各種超細(xì)纖維擦拭布的制備工藝與性能分析

修俊峰 程博聞 張孝南 賈 佳

(1.天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300160;2.中國紡織科學(xué)研究院江南分院，紹興，312071)

隨著社會的進(jìn)步和人們生活水平的日益提高，人們更加注重家庭、工作、個人周邊的環(huán)境衛(wèi)生，于是擦拭布作為清潔工具中的一種受到越來越多的關(guān)注。此外，各行各業(yè)中的設(shè)備尤其是精密儀器需要更好的清潔，所以人們在滿足基本需求的同時開始更加注重商品的功能性應(yīng)用。在這種情況下，超細(xì)纖維這種性能優(yōu)越的差別化纖維研制成功，并被應(yīng)用到擦拭布中。

超細(xì)纖維［1］，又稱微纖(Micro Fiber)，是通過復(fù)合紡絲或直接紡絲方法制取的線密度小于0.8 dtex的纖維，而通常所說的超細(xì)纖維是通過復(fù)合紡絲制造的。目前復(fù)合超細(xì)纖維主要有兩種，一種是海島型超細(xì)纖維，另一種是裂片型超細(xì)纖維［2］。

通常的海島型復(fù)合超細(xì)纖維大多為定島型，它包括海組分和島組分兩部分，在纖維內(nèi)部兩種組分的聚合物在縱向連續(xù)密集、均勻分散。定島型復(fù)合纖維中有許多單獨連續(xù)的島組分，經(jīng)堿減量處理開纖之后每個島得到一根超細(xì)纖維。一根復(fù)合纖維中島的個數(shù)越多，得到的超細(xì)纖維越多，單絲線密度就越小［3］。

裂片型復(fù)合超細(xì)纖維有多種形式，按其成型截面形狀分為橘瓣型、并列型、皮芯型、齒輪形、葵花形等，其中橘瓣型又有 8、16、24 瓣等［4］。橘瓣型超細(xì)纖維是一種由兩種聚合物以三角形或圓弧形相互交錯排列組成截面類似橘子的復(fù)合纖維。橘瓣型超細(xì)纖維由于自身的結(jié)構(gòu)特點而比較容易開纖，當(dāng)受到堿處理或機械外力的作用時會分裂，從而開纖達(dá)到超細(xì)纖維的效果。

超細(xì)纖維具有較復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)，能吸收較多的液體或灰塵，并且纖維很細(xì)，布很柔軟，用作擦拭布時不會對物品表面造成損傷，因而可用作精密儀器的高級擦布。

生產(chǎn)制備超細(xì)纖維擦拭布的工藝多種多樣，性能也各有優(yōu)缺點。目前市場上的擦拭布主要有機織布、針織布和非織造布三類，而非織造布主要包括針刺擦拭布和水刺擦拭布等［5］。

1 織造擦拭布

1.1 機織擦拭布

用于機織工藝上的超細(xì)纖維既有長絲又有短纖，采用不同纖維其制備工藝不同，制備出的產(chǎn)品性能也各不相同。其制備工藝分別如下：

復(fù)合超細(xì)短纖：海島型超細(xì)短纖→紡紗→織造成布→退漿精練→堿減量(開纖)→水洗→浸漬聚氨酯溶液、固化→整理、磨絨→熱定型→成品。

復(fù)合超細(xì)長絲：橘瓣型超細(xì)長絲→織造成布→堿減量(開纖)→水洗→烘干→整理、磨絨→熱定型→成品。

超細(xì)纖維機織擦拭布是近年來開發(fā)的高技術(shù)含量、高附加值的紡織新品。由上述兩種超細(xì)纖維制備的擦拭布都具備手感柔軟、擦拭效果好等特點，通過堿減量開纖之后進(jìn)行磨絨處理可獲得表面吸附能力極強的擦拭布。用短纖制備的超細(xì)擦拭布多為麂皮巾，堿減量處理時需要將表面纖維的海組分全部溶掉再浸漬PU，而長絲擦拭布只要用堿稍作處理，使橘瓣從接縫間裂開完成開纖即可。開纖再經(jīng)磨絨之后，織物表面的纖維被拉斷而獲得易于去污的絨面效果，但是有些超細(xì)短纖擦拭布也因此變得結(jié)構(gòu)松散而易掉絨。由于超細(xì)長絲擦拭布具有不掉絨的特點，因而得到了更廣泛的應(yīng)用，如集成電路、精密儀器制造等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的凈化室中［6］。

雖然超細(xì)纖維機織潔凈布在國內(nèi)研發(fā)時間不長，但已得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品有逐步替代國外同類產(chǎn)品的趨勢。超細(xì)纖維機織潔凈布的開發(fā)生產(chǎn)具有良好的市場前景。

1.2 針織擦拭布

超細(xì)纖維針織擦拭布主要以復(fù)合長絲為原材料，其制備工藝如下：

復(fù)合超細(xì)纖維長絲→針織物→堿減量(開纖)→酸洗、水洗→熱定型→成品→剪裁。

超細(xì)纖維針織擦拭布主要采用滌/錦復(fù)合長絲為原材料由經(jīng)編機織成，再經(jīng)染整加工形成高吸水、高清潔能力及高柔韌性的高檔擦拭毛巾［7］。制得的超細(xì)纖維毛巾不易斷裂、不抽絲、不脫圈和不脫毛，纖維也不易從毛巾表面脫落，特別適合擦拭光亮油漆面、電鍍表面、玻璃、儀表及液晶屏等。在汽車貼膜過程中，用超細(xì)纖維擦拭巾對玻璃做清潔處理可達(dá)到非常理想的貼膜效果［8］。

目前，超細(xì)纖維針織擦拭布以其柔軟的手感、較好的耐用性、較高的除塵性能在無塵室內(nèi)使用較為廣泛。由于成本的降低，該類擦拭布已進(jìn)入很多日常領(lǐng)域，如地板拖布等，顯示了科技進(jìn)步對人們生活的改變。

2 非織造擦拭布

2.1 針刺擦拭布

超細(xì)纖維針刺擦拭布由于其工藝特點，故主要以海島型復(fù)合超細(xì)纖維為原料。海島型復(fù)合纖維經(jīng)梳理鋪網(wǎng)、針刺加固，然后進(jìn)行堿減量處理開纖，使復(fù)合纖維超細(xì)化制得超細(xì)纖維擦拭布。其制備工藝如下：

開松→梳理→鋪網(wǎng)→牽伸→針刺→堿減量(開纖)→水洗→烘干→卷繞→檢驗包裝。

超細(xì)纖維針刺擦拭布具有縱橫向強力高、延伸率均勻、厚實耐用、清潔能力強、耐磨性好、可重復(fù)使用、無掉絨性［9］等一系列優(yōu)異性能，主要用于汽車擦拭布和人造麂皮擦拭布。隨著汽車消費的日益平民化，汽車擦拭布市場份額將日益擴大。

雖然超細(xì)纖維針刺擦拭布的各方面性能優(yōu)越，但昂貴的原材料和復(fù)雜的工藝制約了其市場的擴大和發(fā)展。超細(xì)纖維針刺擦拭布主要采用海島型超細(xì)纖維，由于這種纖維的紡絲難度較大，因而成本較高。此外，在加工超細(xì)纖維擦拭布的過程中，還需要對織物進(jìn)行堿減量開纖處理，在開纖過程中會產(chǎn)生大量的污染，而且堿減量自身和污水處理的成本很高;開纖時，堿將海島纖維中的海組分溶解，使原料纖維的利用率下降20%～30%，相應(yīng)地提高了成本［4］。因此，使用海島型超細(xì)纖維制造擦拭布具有工藝復(fù)雜、流程長、生產(chǎn)成本高、污染環(huán)境等不足。

2.2 水刺擦拭布

超細(xì)纖維水刺擦拭布使用的纖維種類廣泛，主要包括橘瓣型短纖和長絲等［10］。用橘瓣纖維生產(chǎn)非織造布的方法有兩種：一種是橘瓣短纖維經(jīng)梳理成網(wǎng)后用水刺法，另一種是紡黏加水刺法［11］。

2.2.1 短纖擦拭布

橘瓣型超細(xì)短纖水刺擦拭布的制造工藝流程如下：

開松→梳理→鋪網(wǎng)→牽伸→水刺(開纖、加固)→烘干→卷繞→檢驗包裝。

超細(xì)纖維水刺擦拭布主要以橘瓣型復(fù)合短纖維為原材料，纖維中的橘瓣在一定的機械力作用下會改變原來的黏合狀態(tài)而分裂開來，在生產(chǎn)超細(xì)水刺擦拭布時，該機械力即為高壓水針的沖擊力。在水刺工藝中，水針既將經(jīng)梳理成網(wǎng)的纖維網(wǎng)纏結(jié)加固成布，又對橘瓣型復(fù)合纖維進(jìn)行打擊開纖，使橘瓣復(fù)合纖維分裂成超細(xì)單纖并再次纏結(jié)加固，最后得到超細(xì)纖維水刺布。

水刺工藝不像針刺工藝那樣，針刺機的刺針對纖維的沖擊力較大，在將橘瓣復(fù)合纖維開纖時容易損傷超細(xì)纖維，同時水刺法還避免了針刺工藝中倒刺針損傷纖維的問題。因此，水刺法制備超細(xì)纖維擦拭布具有工藝流程短、制成率高、生產(chǎn)成本低、無污染等優(yōu)點。制成的超細(xì)纖維水刺擦拭布具有密度高、手感柔軟、不掉絨、可反復(fù)使用等優(yōu)越性能，經(jīng)染色之后可制成各種高檔會所、精密儀器、珍貴物品的無塵擦拭布，而且不像機織物和針織物那樣需要鎖邊，直接裁剪即可使用。

2.2.2 長絲擦拭布

橘瓣型長絲擦拭布的制備工藝流程如下：

紡黏紡絲→直接鋪網(wǎng)→水刺(開纖、加固)→烘干→卷繞→檢驗包裝。

紡黏水刺超細(xì)纖維擦拭布是一種高級材料，生產(chǎn)過程中，該制備工藝通過紡黏法直接紡制橘瓣型超細(xì)纖維，不必先制成短纖維經(jīng)梳理成網(wǎng)后再來水刺加固。由于紡絲時不用切斷纖維，也不用上油，纖維雜質(zhì)很少;水刺時，纖維網(wǎng)對水針穿過后的水污染很少，且不必使用復(fù)雜的水處理設(shè)備，所以雙組分紡黏水刺擦拭布相對于短纖維水刺擦拭布具有生產(chǎn)流程短、成本低、污染少等優(yōu)點。

雙組分紡黏水刺擦拭布的纖維特別細(xì)，毛細(xì)管多，吸附力強，因此具有卓越的擦拭性能。由于擦拭布纖維是超細(xì)長絲，所以相對于短纖擦拭布強力較高，耐洗、耐用，而且易于染色，懸垂性好，是光學(xué)電子工業(yè)、眼鏡、電視、汽車等理想的擦拭材料。但紡黏水刺擦拭布較硬，故大多需經(jīng)柔軟處理。

目前，國內(nèi)紡黏超細(xì)纖維水刺布的生產(chǎn)剛剛起步，技術(shù)還不夠成熟，尚處于發(fā)展階段。但由于優(yōu)異的制備工藝和性能，雙組分紡黏水刺擦拭布具有很好的市場前景，值得我們大力研發(fā)。

2.3 其他非織造工藝擦拭布

非織造擦拭布制備工藝除了針刺、水刺兩種之外，還有干法造紙、熔噴、紡黏等方法［12］。

干法造紙非織造布又叫無塵紙，它具有獨特的物理性能，表現(xiàn)為高彈力、手感柔軟、垂感極佳，具有極高的吸水性和良好的保水性能，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生護(hù)理用品、特種醫(yī)療用品、工業(yè)擦拭用品等領(lǐng)域。紡黏擦拭布強度高、耐高溫性能好、耐老化、抗紫外線、穩(wěn)定性和透氣性好、耐腐蝕等，多用于工業(yè)擦拭。熔噴擦拭布具有很大的比表面積，吸水、吸油性能好，主要用于工業(yè)和醫(yī)用擦拭。這三種擦拭布中，只有熔噴擦拭布為超細(xì)纖維非織造布。據(jù)報道，瑞士立達(dá)公司和美國諾信公司采用正壓氣流牽伸和靜電分絲技術(shù)得到紡黏超細(xì)旦產(chǎn)品，將來的紡黏擦拭布不僅強力高，而且具有像熔噴非織造布一樣的超細(xì)纖維、去污能力強、手感柔軟等優(yōu)點［13］。這些擦拭布都具有優(yōu)越的性能，但有一個共同的缺點，多為用即棄的一次性產(chǎn)品，對環(huán)境有一定的損害。

3 結(jié)語

超細(xì)纖維非織造布同其他非織造布相比，具有手感柔軟、不掉絨等優(yōu)點。由于超細(xì)纖維比表面積大，毛細(xì)效應(yīng)好，因此超細(xì)纖維擦拭布具有很強的納塵、去污能力。隨著國內(nèi)工業(yè)的進(jìn)步及人們?nèi)粘Ｉ钕M水平的提升，我國超細(xì)纖維擦拭布市場前景日益廣闊。目前，擦拭布正在逐步滲透到各類市場領(lǐng)域中，而且在中高端產(chǎn)品市場中的需求更是緊缺。同時，國際上超細(xì)纖維擦拭布的需求量很大，出口市場也將越來越大。因此，我國超細(xì)纖維擦拭布值得大力研發(fā)，各種環(huán)保型的高檔超細(xì)纖維擦拭布更值得期待。

［1］宣志強.復(fù)合超細(xì)短纖維在非織造布擦拭布上的商業(yè)化應(yīng)用［J］.紡織導(dǎo)報，2007(8)：72-76.

［2］張蕓，施淑波.超細(xì)纖維水刺非織造布的開發(fā)與應(yīng)用［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2001，19(3)：4-8.

［3］吳霞玲，宋心遠(yuǎn)，楊華芬.海島型超細(xì)纖維的組成和剝離的研究［J］.染整技術(shù)，2003，25(3)：1-4.

［4］張孝南，吳偉.超細(xì)纖維水刺非織造布的開發(fā)［J］.紡織信息周刊，2001(7)：14.

［5］周杰，陳蘭.無塵室用超細(xì)纖維擦拭布的制造及使用［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2012，30(9)：51-54.

［6］陳蘭，周杰.凈化室用超細(xì)潔凈機織物的研發(fā)［J］.科技，2012(5)：44-46.

［7］王麗秋.滌錦復(fù)合型超細(xì)纖維高吸水毛巾的后整理［J］.遼寧絲綢，1998(3)：25-26.

［8］怡靜.超細(xì)纖維毛巾［J］.紡織裝飾科技，2012(1)：8-10.

［9］云高杰，焦曉寧.非織造汽車擦拭布的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢［J］.非織造布，2010，18(2)：7-10.

［10］馮靜.雙組分纖維非織造布的市場淺析［J］.非織造技術(shù)，2010(3)：87-88.

［11］郭合信，黃有佩.紡黏法非織造布急需創(chuàng)新［J］.紡織服裝周刊，2007(19)：17.

［12］徐英.新型擦拭布的開發(fā)應(yīng)用與探討［J］.非織造布，2011，19(3)：18-21.

［13］趙博.紡黏法非織造布的先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展方向［J］.非織造布，2007，15(2)：3-7.