近代国外合成纤维仿真丝绸的研究

近代国外合成纤维仿真丝绸的研究

1仿真丝面料的应用现状中国古代蚕丝制造技术的具体年份尚不能确定，但根据已确定的考古资料，蚕丝及其材料的开发和使用已有5000多年的历史。作为天然纤维的典型代表，真丝面料具备光泽的柔和、柔软的手感，同时透气性和吸湿性优良，但是成本高、色牢度差、老化发黄等一直是真丝面料无法逾越的障碍，这就使得仿真丝面料越来越受到人们关注。因此，以仿生蚕丝性能并结合化纤优势的研究及产业化，自上世纪六十年代后取得了飞速发展。2传统纤维材料纺织品仿真丝近代，国外关于合成纤维仿真丝绸（以下简称“仿真丝”）的研究大概开始于1960年左右，最初是美国杜邦公司以当时世界产量最大的锦纶为基础，将其截面制成三角形的丝，使其在反射、透射等综合作用下具有光泽，进而用来织造西服面料。但锦纶的滑溜感难以消除，其杨氏模量又低于蚕丝，无法凸显蚕丝风格。因此以当时世界第二大产量涤纶为主的仿真丝研究开始兴起。涤纶的杨氏模量大概在10780-19600N/mm在涤纶仿真丝研究方面，近几十年日本一直走在世界前面，因此本文关于仿真丝的国外发展情况梳理，主要以日本为主线，并佐以他国技术发展论述。日本关于仿真丝方面的研究，目前基本可认为大概经历了五个阶段第一阶段，时间是1962-1968年期间，大多数仿真丝产品重点从研究仿制蚕丝的外观开始。蚕丝的横截面（如下图1所示）为三角形，虽然桑蚕丝和柞蚕丝的横截面三角形角度大小及形状有所差别第二阶段，是从1969-1973年，着力于追求蚕丝的风格。由于前期对蚕丝研究工作的突破，日本弄清楚了真丝织物的决定性因素是悬垂性、丰满度、天然无规则性和亮度第三阶段，是从1974-1979年，致力于更深一层次地仿蚕丝的外观和美观性。该阶段以石油危机为契机，通过物理改性开发了高复丝和超复丝等产品第四阶段，是从1980-1995年，致力于接近蚕丝的本质。该时期发展的着力点为之前三个阶段技术积累的综合，通过将纤维超细旦、异形化、混纤化等技术，使涤纶仿真丝不仅能保持织物张力、身骨，更能表现出织物的柔软和细腻，且并具备丝鸣和染深性。纺丝方面，变形丝的加工方法已经有锭子假捻、填塞箱热处理、道口卷曲热处理、压缩空气喷射法、摩擦锭子加捻法、齿轮卷曲法、拉伸假捻法等十种之多；70年代中期生产仿真丝面料的原料在横截面接上得到了很大发展，出现了三角形、T字形、五角形和扁平形等多种形状，；80年代中期，日本的K株式会社，一家专门生产纺丝喷头的企业，，已经将五叶形、水字形、弧环形等24种异形纤维截面喷头问世，在当时产生了很大影响。混纤方面，该时期由于化纤技术的突破，组合类型也开始越来越多，如常规的异纤度、异收缩、异截面相混（三异纤维），发展到和耐碱性相混、亲染性相混、纺丝前加入导电、阻燃等物质等复合丝相混等。70年代的“纺丝后混合”改性为主，该时期也逐渐开始偏向于能自主设计，实现在“纺丝前混合改性”。效果方面，通过对纤维进行改性，调整织物结构，搭配后道碱减量柔软处理等方法，使仿真丝效果更加明显。化纤企业对纤维的的研究不仅仅停留在仿真丝领域，在涤纶仿棉、仿麻、仿毛、仿麂皮等领域也进行了深入研究。。1991-1992年，由东丽公司研发的“SilkjoyChatelaine”，加工方法是将化纤长丝进行多道收缩处理，这样处理后，每根化纤长丝表面上就会留有许多大小密度不同的微孔，通过微孔间的相互摩擦，给人手感干爽的感觉，同时由于微孔的凹凸性，使织物的光泽更接近真丝，同时由于采取多根长丝的相互组合的方式，也使织物自身产生了蓬松性和回弹性。帝人公司通过深入研究后发现，天然蚕丝的每根单丝都有或多或少的差别，且单丝粗细不匀，根据这个原理开发的“Sildoll”涤纶长丝，使每根单丝都不同，产生随机定向结构，因此利用这一特点，在印染后整理加工过程，充分体现长丝本身结构中的随机性能，可以织成平绉、双绉、罗缎等产品。除以上提到的东丽和帝人，90年代中期，即仿真丝第四阶段末期，日本其他六家化纤公司的仿真丝技术特色和产品主要如下表1所示：第五阶段，是从1995-至今，致力于超真丝。该阶段日本化纤发展也进入“新合纤”期3仿真丝在纺织中的应用国内由于时代发展原因，对涤纶仿真丝的研究起步较晚。我国于1979年开始着手研究涤纶仿真丝项目；1984年底，上海可以生产仿真丝产品20余种共207万米，部分产品出口创汇。我国第一个涤纶仿真丝绸碱减量后整理车间由苏州丝绸研究所投资40万元创建而成，年产量高达25万米。后来全国各地都开始关注仿真丝的研究，相继引进大批仿真丝生产设备，有倍捻机、假捻机和双喷头喷水织机等，这些企业大部分集中在江苏、浙江等地，后来很多企业还引进了生产仿真丝的后道配套设备，连续碱减量机，使仿真丝的发展初显成绩。仿真丝的发展离不开上有的原料及后道的染整后整理技术，这一时期由于技术和原料的限制，产品档次还比较低，但是1986年以后，由于天然纤维真丝原料供应紧缺紧缺，纺织行业都在寻找替代品，这时攻克仿真丝的研究又启程了最近十几年，我国对仿真丝的研究取得了较大的进展，纤维差别化率也在逐年提高。纺丝方面，有企业研究出了20D/144f的超细纤维，单丝纤度达0.139D，接近发丝的1/40织造方面，新中天开发的超薄型高捻度仿真丝面料，经丝采用33dtex异形超细旦涤纶丝，2400捻/m,S、Z向；纬丝用33dtex异形超细旦涤纶丝，3600捻/m,Z向；经纬密度为592*344根/10cm印染方面，亚太特幅宽利用锡拔工艺在涤纶仿真丝产品上进行防拔染精细印花，与直接印花产品比具有显著特点，精细度高、层次丰富、有主体感、表现力较强随着纤维超细化及三异等技术的应用，近年来仿真丝产品还暴露出不易染深的问题，对此国内也进行了相关研究。同济大学陈家奎认为解决方法可考虑使用超细纤维专用染料、选择合理助剂、染色工艺并对表面进行处理及改变表面的折射率等在印染工序，除了关键的印染环节，国内也进行了其他方面的相关研究，曹机良的研究集中在低温低碱前处理方面，通过在溶液中加入苯甲醇，起到降低NaOH浓度的作用，可在相对较低的温度下进行碱减量处理仿真丝印染废水方面，嘉兴市环境研究院利用物化-兼氧水解-好氧-絮凝沉淀的方式处理碱减量废水，可有效减少碱性废水，起到削减污染物排放的效果在新合纤仿真丝方面，国内也取得了较多的成果。魏赛男研究开发了利用壳聚糖对细旦涤纶仿真丝织物进行处理，结果表明减量率为15-25%，壳聚糖附着率为2%-4%，织物手感和整体仿真丝效果比较理想，吸湿性、透气性、抗折皱性都有了显著提高4完善化学纤维目前发达国家的常规纤维产量占比正在逐年减少，差别化率的迅速则在提高，差别化纤维的品种越来越多，开发差别化纤维的工艺技术水平也越来越复杂，形成了从聚合改性、纺丝、织造、染整全产业链的综合技术开发，我国“十三五”也提出了要将化学纤维的差别化率达到65%的要求(1）重视产业链联动。实现产品由原材料，到聚合、纺丝、织造、染整等产业链级别共同体研发，而不是某环节有较强发展水平，实现行业发展从原材料到产品的知识产权保护。各公司之间产品应具备差异化能力，而不是同质竞争。(2）应增加对超细旦、三异等国外