國內超仿棉纖維開發及應用情況探析

周建迪 趙連英 章友鶴 趙樹超

摘 要：文章從開發超仿棉纖維的意義入手，對國內外超仿棉技術水平與發展趨勢作了分析，并從化纖產品開發、超仿棉紗線開發、超仿棉面料開發3個方面著重介紹了我國“超仿棉項目”產業化取得的成果，綜合分析了化纖領域、織造領域、染整領域在“超仿棉項目”產業化過程中攻克的技術關鍵，最后對超仿棉產業化提出了幾點建議。

關鍵詞：超仿棉纖維；超仿棉項目；產業化

中圖分類號：TS104 文獻標識碼： A 文章編號：1674-2346（2016）04-0001-09

1 超仿棉纖維特性與開發意義

近幾年來國內紡織企業面臨棉花資源緊缺與價格居高不下的局面，而常規滌綸性能上有缺陷，為降低原料成本、改善產品性能、增加盈利空間，化纖行業正積極尋找可替代棉花及常規滌綸的新型纖維，超仿棉就是其中一種性能優良的新型纖維。何為超仿棉？我們可以解讀為“以彌補棉花需求缺口為重點的滌綸纖維的高仿真”。即從改善纖維結構與性能著手，運用多種改性技術對常規滌綸的結構進行改造，使改性后的滌綸纖維（含短纖與長絲）不僅在手感、觀感及性能上仿棉，而且在功能上超棉。用超仿棉纖維加工而成的織物在視覺、觸覺、舒適性和功能性等方面達到或超過棉織物。

眾所周知棉花有許多優良的性能，但棉花也有導濕性及散濕性較差的弊端。隨著消費者越來越追求服飾舒適健康，棉花遠不能滿足紡織生產需求時，使用兼具棉花與滌綸優良性能的超仿棉取代部分棉花成為時代的要求。紡織工業十二五規劃和《2010-2020建設紡織強國綱要》中都明確提出：要發展新型紡織材料，將發展超仿真、差別化、功能化滌綸作為首要任務。中國紡織聯合會王天凱會長在多次會議上強調：“加快超仿棉開發及產業化是行業發展的頭等大事。”為了加快超仿棉纖維的技術攻關，擴大在紡織品中的應用，國家科技部把超仿棉合成纖維及其產業化技術開發項目（以下簡稱“超仿棉項目”）列入紡織工業“十二五”國家科技支撐計劃，于2012年正式啟動并實施。國家把超仿棉纖維開發作為關系紡織工業持續發展的一項重要措施，其意義主要有以下兩點：

第一，發展超仿棉纖維，彌補棉花資源不足。改革開放30多年來，紡織工業快速發展，但棉花產量一直停留在年產700～800萬噸之間，除去絮用，可用于紡織的棉花不足600萬噸，只能滿足國內紡織生產量的1/3左右。國家除了出臺鼓勵農民種棉政策外，還花大量外匯從國外進口棉花，故棉花價格一直被國外供應商控制并逐年走高，國內紡織企業的盈利空間不斷被擠壓，甚至出現棉價高于紗價的倒掛局面。面對紡織工業這一發展瓶頸，“十二五”期間國家把開發超仿棉及產業化列入重大科技攻關項目，通過攻關使超仿棉纖維的性能達到仿棉似棉、仿棉勝棉的效果，并進行推廣與應用，緩解紡織工業對棉花的依存度。

第二，開發超仿棉，改變常規滌綸的弊端，實現產品升級換代。目前我國化纖產量居世界第一，尤其是常規化纖中滌綸與粘纖的產能很大，是取代棉花的兩種化纖。這兩種纖維既有優點又有缺點：滌綸纖維挺括、洗可穿性好，但吸濕性與染色性較差，回潮率只有0.4%，而棉花回潮率有8.5%，其服用舒適性比棉花差距甚遠；粘膠纖維吸濕、染色性較好，但強力特別是濕強低，制成織物磨損快，不耐穿，且生產時嚴重污染環境，國外已禁止生產。因此，近幾年來國內化纖行業通過聯合攻關，采用物理改性與化學改性等多種方法成功開發出合成纖維與再生纖維兩大類超仿棉纖維。如儀征化纖公司開發的“儀綸”，四川絲麗雅公司開發的“雅賽爾”，是兩款超仿棉代表品種。尤其是合成纖維開發的超仿棉纖維在有的性能上已超越了棉花，兼具了棉和滌綸二者優點。由此可見，開發超仿棉既可克服常規滌綸的弊端，實現升級換代，又促使我國化纖工業向仿真化、功能化、差異化發展。

2 對國內外化纖仿真技術——超仿棉技術水平與發展趨勢分析

2.1 國外化纖企業十分重視化纖仿真技術的研發

日本是化學纖維研發和仿真技術領先的國家。早在20多年前就對“超仿棉”化纖及紡織品從3個方面進行了系統研究。一是高功能化。通過對組成纖維的分子結構設計和改性組合的植入或提高改性組合的含量來提高纖維的吸濕性、染色性和手感柔軟性等外觀風格。二是多功能復合化。綜合運用多種復合方法，共聚改性、粉體添加、改性異形化、細旦化等賦予纖維多種功能，如陽離子可染、吸濕排汗、抗紫外線、抗起球、抗靜電等功能，為后道加工產品的功能化、高附加值化提供了材料基礎。三是在工業化連續裝置上生產出高性能細旦化和超細旦化滌綸。

歐洲國家在再生纖維超仿棉技術方面也作出不懈努力，如奧地利蘭精公司先后開發出Lyocell與Modal兩種新型再生纖維素纖維。前者用溶劑法紡絲，其纖維強力比粘纖高出1倍以上，濕強可達到干強的80%以上；后者又稱富強纖維，具有較高纖維強力與良好的吸濕染色、柔軟飄逸等特性，是替代常規粘纖的理想纖維。這兩種新穎高性能纖維素纖維在纖維強力、手感柔軟性及彈性回復性方面均優于棉纖維，可稱再生纖維領域的超仿棉。

2.2 我國化纖仿棉技術的發展

2.2.1 我國化纖仿棉技術歷經了從外觀仿棉、性能仿棉到功能仿棉3個階段

上世紀70年代起普通滌綸與粘膠纖維實現工業化生產，這是第一代仿棉產品，1.5D？8MM滌綸（粘纖）短纖是仿棉的主打產品，但與棉花相比性能差距較大，只在外觀上仿棉。80年代在學習國外化纖仿真技術基礎上開發出中空纖維及異形截面纖維。中空纖維有良好的保暖性，異形截面纖維有各種光學效應，改變了常規化纖的蠟狀感，如三角形截面纖維有閃光效應，五角星截面纖維有明顯毛感。90年代起國內化纖企業從外觀形態仿棉向功能性仿棉發展，開發生產分子改性的PTT彈性纖維及用分子改性與異性截面相結合具有吸濕快干功能的仿棉纖維等。

2.2.2 “超仿棉項目”將化纖仿真技術推到一個新高度

超仿棉研究是從2005年開始，尤其是“十二五”期間，科技部將“超仿棉項目”列入重大科技支撐項目，使我國化纖工業從初始仿棉階段進入了超仿棉時代，將化纖仿真技術推到一個新高度。

“超仿棉項目”在中國紡織科學院、東華大學等院校與中國石化公司所屬的化纖企業緊密協同下，采用了產學研聯合攻關，先后建立和改造了超仿棉聚酯纖維（含短纖與長絲）紡絲示范線4條，聚酯連續聚合線2條，PTA過程示范線1條，紡織、染整、成品加工示范生產線8條，通過成果的示范和推廣，推動了超仿棉及產品產業化進程。該項目至2015年由科技部組織驗收時，開發生產的超仿棉纖維有短纖、長絲，包括復合、細旦、超細旦等品種，共銷售4.73萬噸，實現銷售額5.57億元。紡織企業通過超仿棉純紡或與棉、其他纖維混紡等手段，開發出超仿棉系列紗線、面料及紡織品，實現銷售額12.8億元，纖維和成品兩項合計實現銷售額18.5億元。據報導，國內開發的超仿棉面料已應用于職業服、運動裝、休閑裝、牛仔服及家居用品等領域，取代了常規聚酯纖維，在提升品質及觸感同時改善了服裝穿著時的吸濕排汗等性能，被消費者認可，已被應用到國內外著名運動服品牌。

“超仿棉項目”的開發與產業化，為我國聚酯纖維產業轉型升級、彌補國內棉花資源不足打下了良好的基礎，用超仿棉取代棉花既是目前的緊迫任務，也是我國紡織服裝實現長期持續發展的重要保障。

2.2.3 再生纖維實現超仿棉生產技術也取得可喜進展

國內化纖企業先后開發出竹代爾、萊竹、麗賽、萊賽爾、雅賽爾等一大批以生物基為原料的超仿棉纖維。如：唐山三友公司開發的竹代爾是用莫代爾工藝生產的竹漿纖維，其纖維強力遠高于竹漿粘纖，性能與國外莫代爾纖維相似。四川宜賓絲麗雅公司開發的超強生物質纖維雅賽爾，具有超高纖維強度，如絲絨般柔軟的手感，其纖維干強高達3.8～4.0CN/tex，已超過進口Lyocell纖維，比棉纖維強力高15%～20%，沸水收縮率也小于棉纖維，不含棉籽殼等雜質疵點，具有高強度、低伸長、少雜疵等優良性能，可生產比純棉品質更優的紗線；“雅賽爾”纖維還可在同一染色環境下與純棉同浴染色，上染均勻，質量穩定，解決了天然棉花因白度均勻性差，染色后廢液難處理等問題；此外，超仿棉雅賽爾價格低于棉花，可紡性好，高速紡紗時斷頭率少，可為擋車工擴大看臺創造條件，它與棉混紡織成面料手感柔滑、色澤靚麗，兩種纖維的優勢充分顯現，同時可降低原料成本，增加企業盈利空間。據相關信息目前雅賽爾已進入批量生產，未來10年內將以年生產50萬噸規模來替代棉花，這是繼超仿棉聚酯纖維后，用生物基原料生產的又一種超仿棉纖維，為緩解國內棉花供需矛盾作貢獻。

3 “超仿棉項目”在產業化與技術攻關上取得的成果

3.1 開發的化纖產品及其性能特點

3.1.1 超仿棉聚酯短纖

1）儀征化纖公司開發的“儀綸”。“儀綸”短纖是聚酰胺制纖維，具有天然棉纖維與傳統滌綸纖維的優良特性，既有棉花的柔軟舒適性、優良的吸濕性，又有滌綸抗皺挺刮易打理性，并可用分散染料常壓染色，符合綠色環保要求。纖維的主要指標：纖密度在0.89～1.80 dtex之間，斷裂強度在2.5～3.0 CN/tex之間，斷裂伸長率在20%～40%之間，回潮率0.8%，比常規滌綸提高1倍，在常壓染色工藝下上色率大于90%。“儀綸”是目前超仿棉短纖的主要品種，已與國內優秀紡紗織造企業及服裝品牌企業組成聯盟。聯盟中紡紗企業有江蘇雙弘、山東德州華源、恒豐紡織等，面料生產企業有山東魏橋紡織，天津天紡集團，河北寧紡集團，湖南華升集團，浙江美欣達、富麗達集團等國內著名的織造與染色企業20多家，涵蓋了機織、針織、家紡及麻紡織等多個領域，用“儀綸”生產的面料已在北京李寧體育用品公司及福建柒牌集團生產的服裝上應用。

2）上海德福綸化纖公司開發的超仿棉短纖。上海德福綸化纖公司近幾年在超仿棉聚酯纖維開發中，運用多種物理改性技術先后開發出不同纖度、不同截面、不同功能組合的超仿棉滌綸短纖，有全消光白炭系列及全消光涼感系列產品。纖維名義纖度在1.33～1.67 dtex之間，斷裂強度為3.5～4.0 CN/tex，伸長率達25%～40%，回潮率達1.3%，是常規滌綸的3倍，纖維的導濕性明顯提高，手感及觀感可與棉纖維媲美。此外，公司還運用化學與物理改性相結合的方法，在大分子結構上引入極性親水基因，開發出親水性好、光澤柔和、可常壓沸染的超仿棉聚酯纖維。該纖維斷裂強度為2.4～3.6 CN/tex，伸長率在25%～34%之間，回潮率達到1.8%～3.0%，并可常壓沸染。用這兩種超仿棉聚酯纖維與棉、粘纖、莫代爾等纖維混紡，可制作品牌休閑服、運動服及針織T恤衫等。

3）南京東華纖維公司開發的Porel超仿棉纖維。這是一種中空型的改性纖維，在大分子結構中引入親水基因和柔性鏈段，并采用仿動物毛細管空腔結構，具有大于18%高中空度，截面呈橢圓形與棉纖維相似。纖維初始模量290 CN/tex，遠低于常規滌綸，也低于粘膠纖維（500 CN/tex），故纖維柔軟易彎曲。用Porol超仿棉纖維制成紗線與面料，具有輕柔蓬松及親膚性特性。同時纖維還具有自動調控濕熱、不易起毛球的優點。可與多種纖維混紡，已開發生產了與棉花、粘纖、莫代爾、竹纖等不同混紡比的多種紗線，經大圓機織造，在勿需添加任何功能整理劑情況下，其面料的服用功能已達到純棉織物舒適性的效果。可用于貼身穿著舒適性織物的用紗，也可用于毛巾用紗，而且其吸濕、速干、柔軟性超越全棉毛巾。

此外，上海聯合纖維科技公司開發的葆萊絨改性聚酯短纖也是一種中空型纖維，其性能與Porel超仿棉纖維相同，目前也在推廣使用中。

3.1.2 超仿棉聚酯長絲

1）江蘇金輝纖維公司開發的“芯棉”。這是一種高親水性細旦與超細旦化超仿棉聚酯長絲，它綜合運用天然纖維和滌綸纖維的優點，是一種具有多功能的新型纖維，目前已在針織與機織面料生產中應用。其特點是：在聚酯聚合過程中添加了許多羥基單體，因羥基易于水分子結合，從而顯著提高了纖維的親水能力；單絲纖度設計采用細旦化和超細旦化及表面粗糙化、截面異形化等技術，改變了纖維表面形態，使纖維具有良好的芯吸效應，可及時將水分子排出，從而提升了纖維導濕快干功能；在纖維外觀設計方面加入無機粒子消光劑，使聚酯大分子的內部結構變得松散，空隙增多，改變纖維表面蠟狀感；采用堿量處理，使纖維微孔化，改善了纖維表觀光澤；采用異收縮方式，在纖維表面形成規則的纏繞結構，使纖維具有良好的膨松性，經熱處理后形成毛圈狀，可增加面料與皮膚的接觸點，手感柔軟，穿著更舒適。

2）江蘇斯爾克集團與上海東華大學合作研發的超仿棉復合聚酯長絲。該開發項目列入國家超仿棉產業化項目之一，規劃中將建成一條年產8萬噸超仿棉復合長絲的生產線。生產品種為60～200旦復合長絲，回潮率達到1.6%以上，是常規滌綸的2.5倍，使纖維具有良好的吸濕排汗速干性能。目前該復合仿棉長絲已在部分織造企業應用，制成面料具有手感柔軟、光澤柔和、吸濕快干等優良特性，可用于制作秋冬季男女風衣、夾克、休閑裝、防寒服裝。

3）福建百宏聚纖科技實業有限公司開發的“百宏棉”。這是一種異形截面的超仿棉長絲，列入國家超仿棉產業化開發產品，規劃中要建成年產11萬噸超仿棉異截面聚酯長絲生產線。“百宏棉”性能上有3個顯著特點：一是外觀上仿棉，利用改變單纖的纖度與采用特殊的雙螺旋截面形狀的紡絲桿，使制成的纖維具有十字形溝槽。二是性能上仿棉，在纖維分子結構中，加接可染基因與親水性基因，提高纖維的可染性與吸濕速干性。三是功能上超棉，用“百宏棉”長絲制成織物，不僅具有良好的手感及服用性能，其纖維的吸濕速干性、抗靜電性、熱穩定性都超過純棉織物，是替代純棉紗線的理想纖維。

3.2 超仿棉紗線開發

國內多家著名紡紗企業利用超仿棉開發了多種混紡比與多種號數的紗線，使超仿棉與棉、粘纖、毛麻蠶等多種纖維的優良性能互補。南通雙弘紡織公司是使用超仿棉“儀綸”纖維數量最多的企業之一，已開發出四大系列超仿棉紗線：1）超仿棉純紡紗線。紡紗支數從16s～80s（即從36.9～7.38 tex），紡60s以上紗線需采用0.89～1.11dtex細旦超仿棉纖維。2）超仿棉/精梳棉混紡紗線。超仿棉比例在50%～90%，紡紗支數從16s～80s，由于超仿棉纖維的單纖維強力是常規滌綸的50%～70%，故采用精梳工藝去除棉花短絨，提高纖維整齊度，有利于混紡紗強力與條干均勻度的改善。3）超仿棉與粘膠纖維混紡紗線。超仿棉混用比例為60%～90%，紡紗支數從16s～80s，由于兩種纖維整齊度好，而超仿棉纖維的單纖強力又高于粘纖，提高超仿棉的混用比例，有利于成紗強力的提高與條干均勻度的改善。4）超仿棉與莫代爾纖維混紗線。超仿棉混用比例在50%～70%，紡紗最高支數80s，由于莫代爾強力高于超仿棉，減少超仿棉纖維混用比例仍能獲得較好質量水平。

福建三明紡織公司在超仿棉項目實施中也對超仿棉混紡紗性能與工藝進行研究，分別對32s超仿棉純紡紗，40s超仿棉65%/精梳棉35%混紡紗和21s超仿棉65%/精梳棉35%混紡紗的3種紡紗工藝和紗線性能作比較分析，從試紡結果表明3種紗線質量均達到較好水平，尤其是混紡紗的質量要優于超仿棉純紡紗，可紡性也比純紡紗好，故用超仿棉纖維與多種纖維混紡是開發方向。

3.3 超仿棉面料開發

3.3.1 超仿棉生產的短纖紗與長絲在針織面料企業中的應用

浙江申洲。該企業用超仿棉紗線和長絲先后開發了4種針織產品：1）用160D/144F超仿棉長絲生產彩條珠地網眼（2？）面料；2）用32s陽離子改性超仿棉紗生產汗布；3）用Porel超仿棉80%/粘纖20%混紡，采用緊密賽絡紡工藝生產32s紗，生產珠地網眼（2？）面料；4）用Hojoy吸濕排汗超仿棉，采用緊密賽絡紡工藝生產40s紗，開發蜂窩網眼面料。通過織造與染整工藝優選，4種超仿棉針織物各項色牢度指標均達到國際先進水平，抗起毛起球效果明顯，尺寸穩定性好于純棉產品，吸濕透氣性好。

北京銅牛。該企業用超仿棉長絲在大圓機上成功開發遠紅外功能性針織面料，其使用的原料是：100D/138F細旦異形絲92%、20D氨綸絲8%，兩者組合生產氨綸平紋布。面料完成后，對各項指標進行測試，并與吸濕速干纖維與加工吸濕助劑的面料進行對比，結果顯示：使用超仿棉細旦異截面長絲生產的面料吸濕效果優于其它纖維，還能達到長效吸濕速干功能。勾絲達到4～5級，透氣量為10540g/（m2d），遠遠超過戶外面料的標準要求，面料手感柔軟舒適、顏色靚麗、不易出褶皺。此外，超仿棉比常規滌綸染色性好，染色時可不用加醋酸和純堿，染化料、助劑用量減少，染色時間節省30%，節水20%，用汽量節約30%，節能減排、減少環境污染效果明顯。

江蘇福匯紡織印染公司。該公司在單面大圓機上用浙江春江輕紡集團開發的“儀綸”紗與常規32s滌綸紗織造珠地網眼針織布。兩種原料采用同樣的織造與染整工藝，結果表明：1）兩種紗線織造的織物收縮率都比較小，均具有良好的尺寸穩定性。2）吸濕排汗性能差距較大。用“儀綸”紗制成的織物具有良好的吸濕排汗性，吸濕速干性好，穿著舒適；而常規滌綸紗制成的織物經過親水柔軟整理，其吸濕排汗性仍不及“儀綸”紗織物。3）染色性能。“儀綸”針織物可用100癈常壓染色；常規滌綸織物要用130癈高壓染色。“儀綸”織物在色變、沾色指標均略優于常規滌綸織物。4）起毛起球性能。“儀綸”織物可達到3～4級；常規滌綸織物只能達到2～3級。以上4項對比檢測數據表明：用超仿棉“儀綸”加工的針織品在親水、速干性上彌補了純棉和滌綸纖維的不足，用“儀綸”織物手感良好、光澤柔和，基本上沒有常規滌綸的極光感，外觀仿棉效果良好，織物抗起毛起球性能良好，不但可取代常規的滌綸，部分性能已超過棉纖維，常壓染色符合節能減排的理念。

3.3.2 超仿棉生產的短纖紗與長絲在機織面料上的應用

超仿棉已在棉織、毛織、家紡織物生產企業中得到了應用。表2是相關織造企業參加“儀綸”紡織產品創新聯盟開發創新產品的情況。

由表2可知，超仿棉的應用幾乎覆蓋了織造的多數產品，既有與棉花、粘纖混紡的織物，也有與毛麻纖維混紡的織物；有休閑織物、毛織物、麻織物、牛仔織物及色織襯衣等；使用超仿棉“儀綸”的混紡比例可根據產品性能與品質要求從最高80%至最低13%左右。

除使用“儀綸”纖維外，也有使用超仿棉長絲及中空異截面纖維加工面料。

南通斯德福紡織裝飾公司用Porel超細旦低強力中空聚酯纖維開發了酒店用的床上用品和毛巾，在保持或增加織物強力的基礎上改善了面料手感及吸濕速干性能。其中床上用布組織結構設計為40s？0s/133？00平紋布和40s？0s/40？0斜紋布，使用40s紗系超仿棉65%/精梳35%混紡紗。毛巾使用原料為超仿棉Porel纖維65%/長絨棉35%，規格為底經椎孜橙Γ次？1s/2？1s/2？6 s，毛倍比1：3～7，通過漿紗工藝和組織結構設計，織造出35cm？5cm？20g混色毛巾，經對毛巾各項指標測試，超仿棉毛巾的吸濕率大于400%，水擴散時間小于3.0秒，與同類全棉毛巾相比吸濕速干指標均優于棉毛巾。超仿棉毛巾的柔軟性及外觀指標均優于同類全棉毛巾，超仿棉毛巾后整理中不需添加任何柔軟劑仍可獲得比純棉毛巾更好的柔軟性，說明可以完全取代酒店中全棉毛巾類產品。

江蘇金輝化纖公司生產的超仿棉滌綸長絲是一種超細旦異形截面長絲。用該公司生產的160D/144F滌綸長絲與75D/72F吸濕排汗滌綸長絲組合生產平紋織物，在后整理中利用兩種原料收縮率的不同，使面料表面呈現毛圈，產生棉型感，減弱光的反射。同時由于單絲纖維較細、毛細管效應較強和異形截面，增加了纖維的吸濕散濕性。在后整理中采用預縮及呢毯整理技術，增強了面料的膨松性及棉型感，通過柔軟整理提高了面料的柔軟舒適性。實踐證明：用超仿棉長絲織成的面料具有手感滑糯蓬松、光澤柔和、服用舒適、挺括不易變形、吸濕散濕效果好、抗起毛起球等優良特性，具有良好的發展前景。

4 超仿棉及其系列產品實現產業化，多項關鍵技術的創新與突破起了積極作用

超仿棉項目實施過程中，產學研聯合對多項關鍵技術的攻克起了積極作用，也為超仿棉纖維性能的進一步改善與提高指明了方向。

4.1 化纖領域

在上海石化、儀征化纖、金輝化纖等特色科技型企業共同努力下，超仿棉項目攻克了PET聚酯分子結構設計、高比例改性組合的精確添加與高效分散、大容量連續紡絲與超高速紡絲、高異型化細旦纖維等難題，成功突破了開發超仿棉纖維所必需的易染色、高親水細旦和高親水連續聚合紡絲新技術，使超仿棉纖維取代棉纖維、長絲取代棉紗成為現實，實現了萬噸大規模裝置穩定生產。

4.1.1 提高超仿棉纖維親水性技術 依托共聚或共混添加改性，通過親水改性、單組分或多組分改性實現超仿棉聚酯纖維吸水性的顯著提高。目前超仿棉纖維回潮率多數已達1%以上，最高的已達到3%，但與棉纖維8.5%的回潮率相比仍有較大差距，是超仿棉纖維今后進一步攻關方向。

4.1.2 親水細旦技術 主要是控制嵌段共聚物的分子量，在實現共聚親水改性的同時還要保證聚酯有較低的溶體拉伸粘度，以紡出超細旦、高異形度的超細旦纖維。在超仿棉聚酯長絲生產中必須采用這項技術。

4.1.3 易染色技術 主要是指在實現滌棉混紡織物一浴一步染色色牢度良好，同時能顯著改善纖維的抗起球性和手感，通過分子結構改性，既要保證與染料分子之間較強的相互作用，又要適當降低纖維成形過程中的結晶度和結晶速率，實現常壓沸點上色，使上染率大于90%。同時要靈活賦予纖維的不同功能組合。例如在親水聚酯中，通過添加高比例的TiO2，采用異形紡絲技術，在保持纖維吸濕快干功能的同時，改善纖維光澤，提高纖維的抗紫外線功能。總之，超仿棉以纖維攻關為重點，其綜合性能將在后續紡織品上體現出來。

4.1.4 高功能聚酯的產業化技術 超仿棉聚酯的產業化技術攻關重點是在工業化連續化聚合紡絲裝置上，通過高比例改性組合的穩定添加，可控聚合，實現高功能聚酯產業化，這是實現超仿棉規模化制造的技術瓶頸，不突破這以瓶頸就難以實現超仿棉及其紡織品市場的規模化應用，用超仿棉滌綸來取代百萬噸棉花的目標也無法實現。

4.2 紡紗與織造領域

在紡紗與織造領域，眾多企業根據超仿棉特性從原料互配、工藝優化等方面進行創新與攻關，主要有以下幾點。

4.2.1 不同性能原料科學互配 在開發“超仿棉”新型紗線時，首要對品種繁多的新型纖維分類別區分，了解其化學性能及對染化料適應性，采用性能相近的纖維進行互配，原則上搭配原料控制在3種以內（特殊品種例外）。尤其是對染色性能和耐酸耐堿性能完全不同的纖維組合時更需要注意染色的一致性和染色牢度。超仿棉與其它纖維混紡比一般采用T55/45、T65/35、T70/30，也有較高混紡比T80/20，追求不同風格也可以采用多種不同混紡比的3種以上原料混紡，發揮多種纖維優點的同時，必須考慮對主要染料的融合與易染性。

4.2.2 重視紡紗工藝優化 為了充分體現仿棉似棉的風格，采用100%超仿棉短纖維純紡時要重視紡紗工藝優化，克服紡紗中的“三繞”（繞羅拉、膠輥、膠圈）及“出硬頭”等問題。如福建三明紡織公司生產32s超仿棉純紡紗時在細紗工序中采用后區大隔矩大后區牽伸及降低粗紗捻系數與采用硬度為73度膠輥，表面涂料等措施后，杜絕了生產中“三繞”與“出硬頭”等現象發生。

4.2.3 優化織物組織結構設計 為了使織物達到超仿棉要求，在織物設計中要優化織物組織結構設計。不同組織結構會影響織物性能，超仿棉織物要重點把握好織物的柔軟舒適性、輕薄透氣性、尺寸穩定性與純棉產品特性具有可比性，體現似棉勝棉的特點。南通斯得福公司在家紡織物設計時，采用40s？0s，133？00平紋布與40s？0s，140？0緞紋布兩種織物組織設計，由于面料經緯密度與紗線捻度較高且交織點多，織物結構緊密限制了超仿棉性能的發揮，與同規格全棉產品相比，織物的柔軟性不及純棉織物，且透氣性也較差，不能顯示出超仿棉織物手感柔軟的優勢。該公司將超仿棉紗線用在毛巾織物上，由于組織結構設計合理，織出的35cm？5cm？20g染色毛巾，經測試：毛巾的吸濕率大于400%，滴水擴散時間小于30秒。與同類全棉毛巾相比，吸濕性可提高80%以上，速干指標、柔軟性及外觀指標均優于棉，充分顯示出超仿棉纖維的優越性能。

4.3 染色與后整理領域

由于超仿棉長絲或短纖不同于常規滌綸纖維，它的異形度和改性使纖維的拉伸強力與斷裂伸長降低，耐堿性也低于普通滌綸，且纖維的玻璃化溫度與熔點溫度均低于普通滌綸，故用超仿棉制成的織物，其染色溫度與整理時的定型溫度均要重新設計。

上海紡科院與上海三槍針織集團合作，攻克了超仿棉聚酯纖維制成的針織物深染難與熱定型后手感差兩大問題。纖維深染難，即在保持超仿棉纖維織物蓬松、柔軟有彈性的棉手感前提下要成功染深色難度很大。熱定型后織物的手感差，即經過高溫定型，特別是與氨綸混紡后預定型織物的蓬松、柔軟、彈性的棉手感即刻消失，導濕性明顯下降。針對上述問題，通過多次試驗發現，采用紅光助染劑AC-G105作用能有效解決超仿棉纖維深染效果差及染黑色偏光嚴重的缺點，同時采用纖維保護劑DP-9810對熱定型織物隔離保護，能有效消除超仿棉纖維與氨綸混紡織物在熱定型加工中因高溫使纖維塑化造成手感粗硬的缺陷，保持了針織物應有的柔軟蓬松的棉質手感。

此外，東華大學與上海三槍集團合作也對超仿棉針織物熱定型工藝進行試驗，得出：在超仿棉針織物熱定型過程中，加入纖維保護劑可以提高熱定型溫度至140癈，在獲得穩定尺寸的同時，織物具有良好的褶皺回復性、頂破強力與手感。試驗結果表明：纖維保護劑的濃度和熱定型溫度是影響超仿棉針織物熱定型效果的重要因素。

江蘇盛虹集團通過對超仿棉聚酯長絲織物研究制定出一套科學的染整加工工藝，即經過冷堆→水洗→圈碼蒸缸預縮→預定型→堿減量→染色→烘干→吸濕排汗整理后，使超仿棉長絲面料具有手感軟糯蓬松、光澤柔和、吸濕排汗、穿著舒適、不易褶皺變形、抗起毛起球性優良及色牢度好等優良特性。尤其是在吸濕排汗、抗起毛起球性及染色牢度方面優于純棉織物。

另外，浙江申洲針織集團對超仿棉長絲針織面料，采用連續不斷減量技術來提高染色深度；江蘇金輝化纖公司在超仿棉長絲織物后整理加工中，對織物進行柔軟整理和呢毯整理二道工序，使織物手感更加豐滿、柔軟，進一步提升了仿真度和服用性能。

江蘇鹽城工業職業技術學院專門研究了針織牛仔布靛蘭染色工藝。研究結果表明，靛蘭主要以隱色酸亞的形態實現對超仿棉紗線染色，其最佳工藝為PH=6，染色濕度為120～130癈，染色時間為30分鐘，靛蘭染色后超仿棉紗線色光純正，提升性好，其耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、耐日曬牢度均超過純棉紗靛蘭染色紗。牛仔布歷來是用棉大戶，用超仿棉來制作牛仔布用紗，既可解決國內棉花資源緊缺、棉價高位運行的困境，又可以提升滌綸產品附加值，為企業獲得較好的盈利空間。

4.4 對超仿棉產業化的幾點建議

超仿棉纖維應用及產業化在我國時間尚較短，尚有許多技術關鍵需進一步研究提高，主要有以下幾點：1）在超仿棉制造技術和新纖維開發中尚有許多研究課題。如：實現高分子之間的相互嵌入，大分子結構的設計排列，實現“超仿棉”纖維的質量穩定，吸濕性與回潮率的提高等，有待于更深入的研究。2）超仿棉紡織品要完全達到似棉勝棉的水平還有一定距離，尤其是聚酯長絲仿棉難度更大，是今后技術研究攻關的主要目標。3）超仿棉織物采用常溫常壓染色要得到優良的染色性及色牢度仍是今后進一步研究的課題。4）超仿棉產品的研究不僅僅在吸濕透氣、放量快干、抗靜電性方面，更應該關注織物的手感、抗菌防螨、抗紫外線等功能性方面如何超越棉織物。

5 結語

1）超仿棉是以常規滌綸纖維高仿真開發的一種性能超棉的新型纖維，是從纖維結構與性能改進著手，運用多種改性技術對常規滌綸的結構進行改造，使改性后的滌綸纖維（含短纖與長絲）不僅手感、觀感上仿棉，而且在性能上超棉。超仿棉的開發及產業化對彌補我國棉花缺口，替代棉花及克服常規滌綸纖維的弊端，實現產品升級均有積極意義，故超仿棉開發與產業化已列入國家科技“十二五”規劃中紡織工業的重大攻關項目。

2）超仿棉及產業化項目從2012年立項開始到2015年通過國家驗收，在3年多的時間里由于采取產學研究與纖維制造、紡織加工業上下游聯合攻關，已取得顯著效果，用超仿棉加工的紡織產品已基本上達到視覺像棉、觸覺像棉、穿起來親和性、舒適型也像棉的效果，已被各層次消費者接受，發展前途看好。

3）超仿棉的研發及產業化在我國時間尚較短，與國外超仿棉產品在性能上比較尚有一定差距，如纖維吸濕回潮率與棉纖維尚有較大差距，在后道加工紡織織造及染整加工技術等方面尚有許多關鍵技術需要攻克，故提高超仿棉纖維及產品水平尚需纖維制造企業與后道紡織加工企業繼續努力，進一步提高我國超仿棉纖維及制品的質量水平。

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