异形纤维的开发与纺丝生产技术

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1、异形纤维的开发与纺丝生产技术作者：顾超英　　　一、概述　　随着人们对纺织产品要求的变化，仿天然纤维截面的化学纤维也就出现了，而且其截面形态更是多种多样，诸如不规则的锯齿形、扁平的马蹄形、犬骨形、豆形等等。其实，最早生产的化学纤维其截面形状主要是以圆形为主。随着异形技术的推广和应用，化学纤维截面形态几乎已到随心所欲的地步，如三角形、三叶形、十字形、T形、H形等等。这些纤维的截面异于圆形的化学纤维就是异形纤维，它是指纤维截面形态不是实心的圆形，生产中可采用非圆形孔眼喷丝板纺丝制造，其目的是改善化学纤维的手感、光泽、吸湿性、蓬松性

2、等等特性。由于截面形状的变化，使纤维间的摩擦力发生了变化，同时对人体皮肤的接触面积也产生差异。对于不同的截面形状，在触摸时会给人以或干爽，或粗犷，或细腻，或滑柔的感觉。　　异形纤维最初由美国杜邦公司于50年代初推出三角形截面，继而，德国又研制出五角形截面。60年代初，美国又研制出保暖性好的中空纤维。日本从60年代开始研制异形纤维。随之，英国、意大利和前苏联等国家也相继研制该类产品。由于异形纤维的制造以及纺织加工技术比较简单，且投资少，见效快，因此发展也比较快。我国异形纤维的研制是在70年代中期。在喷丝板制造方面改进了加工技术

3、，提高了板的可纺性。在纺丝方面，已有了成熟、完整的工艺。在纺织产品方面主要是以仿各种天然纤维为主。二、异形纤维的特点与性能　　1、异形纤维的特点　　⑴相同线密度的同类纤维，异形纤维截面直径大于圆形纤维（见表1）。　　⑵相同线密度的同类纤维，异形纤维的刚度也大于圆形纤维（见表1）。表1异形纤维直径与刚度截面形态线密度/dtex刚度/Kpa纤维直径/μm圆形3.31.711.763.9217.012.5圆中空3.31.721.566.2718.313.5三叶形3.31.733.3211.7620.916.1三角形3.31.721

4、.567.1519.0414.4　　⑶异形纤维有较大的表面系数，而表面系数=纤维截面周边长/纤维旦数（1旦=1.1dtex）。表面系数大，纤维间空隙率大，因而纱线织物的蓬松度高。　　纤维异形化后，其表面积及实际占有空间将大大增加。这就给它的性能带来了一系列的变化。衡量异形化程度的指标，可用异形度及中空度表示。异形度=（1－异形截面内接圆半径/异形截面外接圆半径）×100　　中空度=（纤维空腔面积/纤维截面积）×100外形为正方形的纤维其异形度为16，等边三角形为20.8。如需要纤维间呈毛细管效应，以具有吸湿导湿性，则异形度必

5、须大于60，中空度越大，保温效果越好，但强度相对降低。异形度越大，喷丝板加工难度也越大，纺丝及后加工也较困难，最终产品成本也将加大。　　2、异形纤维的性能　　异形截面纤维具有特殊的光泽、膨松性、耐污性，并具有抗起球性，能改善纤维的回弹性和覆盖性能。　　2.1抗折皱及抗抽丝性　　异形纤维的弹性模量比圆形截面要高，因此抗变形能力较强，抗折皱效果好。就像同等长度、重量的工字钢要比圆钢抗弯性好。　　2.2抗静电及吸湿性　　纤维异形化后，其表面积和空隙增加，织物的回潮率增加，且截面越复杂，回潮率越高。如六叶形尼龙长丝回潮率可达5.2%

6、，而圆形截面织物只有4.8%。由于异形纤维吸湿性增加，因而抗静电效果有所改善。　　2.3抗起球性　　由于一些合成纤维原料易起毛起球，其织物在使用过程中，一些纤维形成卷缠的小球附着在织物表面，降低了织物的使用价值。而异形纤维因抱合力大，小毛丝不易滑露出来，因此起球现象大大减少。抗起球性能与截面的异形度有关，异形度越大，抗起球性越好。如同样的扁平合成纤维，在相同的线密度情况下，扁平度越大的抗起球性能也越好。　　2.4染色性能　　由于异形纤维的表面积增大，染色速率可获提高。但是，它也使对光线的反射增大，因此从视觉效应来说，在相同染

7、料吸着量的情况下，得色显得稍浅。所以要从外观上得到同样深度的染色物，在染异形纤维时必须比圆形截面纤维多用染料10%-20%。然而得色的鲜艳度以异形纤维的较高。　　2.5光泽效应　　纤维光泽与纤维截面形态有较大的关系，当一束平行光照射于不同截面形态的纤维表面时，会发生不同的光泽效应。例如，三角形截面，光照射在其上时，可在纤维内部的棱边上透射出去，这样在产生全反射的棱边处光泽就弱，而其他棱边外的光泽就强。当入射角改变时，产生全反射的棱边也会改变，从而产生"闪光"效应。另外，由于三角形的棱镜作用，使光线射出来时产生色散效应，给人以

8、特殊感觉。因此异形纤维改变了圆形纤维的"极光"。特别是中空型的异形纤维，由于它的反射层相应减薄，同时又存在内反射。表层反射和内反射的综合，可加强反射光的强度，所以中空型的三角形纤维，它的光泽效应更好。再如，在普通腈纶纤维、异形腈纶纤维和真丝织物的对比光泽度实验中，蚕丝的对比光泽度最大，异形