概述国内外差别化纤维的开发现状与应用

1、概述国内外差别化纤维的开发现状与应用顾超英】1 概述差别化纤维(DifferentialFibers) 词来源于日本，我国在 80年代中期才开 始采用。它一般泛指通过化学改性或物理变形制取的，以改进服用性能为主， 在技术上或性能上有较大创新或具有某种特性与常规品种有差别的纤维新品 种，它与功能性纤维、高性能纤维一起构成了化纤新型纤维的研究、生产、开 发体系。其发展的程度，体现出一个国家和地区的化纤新品种的科技开发水 平。众所周知，差别化纤维的开发具有技术含量高、涉及的学科领域多且相互 交叉、产品的附加值高、品种翻新快和发展潜力大等特点。开发差别化纤维可 以大力推进企业的技术进步步伐、增加企业的

2、经济效益。大力推进我国差别化 纤维的开发，必将为我国的化纤行业走出艰难困境、提高企业竞争能力作出巨 大的贡献，为我国纺织行业抓住机遇，早日适应国际市场激烈的竞争环境创造 良好的条件。1.1 差别化纤维的定义差别化纤维泛指对常规化纤有所创新或具有某一特性的化学纤维。一般经 过化学改性或物理变形，使纤维的形态结构、物理化学性能与常规化纤有显著 不同，从而取得仿生的效果或改善、提高化纤的性能。差别化纤维一般以涤纶 的差别化纤维最多，诸多差别化纤维又不单是以单一的形式出现，更多的是为 了体现叠加的纤维风格而复合的纤维。例如高收缩丝与普通收缩的细旦丝复合 形成异收缩特性，赋予织物表面不经磨毛即产生桃皮绒

3、感的风格，再加入异纤 度、异截面特性，更可使织物呈现出优雅的珍珠光泽。差别化纤维主要用于服 装以及装饰织物。1.2 差别化纤维的品种由于差别化纤维的品种以及用途有很多，因此其未来发展趋势也深受国内 外科技工作者们高度重视。差别化纤维一般指异型纤维、复合纤维的超细纤 维，改变纤维的表面和截面形态，可赋予纤维多种新的风格和性能。如正四角 型纤维可以叠得非常紧密，具有透气防湿功能和光亮光滑的表面；五角型纤维 具有显著毛型感和良好的抗起球性；五叶型复丝有丝质感。复合纤维多为主体 卷曲、具有高度的体积蓬松性、延伸性和覆能力。超细纤维具有质地柔软、光 滑、抱合好、光泽柔的特点。我国的差别化纤维还处在 “仿

4、制 ”阶段，而国外则 早已开发了 “高纺”和“超纺”产品，日本甚至达到 “超真”的“新新合纤 ”阶段。对于 染整工艺而言，就是要最大限度地保留这些纤维的特点，并通过后整理来体现 到面料的风格上。差别化纤维主要是从它的形态结构和物理化学性质上区分种 类的。1.2.1 形态结构在形态结构上发生变化的有异形纤维、中空纤维、复合纤维、细特（旦） 异形纤维指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤 维。根据所使用的喷丝孔不同、可得到三角形、多角形、三叶形、多叶形、十 字形、扁平形、丫形、H形、哑铃形等等。 中空纤维指贯通纤维轴向且有管状空腔的化学纤维。它可以通过改变喷丝孔的形状 来获

5、得。中空纤维的最大特点是密度小，保暖性强，适合做羽绒型制品，如高 档絮棉，仿羽绒服、睡袋等等。 复合纤维有两种及两种以上聚合物或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝法纺 制成的化纤纤维。复合纤维如为两种聚合物制成，即为双组分纤维。 细特（旦）纤维指单丝线密度较小的纤维，又称微细纤维。纺制细旦纤维通常采用的方法 有：复合纺丝剥离法、溶解法、常规熔融法、超拉伸法、闪蒸法和熔喷法。特 别是涤纶细旦纤维因其良好的服用性能，在纺织用纤维中占有主导地位，替代 天然纤维方面已仿制出高仿真纤维，使仿丝织物达到轻、柔、爽、滑，对超薄 型涤纶织物经碱减量处理后，再经特殊柔软亲水整理，更能获得真丝绸的外观 和手感；

6、仿鹿皮织物被称为划时代的衣料，它不仅具有天然鹿皮的 “书写效 应”、“白霜感”和“立体感 ”，而且具有真丝的手感，柔软、质轻、悬垂性好、舒 适；超细纤维还可用于合成革、清洁布、高密防水织物、液体或空气过滤材 料、贝类及海藻抑制层、保温材料、功能纸、电池隔膜等。1.2.2 物理化学性能差别化纤维在物理化学性能上较常规化纤有所改善或提高的，有抗静电纤 维、高收缩纤维、阻燃纤维、抗起毛起球纤维等等。 抗静电纤维抗静电纤维是指不易积聚静电荷的化学纤维。抗静电纤维主要用于制成无 尘无菌服、防爆工作服、地毯、口罩等纺织品， 高收缩纤维指沸水收缩率高于 15%的化学纤维。根据其热收缩程度的不同，可以得到 不

7、同风格及性能的最终产品。例如，热收缩率在 15%-25%的高收缩涤纶，可用 于织制各种绉类、凹凸、提花织物；收缩率为 15%-35%的高收缩涤纶纤维，可 用于膨体毛线、毛毯、人造毛皮等等；收缩率为 35%-50%的高收缩涤纶，用于 合成革、人造麂皮等等。 阻燃纤维亦可称耐燃、难燃或防燃纤维。在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开 火源，阴燃自行熄灭的加入阻燃成分的化学纤维。其极限氧指数值约在 0.3 以 上。阻燃纤维主要用于纺制儿童及老年人服装、床上用品、装饰织物、防火工 作服及有阻燃要求的绳索、帐篷、工业用布等等。 抗起球纤维利用化学改性或物理方法处理后，使制成的纤维及其织物在使用过程中可 以

8、防止或减少其因纤维相互摩擦，缠结集聚而成小球的化学纤维，称为抗起球 纤维。抗起球纤维制成的织物的抗起球效果达到三级以上。抗起球纤维一般与 其他短纤维混纺生产毛型织物、针织等等。2 我国差别化纤维的发展现状及问题2.1 我国差别化纤维的发展现状我国化纤工业经过 40 多年发展，现已形成各大类品种基本齐全、技术装备 配套、质量品种有一定水平的化纤生产开发体系。近年来，随着生产水平的提 高，设备条件的改善，尤其是人民生活水平提高带来的市场需求，一些差别化 纤维品种相继研制成功。如阳离子染料可染聚酯、异形纤维、多孔中空纤维卷 曲纤维、纫旦和超纫旦短丝、高收缩纤维、蓄热保暖纤维、防紫外线纤维、抗 静电纤

9、维、防臭抗菌纤维、导电纤维等等。另外，国外现有的差别化纤维我国大部分都有，且科研成果工程化、市场 化也取得了丰硕的成果。目前已经有几十个大类新产品已转入批量生产，超细 旦、高收缩、阳离子染料可染、多功能混纤复合长丝等发展迅速。2.2 我国差别化纤维与国外的差距根据业内人士分析，我国差别化纤维在质量与数量上与国外仍有差距。目 前国内由于多种原料不能满足出口市场的需要，出口服装面料 70靠进口，高 档涤纶仿真产品每年有需要进口，主要是由于我国产业结构不合理，原料不配 套，新技术、新产品开发能力差，高水平的差别化、功能性纤维数量有限；再 者，往往后续的纺织染整加工中出现瓶颈，阻碍了这些纤维品种的发展

10、，一些 高技术的特种纤维，国内仍处于科研状态，不少品种尚属空白，化纤工作者仍 需努力。3 国内外公司开发的最新差别化纤维3.1xx3.1.1xx 石化公司 xx 分公司研究院中国石化公司天津分公司研究院开发出来的差别化远红外聚酯纤维是由远 红外聚酯切片纺丝而得。在普通聚合过程中加入一定量远红外粉，制成远红外 切片或母粒，用此切片或母粒，在调整的纺丝工艺条件下纺成长丝或短丝。在 此工艺路线下纺成的纤维，远红外粉均匀牢固地分散在纤维中，具有持久发射 远红外线的功能。中国石化公司天津分公司研究院从国内筛选优异的发射率高、粒度细的远 红外粉、经特殊处理分散后，在聚合中加入，利用该研究院的300t/年的

11、聚合装置，合成远红外聚酯切片或高浓母粒。利用母粒法纺成纳米远红外涤纶长丝 和短丝，纤维的发射率达85%以上，织物温度比普通织物提高 3C以上。用母 粒法纺成的远红外丙纶长丝亦有同效。用此远红外纤维，可加工成各种棉毛制品，如太空棉、衬衣、被、褥、坐 垫、护膝、护腰、时装、滑雪衣、夹克、床上用品、睡袋、裙装、运动服、雪 地鞋、保健袜、各种服装面料等。该院批量加工的保暖内衣及保健袜，深受消 费者青睐。3.1.2XX仪征化纤股份有限公司仪征化纤公司涤纶二厂江苏仪征化纤股份有限公司全面实施产品高附加值战略，大力开发差别化 产品，以抵御和规避常规产品的竞争风险。并于 2003年第一季度成功开发生产 出了七

12、彩涤纶短纤维，这些新产品赢得了国内外下游用户的高度赞赏，成了国 内涤纶短纤维市场上一道靓丽的风景线。仪征化纤股份有限公司开发研制出了七彩涤纶短纤维后，就可以减少纺织产品的后道染整工艺，增强色牢度，还可以将黄、红、蓝三色短纤维按照不同 量的配比使用，可以生产各种色彩的棉纱，进而织造、加工成各种色彩鲜艳的 高档西服、 T 恤等。目前，仪征化纤股份有限公司成功开发生产出的黄、红、蓝短纤维分别为 大红、纯黄和孔雀蓝三色，根据客户提供的数据表明：仪征化纤股份有限公司开发、批量生产的七彩涤纶短纤质量优良，完全可 以与进口产品相媲美。 仪征化纤公司涤纶五厂近几年来，在开发差别化纤维方面，江苏仪征化纤股份公司

13、涤纶五厂的开 发工作就做得非常到位，该厂产品开发能力在国内也可谓有一定的知名度。该 厂通过自己的技术员开发或与仪化研究院等单位联合开发出大有光、阳离子、 复合、细旦多孔等七大系列 70 多个规格品种的长丝投入市场。该厂坚持向 " 特、新、专 "方向发展，不断提高产品的技术含量和附加值，使效益下滑的处境 有了明显的改观。仅 2001 年，该厂的产品差别化率便从建厂初期的 20%左右提 高到 78%，开发新品种 17 个，产生效益的品种有 7个，形成技术储备的品种有 10 个，开发的中空长丝、麻灰丝、异型丝、汽车专用丝、武警专供丝、 50D 有 光FDY等品种，2002年与20

14、03年以来，又先后开发出了吸湿排汗纤维以及全 消光等产品，并填补了许多国内空白，该厂也为未来几年开发市场奠定了坚实 的基础。3.1.3xxxx 化纤有限公司杭州东南化纤有限公司开发出具有高附加值的差别化纤维产品三色乐丽 丝，以该纤维为原料织造的纺织面料，具有异染色性、异收缩性，现已广泛应 用于服装面料生产，并为追求奇异、个性化的高档服装面料市场开拓了广阔的 前景。三色乐丽丝采用纺丝（纺牵） -复合变形的生产工艺路线，在高速纺丝机上 对切片熔融、挤出成型及成型后的初生纤维进行热管拉伸，制取几种具有不同 分子取向、不同结晶结构的纤维。通过混纤、变形、网络等加工技术，生产出 异染色特种纤维系列产品，

15、以该纤维为原料的纺织面料具有异染色性、异收缩 性，经染色后整理，可产生常规合成纤维长丝无法达到的色差效果，并且织物 挺括而手感柔软、富有弹性。该产品的关键技术是二股或三股具有不同分子取 向、不同结晶结构，并经改性的原丝在高速假捻变形加工时，每股丝的超喂速 度需在极短瞬间不断产生既有序又无规律的变化，通过超喂速度的变化，使原 丝被牵伸的倍数也不断的变化，这种不断变化的排列组合，使最终产品在织成 织物经染色、整理加工后，产生特殊的异染色效果。此外，要达到这样的效果，除需要提供特殊规格的原丝，还需对现有的生 产设备进行一系列的技术改造，喂丝罗拉的速度必须通过电脑进行控制，而变 化的排列组合直接影响到

16、产品的异染色效果。3.1.4 韩国四川汇维仕株式会社无纺用差别化涤纶短纤韩国汇维仕株式会社是韩国SK化学和三养社化纤部门合并组建的新公司， 公司成立近 4 年来，产品主要以欧洲市场和亚洲市场为主，这几年随着亚洲无 纺布市场的快速发展，汇维仕的发展方向是紧跟亚洲市场的发展步伐，其中， 中国市场发展最快，我们已经确定将中国作为汇维仕最大的战略合作伙伴。为 了实现这个目标，韩国四川汇维仕化纤有限公司根据对全球无纺布市场的调 研，认为新型纤维的开发将是无纺布领域发展的动力，为此该公司一直致力于 这个领域的开拓。目前该公司已经开发出的适用于无纺布的新纤维主要有以下 几种产品。 低熔点涤纶纤维低熔点涤纶纤

17、维它可以在比一般聚酯更低的温度下熔融，并和其他纤维粘 合。同时，还可以和其他原料混合使用，也可以 100%回收利用。这种纤维特别 适用于汽车内饰件，还有垫子、被子、衬垫、土工布、过滤布、卫生和医疗用 品等领域； 亲水性纤维亲水性纤维是通过后加工阶段中喷射亲水性油剂，使纤维具备了亲水性功 能，具有优秀的梳理、湿润和吸湿性能，适用于运动衣、内衣及非织造布等领 域； 分裂纤维分裂纤维是通过复合纺丝工艺生产，既可以减量溶出，又可以在机械力的 作用下分裂出对环境亲和的人工皮革用超细纤维。主要用途在擦布和人造皮革 领域； 高收缩纤维高收缩纤维是通过热水、蒸汽或热风处理可以产生比普通涤纶更高收缩率 的特殊品

18、种，与其他纤维混纺后，可以生产出高密度、更柔软的针刺或水刺合 成革基布； 伸缩性纤维伸缩性纤维是通过特殊的复合纺丝和延伸工艺技术制造的纤维，从而赋予 无纺布具有伸缩性的新型纤维。可用于创口贴等医疗材料和高密度伸缩型无纺 布； 阻燃性纤维阻燃性纤维是在聚合工序中加入具有阻燃性的添加剂共聚，在赋予聚酯永 久的阻燃性的同时，纤维还能保持一般聚酯的易护理性，我们期待这些新纤维 在中国无纺布领域有更大的应用空间。3.1.5xxxx 宏源化纤公司由葛明桥教授牵头、无锡宏源化纤实验厂合作承担的无锡市重点工业攻关 科研项目 “稀土铝酸盐夜光丝研制与应用 ”，经过一年多攻关，投入经费 350 万 元，终于研制成

19、功夜光丝并投入工业化生产。项目顺利通过了江苏省科技厅组 织的科技成果鉴定和江苏省经贸委新产品鉴定。这一成果国内外目前还未见报 道，是我国具有自主知识产权的新技术，填补了国内空白，并已申请发明专 利。夜光性蓄光型聚酯长丝属于一种新型高科技功能性纤维，是以聚对苯二甲 酸乙二酯为基材，采用稀土铝酸盐发光材料和纳米级助剂，经过特种纺丝工艺 制成具有夜光性的蓄光型聚酯长丝。它只要吸收任何可见光 10 分钟，便能将光 能蓄贮于纤维之中，在黑暗中持续发光 10 小时以上，并且可无限次地循环使 用，从根本上克服了传统夜光织物涂层不透气、易脱落的缺点。夜光性蓄光型聚酯长丝经国家权威机构检测，该产品无毒、无害、无

20、放射 性，符合纺织、环保等相关使用要求，可广泛应用于航空航海、夜间作业、消 防应急、建筑装潢、交通运输、日常生活及娱乐服装等领域。夜光丝投放市场以来前景十分看好。据悉，江南大学科研人员还将在现有基础上继续研制开发 多种色彩的夜光丝。3.2xx3.2.1xx 纺公司3.2.2xx 公司日本东丽公司的差别化 Macspec 纤维是利用整理加工方法赋予纤维抗菌功 能。由于抗菌剂进入纤维内部，即使在剧烈洗涤后也不会逸出纤维表面。抗菌 剂用来自自然的甲壳质，对人体和环境无副作用。主要用于床上用品、各种制 服、看护衣料等。3.2.3 可乐 xx 公司日本可乐丽公司差别化 Saniter 纤维系列是在熔融纺

21、丝阶段加入制菌剂的聚 酯纤维，有短纤维类 San iter30以及长丝类Sa niter21。Sa niter纤维中加入的制菌 剂是具有特殊制菌性能的陶瓷。这种陶瓷还广泛应用于塑料餐具、冰箱内部 等，是具有高度安全性能的物质。可长时间保持制菌效果不会因为日晒、热 度和温度的影响降低其功效。经确认，可制菌的细菌种类有枯草杆菌、肺炎杆 菌、大肠菌、沙门氏菌、肠炎弧茵、 MRSA主要用于一般家庭用的被褥棉絮、 床单、窗帘等，今后可乐丽公司还计划开拓医院用品领域。3.2.4 钟纺合纤公司日本钟纺合纤公司的差别化 Biosafe纤维是在聚丙烯腈纤维内加入抗菌除臭 剂，从而在纤维内部形成许多孔。该纤维制成

22、的纺织品通过增大接触水分、恶 臭、杂菌的表面积，从而具有卓越的吸水性和制菌、除臭效果。除制菌外， Biosafe还具有卓越的消除汗和体臭功能，纤维内部形成许多的孔发挥了毛细血 管的作用，使其具有天然纤维般的吸水功效。Biosafe由于在织造阶段加入了抗菌剂，因此反复洗涤后仍能保持良好的制 菌、吸水效果。而且经过混纺、交织、交编、染色、热加工等后加工工艺后，其杀菌效果也不会下降。目前，钟纺合纤主要以棉 80%、Biosafe20%的混纺面 料开发产品，面向浴巾及内衣市场展开销售，今后还将考虑拓展医疗、看护用 品市场。3.3xx3.3.1 美国杜邦公司Somalor纤维是使用美国杜邦公司最新的 S

23、orona聚合物PTT制造的高性能 纤维，Somalor纤维的具体生产工艺不同于 PET如纺丝温度比涤纶低30C左 右，要求熔体在螺杆与喷丝板间的停留时间要短，一般要求在 15min以内，否 则容易产生热降解，影响纺丝状态和产品质量。 Somalor纤维具有许多优点：如柔软性、拉伸回复性（比尼龙高 2-3倍）、无载体沸点下的易染性、热 定型能力等等。该纤维在服装方面，更具有多种优点，对消费者有强大吸引力-手感柔软，拉伸回复性高，回弹性好，色泽鲜艳，抗紫外线，抗氯，抗污，易维护，使其 织物集这些优点于一身。Somalor纤维织物能制作柔软的女式睡衣、内衣、女式 紧身衣，也应用于便装、工作装、泳衣

24、、运动装、外套针织套衫、袜类等， Somalor纤维也是汽车、室内装饰和家居织物的理想选择，其市场前景无限。3.3.2 美国粮食公会和卡吉尔 .道聚合物公司近几年来，美国粮食公会和卡吉尔道（Cargill- Dar聚合物公司与日本钟纺纤 维公司就共同推出了这种新型的环保型纤维。它是由玉米淀粉发酵制得的乳酸 经过聚合，熔融纺丝生产成聚乳酸纤维，又称 PLA纤维（LACTRON或称玉米纤 维， 2001 年美国已具有 14万吨年生产能力。该纤维能生化分解，其燃烧热较低 而且燃烧后不会生成氮的氧化物等气体，使用后的废弃物埋在土中或水中，可 被微生物分解成碳酸气和水，在光合作用下，又会生成起始原料淀粉

25、，是一种 极具发展潜力的生态纤维。该纤维能与棉、羊毛混纺生产具有丝感外观的 T 恤、茄克衫、长袜、晚礼 服等。具有优良的形态稳定性，如与棉混纺，几乎与涤棉具有同等的性能，处 理方便；光泽较涤纶更优良，且有蓬松的手感；与涤纶同样富有疏水性，对皮肤不发粘；如与棉混纺做内衣，有助于水份的转移，不仅接触皮肤时有干燥 感，且可赋于优良的形态稳定性和抗皱性。经测试，聚乳酸纤维编织布对人体 皮肤无任何刺激性。3.4 Sinco 公司Sinco公司开发一种具有较高弹性模量的聚酯长丝，它是由芳烃酸、脂肪醇及带有聚酯功能团的芳香羧酸二酐为主要原料制成，其弹性模量达到30Gpa，断裂应力超过400M paAkzoN

26、obel NV公司开发了一种有较高抗起球性能的聚酯 纤维。它是将聚亚烯醇嵌段共聚物作为分离相，均匀地加入到聚酯混合物中。聚 合物中含有聚乙烯对苯二甲酸盐，聚合物是在共聚后加入的，它所占的重量比 是1%7%,然后采用普通纺丝法就可制得有较高抗起球性能的聚酯纤维。3.5Allied Sig nal 公司Allied Sig nal公司开发了聚酯轮胎帘子线，该纱线不但强度高，且尺寸稳 定性好。它是将聚乙烯对苯二甲酸盐经熔融、纺丝,形成初生丝,并将初生丝通过 一个缓慢冷却区和快速冷却区,使其冷却和固化,再经牵伸,使纤维获得较高 的取向度和结晶度,最后经热牵伸制得成品纱。3.6 Rupo nt 公司Ru

27、p ont公司研制出生产聚三甲基对苯二甲酸盐连续长丝的生产工艺，其工 艺过程为将聚合物从喷丝板中熔融挤出,经吹风冷却、浸油、对长丝进行牵 伸,然后将长丝通过带热流体的喷嘴,在热气流的作用下,长丝发生变形,使 纤维呈三维立体卷曲状。4 差别化纤维的发展方向以及策略4.1 差别化纤维的发展方向根据资料显示：国外已研究成功用聚偏氯乙烯或聚丙烯脂等嵌入蛋白质基质，从而既保留 了蛋白质再生纤维的手感和保暖性，又改进了蛋白质纤维湿强度过低的缺点且 引入了阻燃性，成为一种既舒适又安全的新纤维。功能性运动服也是国外研究的一个热门领域，它是将舒适、运动自如、透 气透湿、保暖吸汗等多种功能结合在一起的服装，为此必须使用多种功能性材 料，如利用高弹性纤维以满足舒适和运动自如的需求，利用丙纶的输湿导汗的 性能，利用超细纤维的良好透气透湿和改性涤纶 （或锦纶 ）的保暖性和吸汗性能， 而且通常是做成双层或三层针织产品，通过合理的组合和搭配，以满足多种功 能的要求。4.2 差别化纤维发展策略国内化纤生产企业的技术开发人员必须要对基础技术进行复合，做到 产、学、研的结合，从而促进技术开发与工程化。另外，还应