭葉中獲取。龍舌蘭葉的纖維比例約為5%，通過一種類似獲取香蕉纖維的機(jī)械處理，可從龍舌蘭的葉肉中分離出纖維。除了應(yīng)用在汽車領(lǐng)域外，龍舌蘭纖維與香蕉纖維和椰殼纖維類似，也可用作非織造布墊和土工材料的生產(chǎn)。

3 菠蘿纖維制作人造革

菠蘿纖維來源于食品業(yè)的廢料。與獲取龍舌蘭纖維相似，收獲菠蘿時也要將其植株的葉子割下，從中分離出纖維。菠蘿葉的葉肉較少，含有的纖維比例較高，易于獲取。歐洲一家企業(yè)已證實，在某種程度上，菠蘿纖維可取代聚酯(PET)或聚酰胺(PA)纖維，用于生產(chǎn)人造革基布。菠蘿纖維經(jīng)多次針刺黏合，能制成非織造布。然后，對這種非織造布進(jìn)行涂層和化學(xué)處理，將其制成人造革。這種不含動物毛皮的皮革材料可用于加工鞋、服裝和飾件，也可用于制作家具、汽車飾件等裝飾品。

4 纖維和刺針的協(xié)調(diào)配合

天然纖維的橫截面各不相同，給針刺加工帶來了一定難度。這意味著要使用錐形或不同倒鉤尺寸的刺針，以確保加工的穩(wěn)定性并減少針頭斷針率，提高非織造布的使用壽命。尤其是對椰殼纖維這類易磨損的天然纖維，刺針的選用非常重要。

格羅茨-貝克特的Gebecon刺針如圖1所示。該刺針的結(jié)構(gòu)特點是錐形的工作部位以及直達(dá)針桿的整個錐形區(qū)域，該刺針的穿刺力較小，同時能夠減少針刺機(jī)的負(fù)荷。此外，細(xì)窄的針尖能夠減小成品的針刺孔，可明顯改善成品的外觀品質(zhì)。與中間較細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)刺針相比，Gebecon刺針在負(fù)荷測試中表現(xiàn)出更高的韌性，這一改進(jìn)的動態(tài)特點可抵抗最大負(fù)荷，從而減小斷針風(fēng)險。同時，模量高、抗彎強(qiáng)度均勻的特點使刺針不易發(fā)生變形，可實現(xiàn)更高的刺針運行速度。

圖1 制備非織造布用Gebecon刺針

為滿足最終產(chǎn)品的要求，各工序的協(xié)調(diào)配合在生產(chǎn)過程中不可或缺。在這個過程中，選擇匹配的刺針至關(guān)重要。且合適的刺針能延長自身的使用壽命并確保企業(yè)實現(xiàn)良好的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

由天然纖維制成的非織造布的面密度約為500～3 000 g/m2。對于這類厚重針刺產(chǎn)品，選用雙排刺針很重要。為減少機(jī)器入口區(qū)刺針的損壞，第一排可以采用更短的刺針(3 inch)，短刺針穩(wěn)定性高，可避免加工過程中其他干擾問題的出現(xiàn)。

Gebecon為注冊商標(biāo)