新型纖維在紡織品中的應用

林平發, 楊璧玲

（1.佛山市樵利化纖織造有限公司，廣東佛山528041；2.廣東職業技術學院, 廣東佛山528041）

近年來，各類新型纖維材料正以層出不窮的速度豐富著傳統紡織業，并不斷拓展紡織品的應用領域。隨著人們生活質量的改善，舒適性、功能性和環保性成為消費者對紡織品的新要求。采用新型纖維來開發新型紗線與紡織品，既適應了消費者對紡織品安全、衛生、環保、健康的需求，也是在當前形勢下紡織企業調整產品結構、實現產品升級、提高附加值的需要。

1 新型纖維發展現狀

工業和信息化部 《“十二五”產業技術創新規劃》 中指出，紡織工業要重點開發： 超仿真、差別化、多功能纖維產業化技術，高性能纖維材料及應用產業化技術，聚酯多元化產品及技術，生物質纖維材料產業化及應用和纖維素纖維環保型加工技術等。可見，發展多元化、功能性、生態性紡織品是當前和今后的發展主題。

現有新型纖維大致可分為以下幾類： 天然纖維、再生纖維、差別化纖維、功能纖維和高性能纖維等[1]。對天然纖維的開發利用，主要有兩種途徑： 一是開發新物種纖維，如大麻（漢麻）、黃麻、羅布麻、木棉、椰絲、竹、香蕉、菠蘿等纖維；二是對天然纖維的改性，如彩色棉花、彩色桑蠶絲、改性羊毛（拉伸羊毛、絲光羊毛、防縮羊毛、彩色羊毛、膨化羊毛）等。新型再生纖維素纖維的開發，其主要技術有新型天然纖維素或蛋白質的利用及其共混[2]，及黏膠基的改性纖維等。其代表有Modal 纖維、Lyocell 纖維（天絲）、竹漿纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維等，這些纖維在紡織品服裝或家用紡織品上已有較多的應用。還有一些諸如Taly 纖維、聚乳酸纖維、大麻桿芯纖維、珍珠蛋白纖維、絲素蛋白纖維等尚處于試驗研究階段或產業化的初期，使用量較少。目前作為紡織纖維，大多新型天然、環保類纖維尚不完全成熟。差別化纖維包括各類異形纖維、復合纖維、超細纖維、抗靜電纖維、抗起球纖維、自卷曲纖維、高收縮纖維、易染色纖維、高吸濕纖維、保暖纖維、仿生纖維等等，可用于特殊風格與手感需要的紡織品。功能纖維如防輻射纖維、抗紫外線纖維、醫用保健纖維等，可用于功能性紡織服裝產品的開發。各類差別化功能纖維也可實現如防污抗皺、抗靜電、阻燃、抗菌消臭、防輻射、高吸濕等紡織品的特殊功能。對于具有諸如分離、傳導、屏蔽、耐熱、發光、水溶性、變色、生物降解等功能的新型纖維，其應用主要在產業用紡織品上。高性能纖維是指具有高強度、高模量、耐腐蝕、耐高溫、難燃性及突出的化學穩定性的纖維[3]。目前高性能纖維的應用也主要在產業用紡織品上。如今，產業用紡織品應用領域不斷擴大，“十一五”期間，我國服裝、家紡、產業用三大類終端產品纖維消費量的比例已發展到51:29:20，規劃至“十二五”末這一比例將發展到48:27:25。因此，產業應用領域的功能纖維、高性能纖維紡織品是今后發展的一個重點。本文主要介紹近幾年國內外已批量生產的幾種新型綠色環保、功能性、高性能纖維的應用情況。

2 天然、環保型纖維紡織品

2.1 木棉纖維

國家最新標準（GB 9004-2008）頒布認定的天然植物纖維四種： 棉、木棉、麻、椰絲纖維。木棉的生長對地理、氣候、光照有要求，世界上目前還無法形成大規模種植，采集比較困難，加工難度大。目前包括我國在內的木棉纖維的全球年產量約19.5 萬t。木棉纖維短而細軟，無拈曲，中空度高，保暖性好，天然抗菌，不蛀不霉，耐壓性強，不易被水浸濕。主要應用在中高檔服裝家紡（混紡）面料，中高檔被褥絮片、枕芯、靠墊等的填充料，隔熱和吸聲材料，及旅游娛樂用品如救生衣的浮力材料等。

木棉纖維與棉、黏膠或其他纖維素纖維混紡，可制織光澤和手感良好的服裝面料。然而木棉的可紡性差，提高其混紡比及混紡紗細度成為關鍵技術。日本大和紡織公司2003年投放市場的木棉和棉混紡織物，木棉含量30%~50%，混紡紗有73 tex、58.3 tex 和29 tex 三種，主要用于制作婦女輕量短大衣、襯衫和連衣裙以及男士上裝等。目前上海攀銘企業發展有限公司利用自己的專利技術紡制18.2~27.8 tex 的木棉混紡紗線，木棉纖維質量分數可達70%，可以使木棉纖維廣泛應用到針織內衣、絨衣、絨線衫、機織休閑外衣、襪類等領域[4]。

2.2 拉伸羊毛

拉伸羊毛是一種細化的羊毛纖維，它是將普通羊毛纖維在適當的化學助劑及濕熱條件下進行機械拉伸及熱、化學定型而形成的一種新型纖維。細化后可將普通羊毛細度降低2~4 μm，長度增加50%左右，由于纖維結構的變化，增加了羊絨般的手感、真絲般的光澤并具有絲光防縮性及很好的白度和強力，因此形成了一種具有優異性能的高附加值纖維。此纖維不僅在后續產品加工上與普通羊毛一樣，可加工純紡、混紡、交織、色織等精紡和粗紡的機、針織產品，而且形成的產品比普通羊毛具有獨特的優勢。可用于紡織輕薄型毛紡產品和粗、精紡羊絨制品。用其替代或部分替代羊絨，可在降低成本的前提下獲得羊絨的柔軟、滑糯性能，滿足市場需求。該纖維順應了當今毛紡織品輕薄化、高檔化趨勢，具有很大的發展潛力[5]。

2.3 Taly 纖維

Taly 纖維是美國Taly 公司用純白松木漿為原料紡絲制成的新型再生纖維素纖維，具有輕柔滑爽、吸濕速度快、染色性能好等優良性能。用該纖維紡紗和織成的織物具有柔軟和光滑的手感，色澤亮麗，透氣性好，穿著涼爽，且可保持肌膚干爽舒適。Taly 纖維還具有自潔不沾油污的優良特性，穿著后只需在清水中過30~40 s，就可輕松洗掉布面上的污漬，即使是特別臟的衣物，也可將洗滌劑用量減少60%~80%，就可以快速將污漬去除干凈，這是目前市場上天絲（Tencel）、莫代爾（Modal）、麗賽（Richcel）等再生纖維素纖維所不具備的。因此開發Taly 纖維的紗線與織物具有良好的發展前景。據報道： 河南豫北紡織公司用100% Taly 纖維加工的18.5 tex 紗線生產針織面料，山東魯泰集團用該紗線開發出一款 “自去污面料”均受到下游用戶及消費者歡迎[6]。

3 差別化、功能性纖維紡織品

3.1 聚酯多元化產品

聚酯多元化產品的一個主要技術是，以聚酯為基體，在紡絲過程中加入一些功能材料，實現對聚酯纖維的物理改性。如上虞弘強化纖公司研制的蜂窩狀竹炭纖維[7]，以滌綸為基體在紡絲過程中加入粉狀竹炭顆粒，用特殊形狀紡絲板噴絲而成，該纖維具有優良的抗靜電、吸附、防臭、防霉、發射遠紅外及產生負離子等功能。近年已用該纖維與色棉等混紡制成紗線與紡織品，用于床上用品、中高檔內衣、襪子、嬰幼兒服裝、孕婦防護服以及裝飾材料等領域。臺灣華楙生化科技股份有限公司利用咖啡渣，經火煉燒后制成晶體，再研制成納米粉狀，加入到滌綸中生產出的一種功能性滌綸短纖——咖啡炭纖維[8]。該纖維具有抑菌、除臭、抗紫外線等功能。據報道，江蘇大生集團采用咖啡炭纖維與蘭精公司的黏膠纖維混紡，可生產出具有抑菌、除臭、防紫外線的紗線，已用于襪子、內衣、T 恤等服飾領域。上海德福倫化纖公司研發生產的庫思瑪涼感（涼爽玉）纖維[9]，選擇添加云母片、玉石粉等無機材料混合制成的納米復合粉體，與聚酯混合紡絲，并在仿絲過程中將其表面異形化、溝槽化，擁有涼爽及干爽復合的效果，達到夏季面料所需要的輕薄化。江陰市銀鷺紡織有限公司將庫思瑪涼感纖維與棉、竹纖維或黏膠纖維混紡，得到的紗線具有快速散熱、瞬間降溫，產生涼感、清透觸感、透氣、吸濕、抗菌、防臭的多功能功效，可廣泛應用于內衣、外衣、運動服、襪子、鞋用紡織品、床上用品等方面。此外，類似的阻燃纖維、抗菌纖維、竹炭纖維、椰炭纖維等也已有眾多產品問世。

對聚酯纖維進行化學改性的差別化技術也是拓展聚酯多元化產品的重要途徑。如目前已受到休閑、運動、內衣等產品面料青睞的PTT纖維，是在其聚合過程中采用了丙二醇（PDO）代替乙二醇進行聚合的，使得其性能與普通滌綸有很大不同。PTT 纖維兼有滌綸、錦綸、腈綸的特性，防污性能好，具有干爽、挺括等特點，還易于染色、手感柔軟、富有彈性，伸長性同氨綸纖維一樣好，更易于加工，非常適合紡織服裝面料。南極人等品牌分別采用PTT 纖維用于保暖內衣、普通內衣，內衣的柔軟、滑爽、舒適和運動自如的效果得到極佳的體現[10]。

3.2 超細纖維

超細纖維一般是指單纖維線密度在0.44 dtex 及以下的產品，具有柔軟性高、柔韌性好、光澤柔和、密度高等特點。主要材料為滌綸、錦綸等。可用于巾類產品、床上用品、廚房衛具等產品的開發使用。比如普通的毛巾、浴巾具有易產生異味、滋生細菌、腐爛、不易清洗等問題，使用超細纖維就可克服這些問題。如超細纖維有很強的吸水性，而且只保存在空隙中，能使其很快被干燥，所以能有效防止細菌的滋生；同時，超細纖維具有很強的清潔能力，細絲間的空隙能吸附住灰塵、油漬、污物等，可作為有效的潔凈布使用[11]。

4 高性能纖維紡織品

4.1 高性能纖維的種類

高性能纖維最初都用在軍事方面，隨著生產技術的進步也逐漸用到了民用領域。其品種發展越來越多，高強高模類主要有碳纖維、芳綸1414、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯并雙惡唑（PBO）、仿蜘蛛絲纖維、玄武巖纖維等；耐高溫類主要有芳綸1313、碳（石墨）纖維、陶瓷纖維、聚苯并咪唑纖維（PBI）、聚苯硫醚纖維（PPS）、嘧胺纖維等；耐化學藥品類主要有碳化硅纖維、聚四氟乙烯纖維等，芳綸1313、聚苯并咪唑纖維、陶瓷纖維也是良好的耐化學藥品纖維[12]。碳纖維、芳綸纖維等早期發展的高性能纖維，到目前已有非常廣泛的應用。高性能纖維實際上是一類技術密集、投資巨大的工業產品，性能突出、生產工藝復雜，用途比較專一，市場小、產量低，價格往往是普通紡織纖維的幾倍或幾十倍，甚至上百倍。這類特種纖維的用途主要在高科技領域，使用高性能纖維的首要目的在于提高和強化制品或裝置的性能，所以首先考慮的是其性能可否滿足要求，而價格往往非第一要素。

4.2 超高分子量聚乙烯纖維

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維是目前世界上強度最高的纖維。其密度0.97 g／cm3，是芳綸的2／3、碳纖維的1／2。該纖維具有很高的比拉伸強度和模量，同時具有優越的能量吸收性能與耐磨、抗疲勞性能，有良好的耐濕性、抗化學腐蝕性、電絕緣性、耐紫外光性、生物相容性和熱塑性等性能。其應用在宇航、航天、航空、戰爭裝備方面，可作為航天航空結構件、雷達罩、運鈔車防彈裝甲、直升機防彈裝甲等；用作防護用品，可制成織物防護系列軟質防彈服、防刺衣、輕質防彈頭盔、防護手套、防切割用品，及無紡織物類的防彈背心等；用作繩纜索網線用品，可作為艦艇及遠洋船舶纜繩、輕質高壓容器、深海抗風浪網箱、漁網、賽艇、帆船、滑雪撬等的理想材料。

4.3 玄武巖纖維

玄武巖纖維（CBF）是將玄武巖石料在1 450~1 500 ℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維。產品壽命長，是一種低成本﹑高性能﹑潔凈程度理想的新型綠色主動環保材料。被譽為21 世紀 “火山巖變絲”、“點石成金”的新型環保纖維。該纖維有顯著的耐高溫性能和熱震穩定性，彈性模量和抗拉強度高，化學穩定性好，吸音系數較高，有較低的熱傳導系數、良好的電絕緣性和介電性能、較低的吸濕性，及與天然硅酸鹽的相溶性。它與水泥﹑混凝土的分散性好，結合力強，熱脹冷縮系數一致，耐候性好。該纖維用于防火隔熱領域，可作為防火服、防火毯、防火簾等，但缺點是重量較芳綸纖維大，穿著的舒適感不如芳綸纖維防火服；用于過濾環保領域，可作為過濾基布、過濾材料、耐高溫氈、環保工業用集塵濾料等；還可用作復合材料增強體，制造坦克裝甲車輛的車身材料，可減輕其重量，制造火炮的炮管熱護套材料可以大大提高火炮的命中率和射擊精度；在槍彈、引信、彈匣、大口徑機槍槍架、坦克裝甲車輛的薄板裝甲、汽車發動機罩、減振裝置等方面有大量的應用；用于電子技術領域，非常適合用于耐熱介電材料，是優良的絕緣材料，可以制成高質量印刷電路板。

5 結語

隨著人們對技術性紡織品需求的增加及紡織品應用領域的拓展，新型纖維在紡織品中的應用越來越廣泛，也必將有更多新型纖維的開發與應用。目前產業用紡織品的比例尚不高，其發展所依賴的高技術性纖維與紡織品的發展成為調整產業結構的重點。各類功能性、高性能纖維仍為今后的產業發展重要方向。

[1]宗亞寧.新型紡織材料及應用[M].北京： 中國紡織出版社，2009.

[2]官愛華，張健飛，張春娟.新型再生蛋白質纖維[J].合成纖維, 2006 (6)：24-27, 35.

[3]肖長發.高性能纖維發展概況[J].紡織導報,2005 (9)：50-54, 60.

[4]李志賢.木棉纖維及其應用[J].山東紡織科技,2006 (3)：52-54.

[5]劉建華.新型纖維——拉伸羊毛纖維及其應用[J].上海毛麻科技, 2011 (2)：17-21.

[6]章友鶴，趙連英.新型紡織用纖維的發展及應用[J].紡織導報, 2012 (9)：51-53.

[7]浙江上虞弘強彩色滌綸有限公司.新型蜂窩狀微孔結構聚酯改性竹炭纖維[J].針織工業, 2008(2)：15.

[8]咖啡碳纖維混紡紗線可用于生產內衣[EB／OL].中國紡織經濟信息網(2011-6-9)http:／ ／www.texindex.com.cn／Articles／2011-6-9／237917.html

[9]楊維驊.上海德福倫化纖研發生產庫思瑪涼感纖維[N].中國紡織報, 2011-7-12.

[10]王秀榮，祝麗娟.PTT 纖維的開發狀況及發展趨勢[J].聚酯工業, 2007 (4)：30-33.

[11]楊莉.新型紡織材料在家紡中的應用[J].紡織科技進展，2011 (6)：8-10.

[12]刑聲遠，江錫夏，文永奮，等.紡織新材料及其識別[M].第2 版.北京： 中國紡織出版社，2010.