牛仔布用化纤原料课件

牛仔布用新材料简介现代牛仔面料根据服用场合的不同，已经变迁为能够满足多领域应用的百变型面料。随着牛仔面料风格差异化要求，原料也要满足这些面料的基本风格。技术要求主要表现如下：多样化要求牛仔布用纱线由传统的单一耐用型转变为耐用型、光洁型、柔软型、爽感型、竹节型、舒适型、功能型等多元化特征，多样化的纱线也满足了人们对不同穿着场合的需求。个性化要求在满足舒适性要求的同时，个性化要求不断体现在面料上，设计开发视觉异化纱线、可控竹节纱线、异回弹纱线等。上述的特种纱线，最终要与织造技术、印染技术、车缝技术等进行有机结合，进而体现在面料乃至服装上，以满足不同群体的服用需求。纤维原料在牛仔布用纱中的应用情况牛仔面料虽然具有多样化发展的要求和趋势，但是原料角度看，主要还是依赖纤维素纤维或再生纤维素纤维，同时因风格的差异化需求，合成纤维也在不断参与其中。纤维素纤维棉、粘胶纤维、木代尔、天丝等纤维素纤维是当前牛仔面料的当家原料，占牛仔面料原料用量的80%以上，目前原料家族还添入一定量的亚麻、大麻、苎麻、黄麻等爽感型纤维素纤维，为牛仔布用纱提供了多元化发展的空间。差别化纤维差别化合成纤维已经进入牛仔纤维领域，除了采用少量的涤纶来增强纱线强力外，目前更多采用吸湿排汗纤维、远红外纤维、高收缩纤维、中空纤维、多角/多叶型纤维、超柔软扁平纤维、抗静电纤维、复合纤维等。新型再生纤维素纤维Lyocell纤维的生产者、品种及商标生产者地点（国别）商标类型/用途AcordisMobile（美国）/GrimsbyMobile/Grimsby（英国）TencelAcordisLyocell纺织用短纤维工业用短纤维LazingAgHeiligenkreuz（奥地利）LenzingLyocell短纤维AkozoNobelObernburg（德国）Newcell长丝TITKRudolstadt（德国）Alceru短纤维/长丝俄国研究所Mytishi（俄国）Ocel试验产品东华大学上海（中国）研究中Tencell纤维的生产工艺将纤维素浆粕溶解在NMMO（一种N-甲基吗琳N-氧化物的有机溶剂）中。将搅拌均匀的混合物放入密闭的容器，在90~140℃的油浴中加热30min左右，最后形成浓度为20%~50%的纺丝原液。混合过滤木浆NMMNO混合溶解纺丝水洗纯化蒸发干躁卷曲Lyocell纤维Lyocell纤维与其它纤维的物理机械性能比较Lyocell纤维普通粘胶纤维高湿模量粘胶纤维美国中级棉涤纶干强（N/tex)0.53~0.550.27~0.280.45~0.480.27~0.230.53~0.67干伸（%）14~1620~2513~157~944~45湿强（N/tex)0.47~0.510.12~0.190.26~0.280.34~0.40.53~0.67湿伸（%）16~1825~3013~1512~1444~45吸水性：Lyocell纤维具有比棉还高的膨润性。当暴露在水中时，Lyocell纤维的横截面积增加50，为棉的2倍多。以重量百分比来计算，Lyocell纤维有更好的防止水的渗透并可改善通常的防护性能。麻赛尔绿色环保纤维麻赛尔纤维是对天然黄、红麻纤维进行处理而制得的一种新型再生纤维素纤维。该纤维采用特殊工艺生产，除保持天然麻纤维原有的抑菌防霉、吸湿快干等特性外，其纤度和长度还可根据需求进行调节。麻赛尔纤维的性能特点麻赛尔纤维属于新型的再生纤维素纤维，具备黏胶纤维的各项优良性能，同时保留了麻纤维原有的天然抑菌、抗菌、防霉特性，并具有一定的空腔结构，使纤维织物拥有更好的吸湿排湿及保暖性能。除此以外麻赛尔纤维还具有初始模量高，耐磨性好等特点，可用于衬衣、牛仔等面料的开发。再生蛋白纤维再生蛋白纤维的研究历史较早，大约在19世纪末和20世纪初国外就开始了研究。1894年，在明胶液中加入甲醛进行纺丝，制得明胶纤维。1935年和936年，意大利SNIA公司和英国Courtaulds公司分别开发了酪素纤维。1938年，英国ICI公司制备了花生蛋白纤维，商品名为Ardil。1938年，日本油脂公司开发了以大豆为原料的纤维。1939年，CornProductRefining公司制得玉米蛋白纤维。1945年左右，美国杜邦、日本研究了大豆蛋白纤维，商品名分别为Soylon和Sikool。1948年，美国VarginiaCarolChemical公司开发了玉米蛋白纤维——Vicara。1969年，日本东洋纺公司研制和试生产了牛奶蛋白纤维，命名为Chinon（希农）牛奶蛋白纤维由日本东洋纺公司开发，商品名为“Chinon”。所谓牛奶蛋白纤维,就是将液态牛奶去水、脱脂,利用接枝共聚技术将蛋白质分子与丙稀腈分子制成牛奶浆液,再经湿纺新工艺及高科技手段处理而成,使其内部形成一种含有牛奶蛋白质氨基酸大分子的线型高分子结构。珍珠纤维珍珠纤维具有养颜护肤、延缓衰老的功能。珍珠中的多种氨基酸和微量元素等有效成分通过纺丝进入纤维内部,人体穿着珍珠纤维制成的内衣,纤维上的珍珠微粒与肌肤亲密接触,汗液中的乳酸会溶出纤维中部分珍珠营养成分,并被皮肤吸收,促进人体肌肤超氧化物歧化酶(SOD)的活性,抑制黑色素的合成,保持皮肤白皙细腻。此外,由于SOD具有清除自由基的作用,可防止皮肤衰老起皱。珍珠纤维的纺制就目前的工艺技术来说,珍珠纤维的纺制主要采用两种路线：湿法纺丝路线:采用高科技手段将纳米级珍珠粉在粘胶纤维纺丝时加入纺丝浆液中,使纤维体内和外表均匀分布着纳米珍珠微粒。熔融纺丝路线:先将珍珠粉体、偶联剂、分散剂、载体树脂高速搅拌,捏合均匀,经双螺杆挤出造粒制得珍珠功能母粒。然后将功能母粒干燥后与纤维级切片混合均匀,通过严格控制纺丝温度等工艺参数,熔融挤压纺丝,再经拉伸、定型即得珍珠功能纤维。差别化纤维差别化纤维是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性能上获得一定程度的改善。至20世纪末，全世界化学纤维差别化率已达30%，发达国家化学纤维产量已超过50%，我国不到20%，但沿海地区有的化纤企业差别化纤维产量已占1/3。分类结合纤维改性方法上的某些特征，可以分为：1、异形纤维2、超细纤维：单纤维细度小于0.44dtex的纤维；细度大于0.44dtex小于1.1dtex的纤维称为细特纤维。超细纤维组成的长丝称为超复丝，细特纤维组成的长丝称为高复丝。3、易染纤维：又称差别化可染纤维（DDF)。所谓“易染色”是指它可用不同类型的染料染色，且染色条件温和，色谱齐全，色泽均匀及坚牢度好。4、阻燃纤维：能满足某些领域所规定的燃烧试验标准。5、高吸湿性纤维6、抗起球性纤维7、抗静电纤维8、自卷曲纤维：又称为三维立体卷曲纤维。这种卷曲具有三维立体、持久稳定、弹性好等特点，使这种纤维织物蓬松性、覆盖性能更好。9、高收缩纤维：对纤维热处理后收缩率约15%~40%的纤维称为收缩性纤维。其中收缩率约20%的为收缩纤维，收缩率高于35%~40%的为高收缩纤维。10、有色纤维纤维改性的方法纤维改性是既要保持纤维品种原来的基本性能，同时又对某一方面的性能有所改善。主要有三条途径：（一）物理改性采用改变纤维高分子材料的物理结构的方法。1、改变聚合与纺丝条件2、改变截面3、表面物理改性4、复合5、混合：利用聚合物的可混溶性和溶解性，将两种或几种聚合物混合后喷纺成丝。化学改性指通过改变纤维的高分子的化学结构的方法。1、共聚：采用两种或两种以上的单体在一定条件下进行聚合的方法。由于新单体的加入，因而改变了原高聚物的性质。例如，丙烯腈与氯乙烯或偏氯乙烯共聚可以提高聚丙烯腈纤维的阻燃性能。2、接枝：通过一种化学或物理的方法，使纤维的大分子链上能接上所需要的基团。3、交联：指控制一定条件使纤维大分子链间用化学链联接起来，从而形成一个分子量无限大的三维网状结构。异形纤维天然纤维一般都具有非规则的截面形状，这一特征是形成天然纤维及其产品特定风格性能的重要原因。简单地改变合成纤维的截面形状，就可以获得用化学方法所不能获得的一些特性。1954年，世界上首次发表了关于异形纤维制造的研究报告。1959~1960年间，三角形、三叶形锦纶闪光丝在美国杜邦公司正式投入生产。1960年，相继开发了四叶形、五叶形纤维。1965年杜邦公司发明了锦纶-66中空纤维。到70年代初期，美国聚酯异形丝产量已占聚酯纤维产量的15%左右。异形纤维的性质光泽和耐污性异形截面纤维的最大特征是其独特的光学效果。圆形纤维表面对光的反射强度与入射光的方向无关，而异形纤维表面对光的反射强度随着入射光的方向而变化。不同截面的异形纤维的光学性质有所不同。从光反射性质上看，三角形、三叶形、四叶形截面纤维反射光强度较强，通常具有钻石般的光泽。而多叶形截面纤维的光泽较柔和，闪光小。织物（塔夫绸）的对比光泽度表中织物对比光泽度是指最大反射光强度Imax和最小反射光强度Imin之比。织物的对比光泽度愈大，其光泽感愈强。比较织物的对比光泽度，异形聚酯丝更接近于蚕丝，说明异形纤维比圆形纤维仿真丝效果更好。由于异形纤维的反射光增强，纤维及其织物的透光度减小，因而织物上的污垢不易显露出来，这样就提高了织物的耐污性。织物试样75°~45°ImaxImin对比光泽度圆形聚酯丝（5.5tex/24F)57.542.51.35三角形聚酯丝（5.5tex/24F)77.545.01.72蚕丝（1.21dtex/1F)75.026.22.86圆形聚酰胺丝（7.7tex/24F)57.538.81.482、蓬松和透气性一般情况下，异形纤维的覆盖性、蓬松性要比普通合成纤维好，做成的织物手感更厚实、蓬松、丰满、质轻，透气性也好。异形纤维截面越复杂，纤维及织物的蓬松性和透气性越好。指标聚酰胺纤维织物圆形三角形菱形三叶形豆形透气性（mL/s·cm²)3641434751纤维试样规格（dtex×mm)蓬松性/%保温性/%圆形涤纶2.75×5176.6470.13圆中空涤纶2.75×5167.7481.643、抗弯曲性和手感在截面相同的情况下，异形截面纤维比同种圆形纤维难弯曲，从而引起风格手感的改变，使异形纤维织物比同规格的圆形纤维织物更硬挺。而这些异形纤维之间，其织物的抗弯性能有这样的规律：三叶形>三角形、豆形>菱形>圆形对中空纤维来讲，其硬挺度和手感受到纤维中空度的影响。一定范围内，中空纤维的硬挺度随着中空度增加而增大。中空度过大时，纤维壁会变薄，纤维也会变得易挤压，硬挺度反而降低。5、抗静电及吸湿性纤维异形化后，表面积和空隙增加，织物的回潮率增加，且截面越复杂回潮率越高。如六叶形锦纶长丝回潮率可达5.2%，而圆形截面织物只有4.8%。6、抗折皱及抗抽丝性异形纤维弹性模量比圆形纤维高，因此抗变形能力较强，抗折皱效果好。7、染色性异形纤维由于表面积大，因而上色速度快。但由于纤维表面对光的反射率增大，颜色相对显得较浅，若要获得与圆形纤维同样深度的颜色，染料要多消耗10%~20%。异形纤维的应用——吸湿快干纤维制作方法通过对聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纤进行改性，以实现纤维吸湿性能与导湿性能的有机结合。这些方法大致包括物理改性和学改性以及二者的结合。物理改性法异形截面法具有吸湿快干功能的纤维，一般都要有高的比表面积，其纤维的截面必须具有沟槽，利用这些沟槽，织造时纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。2．多孔中空截面法多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，具有优良的导湿排汗功能。其生产工艺是，与特殊的微孔形成剂共混，然后再将其溶出。3．双组分复合共纺法借助共轭熔融纺丝技术，将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出，经过各自的熔体管道，并经过量泵定量输入纺丝组件，在组件内适当部位2组分以一定方式复合，从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型，最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构，单丝纤度小于0.3dtex的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex的海岛型复合超细纤维。4．纤维细旦化法细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，能起到传递水分子的作用，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。化学改性法1．亲水性化合物制备共熔结晶型聚合物应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。2．应用第3单体合成具有亲水性的共聚物共混纺丝如以间苯二甲酸5磺酸钠作为第3单体合成共聚酯，然后再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。由于共聚酯容易为碱液所水解，在纤维内部形成许多与中空部连通的微孔，从而使之具有良好的吸水透湿性。3．丝胶朊聚酯用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能，并对皮肤无任何不良作用。研发现状为提高服用的舒适性，美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能。国外研究发展情况美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干；Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线，采用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。日本的主要产品有：东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料，它通过Y形截面来散湿；尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。国内研究发展情况国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能；中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维，Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗；广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维，通过异形截面吸湿导汗；香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。表征方法毛细管效应或垂直芯吸法毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力及扩散能力。测试方法参照ZBW04019-90纺织品毛细效应试验方法进行，在YG(B)871型毛细管效应仪上测定，记录30min后水在织物条上的爬升高度。透湿率这是衡量织物两面存在水蒸汽压力差时织物透通水汽的性能。测试方法是在透湿杯内装蒸馏水，杯口覆盖试样，整体置入干燥器内，干燥器处于规定的温度条件下((38士0.5)℃)。试样两侧保持恒定水蒸汽压差时，在适当时间间隔下称取透湿杯的质量。当质量下降与时间间隔成正比时，从质量下降量测定透湿率，即MVT=(A2-A1)/S·t，其中A1为试验1h后称得的加盖透湿杯质量(g)；A2为继续试验2h后称得的加盖透湿杯质量(g)；S为试样的透湿面积(m2)；t为两次称重间隔时间(h)。带液率这是衡量织物吸水能力的方法，测试时被测织物试样在60℃烘箱中烘10h后称取质量(W0)，然后将织物试样在蒸馏水中浸3h，取出后脱水2min再称重(W1)，则带液率(I)为：I=(W1一W0)/W0×100%干燥速率将测定过带液率的织物试样在37℃的烘箱内烘5min，再称量(W2)，则干燥速率(V干燥)为：V干燥=(W1一W2)/(W1一W0)×100%新型保暖纤维对于人们穿用的服装来说,它所使用的纤维的保暖性能体现主要是通过两种途径:⑴消极保暖:也就是说通过纤维的作用,尽量的保持住了原有的热量,使其不至于大量散失。⑵积极保暖:纤维材料本身就能够通过某种方法来获得热量,从而达到了保暖的效果。消极保暖纤维采用消极保暖的纤维主要的保暖途径是:⑴降低热传导:通过一些异形、中空纤维本身在结构上的特点,增加了在纤维中或织物中静止空气这个良好的保温材料,使得服装具有了良好的保暖性能。⑵减少热对流:通过超细纤维制成高密度的织物,可以具有良好的防风作用,使热对流尽量减少。⑶提高对热辐射的反射和阻挡能力:主要是在纤维中添加陶瓷微粉,制成对红外线具有良好阻挡能力的远红外纤维。积极保暖纤维能够积极保暖的纤维现有的主要保暖途径是:(1)电能一热能:发热金属丝、电热织物和电热膜。(2)化学能-热能:利用铁粉在空气中氧化放热。(3)太阳能-热能:利用ZrC陶瓷的自身特性。(4)相变纤维:利用物质的相变热。国内外保暖纤维的情况美国3.1.1新雪丽纤维美国3M公司采用先进技术制造出超细保温纤维“新雪丽”。新雪丽”保温材料的功效源于它的超细纤维,其直径是一般纤维的十分之一,使得纤维间留存的空气更多;在同样大小的空间内,可以充塞更多的纤维,因此能更多更有效的反射人体热辐射。同时,“新雪丽”保温材料的吸水量只是其自重的1%,即使在潮湿的环境中它依然能够保暖。Thermolite保暖纤维产品Thermolite保暖纤维产品是由杜邦公司推出的,它是一种极具保暖功能的材质。Thermolite系列纤维是杜邦科学家从北极熊毛的研究中获得灵感而研制的涤纶中空纤维。该纤维细度与棉相近,具有和北极熊毛一样的中空结构,其织物可在不增加厚度的前提下,具有更好的保暖效果。中空结构使纤维的表面积增大,因而同时具有优异的导湿功能,适用生产保暖内衣、衬衫、袜子和防寒服。日本保暖发热纤维尤尼吉可纤维公司的“Thermotron”是在纱线的芯部加入碳化锆微粒,将太阳光(可视光线)转换为热能的同时,反射身体发出的远红外线进行保暖。富士纺公司的“INSERARED”是加入放射远红外线陶瓷成分的聚酯纤维与棉的混纺素材。不仅适用于内衣,还可用于床上用品等。国内远红外纤维远红外纤维一般是指比原来纤维远红外发射率大10%以上。在常温下,远红外发射率达到65%以上的纺织品,称为远红外纺织品。远红外纤维一般采用陶瓷粉与涤纶、丙纶等原料为载体,通过熔融纺或湿法纺制成远红外纤维。保暖性能测试纺织品保温性能的指标,主要有热阻、传热系数、克罗值和保温率等:热阻R:当温度差为1℃时,热能以1W/m的速率通过,即表示为一个热阻单位。它在数值上与传热系数呈倒数关系。传热系数U:当纺织品表面温差为1℃时,通过单位面积的热流量叫做传热系数,单位为W/m2·℃。保温率Qi:无试样时的散热量和有试样时的散热量之差,与无试样的散热量之比的百分率。克罗值CLO:在室温21℃、相对湿度50%以下、气流为10cm/s(无风)的条件下,试穿者静不动,其基础代谢为58·15W/m2,感觉舒适并维持其体表平均温度为33℃时,此时所穿衣服的保值为1克罗值。热阻热阻公式为:R=ΔT×A/P式中:R———热阻,℃·m2/W;ΔT———试验样品的两面温差,℃;A———试验板面积,m2;P———试样热损失量,W。保温率保温率是指用保温测试仪测定热体在未包覆织物前的耗电功率与包覆试样后的耗电功率之差,除以未包覆织物前的耗电功率所求的百分率。保温率作为织物保暖性的主要指标之一,比较直观、易懂。保温率与热阻的关系,可以用下列公式来描述:Q=100·(Rt-R0)/Rt=100·R/R