海岛型超细纤维染整生产控制要点及注意事项-定型机_涂层机_地毯机_地毯背胶机

海岛型超细纤维染整生产控制要点及注意事项

发布时间：2023-08-02 点击：

超细纤维简述

定型机、涂层机、地毯机专业生成厂家无锡前洲兴华机械2023年8月2日讯 超细纤维(ultrafine fiber，microfiber)，是一种纤度（线密度）非常小的纤维。国际上对于超细纤维尚未有统一的定义，目前，较习惯把纤度在0.55dtex-1.1dtex之间的纤维称为细旦纤维，把纤度低于0.55dtex的纤维称为超细纤维。世界上最细的超细纤维，单纤线密度仅为0.000099 dtex。

超细纤维的生产方法有很多种，不同线密度纤维的生产方法有所不同，主要生产方法如图所示。双组分纺丝法是目前研究和应用最多的方法，其中，又以复合纺丝法应用最多。超细纤维是一种近年来发展迅速的差别化纤维，它被称为新一代的合成纤维，是一种高品质、高技术的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。它的使用能有效提高产品的档次和附加值。

什么是海岛纤维？

海岛纤维又称基质原纤维。它是由一种聚合物A以极细的形式(原纤)分散于另一种聚合物B(基质)之中形成的，因分散相原纤在纤维截面中呈“岛”状分布，基质如“海”一样存在，故称之为海岛纤维。海岛纤维溶去“海”组分后可获得超细纤维；去除“岛”组分后，则可得到呈“蜂窝” 结构的多孔型中空纤维。我们常说的海岛纤维主要指前者，即：海岛型超细纤维。

根据“岛屿”分布规律不同，海岛型超细纤维可分为定岛和不定岛两种。前者，“岛”组分有规则的连续分布在“海” 组分中，一般采用复合纺丝法纺长丝；后者，“岛”组分以原纤状无规则且不连续的分散于“海”组分中，但其主轴与纤维轴一致，一般采用共混法纺丝法得到粗细不匀、长短不等的短纤。目前，复合法纺丝使用的较多，因为它可以制得各种性能稳定的超细纤维。

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生产海岛型超细纤维的“海”和“岛”是两种热力学不相容组分，“岛”组分一般以 PET、PA 或聚丙烯为多，而“海”组分则选用COPET 、PE、PA 、PS及PET等。定岛型的岛数通常为 16 、36 、37 、5l 、64，200等。“海”与“岛”的比例从原来的60∶40 演变为30：70、20∶80甚至10∶90。在技术上也可以实现海组分比例为 2 %～10 % ，由于海组分少，溶去量小，相应成本可以降低，但因纤维之间空隙减少，会对织物风格造成一定影响。目前市场生产的海岛型超细纤维主要有 PET/COPET和 PA /COPET（或PET）两种，前者主要生产长丝用于生产各种纺织品，后者主要生产短纤用于合成革基布。

海岛型超细纤维仿麂皮绒染整探讨

超细纤维的应用范围非常广，制作仿真丝面料、中高档服装面料、超高密织物、仿桃皮绒织物、仿麂皮织物、医疗防护织物、纸制品等。这里我们主要介绍海岛型超细纤维仿麂皮绒的染整加工。仿麂皮绒有很多种类，主要分为机织物、针织物及非织造布三大类。机织物分纬向麂皮及经向麂皮；针织物又分为经编麂皮和纬编麂皮；非织造布则以超纤革为主。

主要介绍 PET/COPET 海岛型超细纤维仿皮绒机织物的染整加工。

退浆、精炼

海岛型超细纤维织物在纺丝和织造的过程中会引入一些浆料、油剂等杂质，如去除不当，对织物的染色会产生很大的影响。目前所使用的浆料以聚丙烯酸酯类浆料为主，必须在碱性溶液中才能去除，一般用纯碱即可满足要求。但是，采用喷水织机织造的织物必须用烧碱才能充分去除。

对于一般的薄型织物，退浆、精炼两者可以合一，但对于中、厚型织物，极易产生退浆不匀而影响产品质量。在退浆、精练前，应使织物在退浆精练液中无张力状态下静止6～6. 5min，使退浆精练液完全渗透到织物内部，同时尽量在无张力条件下和使用软水对织物进行加工。

退浆、精练一般在连续式减量机或高温高压溢流机中进行，工厂可以根据自身条件而定。

开纤

开纤是实现超细纤维的关键环节。海岛型超细纤维的开纤通常是用热碱将可溶性的COPET 水解溶离掉，得到蓬松柔软的超细纤维。

一般采用织物的失重率来控制织物开纤的程度。失重率是织物总重量的变化。不同织物的的失重率有所不同，主要由海岛丝“海”与“岛”的组成比例及织物的组织结构决定。在开纤时，由于碱的作用，会导致多方面的失重，这包括织物上未除尽的油剂(或浆料) 、“海”组分水解溶脱、“岛”组分的水解剥离。如果织物中存在高收缩丝，那么高收缩聚酯纤维也较容易水解失重。然而，“岛”组分及高收缩丝的水解是我们不希望看到的。这就需要对纱线原料及织物的组织结构有相当程度的了解，根据实际情况，采取有效合理的开纤工艺。

基于“海”组分COPET和“岛”组分PET对碱的水解速率不同及COPET可吸附阳离子染料的特性，有人研制了一种阳离子染料着色剂，用来测定“海”组分减量溶离变化，即：“岛”纤维开纤程度。通过显微镜观察及测定纤维失重率变化和着色深度变化，以观察海岛纤维溶离开纤变化。这种方法既方便又准确。

温度、碱剂用量及处理时间是影响开纤效果的三个重要因素。温度过高、碱剂浓度过大、处理时间过长，会造成“岛”组分的过度损伤，从而影响织物性能；而温度偏低，碱剂浓度偏小、处理时间不够，则开纤不彻底，不仅会对后续的染色增加困难，而且还会影响织物的最终风格。开纤的理想结果是：既要充分去除COPET，又要尽量防止PET岛纤维受到损伤，还应注意高收缩丝的损伤及收缩程度。

有些工厂将退浆、精炼、减量（开纤）在高温高压染色机中采用一浴法进行，缩短了工艺，降低了成本，但该方法对织物的风格有一定程度的影响。实际生产中，应根据客户的合理选择工艺。

定型

仿麂皮绒织物的定型分预定型和后定型。预定型的目的是消除前道工序产生的褶皱，以便后道磨毛（拉毛）工序能顺利进行。定型的温度要选择适当，温度太低则布面皱痕不易去除，影响后续磨毛及染色。严重时门幅稳定性不够，并影响成品的手感和风格；温度过高则布面发硬，有时还会产生色变染疵。一般预定形温度控制在 160～170 ℃，车速40-60m/min。染色后的定型主要是稳定门幅，使织物达到规定的尺寸和克重，此时温度可以高些，但定型温度的提高会使织物的色牢度（如：摩擦牢度，日晒牢度等）有所下降，需综合考虑。

磨毛

磨绒是海岛型超细纤维仿麂皮绒染整加工的关键工序，它不仅影响到染色质量，而且对成品风格起决定性作用。绒毛的长度和覆盖度主要受以下因素影响：背垫纱的长度，进布速度，磨毛砂棍的转速，织物与砂棍的接触状态，砂纸、砂料的形状和规格以及压力辊与砂棍间的间距等。工厂在实际生产中需要积累经验，才能很好的把握织物风格和手感。不同织物由于纤维性质、组织结构和染整前加工条件不同，所以磨毛工艺的控制也不同。为了便于起毛和磨绒，有时在磨绒前的预定型加工中加入起毛剂，磨绒后可获得一层具有“书写”效果的绒毛。

磨毛时，砂皮的选择一般是由粗到细，例如：砂皮数目从240目-600目。磨棍转速由低到高，如：800-1000r/min；转向与织物运行的方向顺反交替。

染色

海岛型超细纤维因其具有很小的线密度，其染色性能与普通涤纶相比具有明显的不同。

(1) 上染速度快

由于超细纤维细度小、表面积大、吸附染料快；又由于纤维半径小、染料扩散进入纤维的路程短、扩散时间段；此外纤维无皮层结构，无定形区含量也较高，所以染料上染纤维速度快，对高速纺丝的纤维更为明显。海岛型超细纤维不仅比普通纤维上染速度快，比相对较粗的裂片剥离性超细纤维的上染速度也快。

（2）匀染性差

影响匀染性的因素很多，对超细纤维来说，纤维线密度的均匀性和剥离开纤的程度对匀染性影响很大。纤维越细，上染速度越快，匀染性也就越差,纤维线密度不均匀、开纤不充分和不均匀，匀染性也差，而且很难通过控制染色条件来克服。所以海岛型超细纤维纺织品匀染性很难控制。

（3）移染性较好

超细纤维线密度小,纤维移染性则较好。为此，适当延长染色时间,提高移染程度可以改善匀染效果。但对于纤维结构、粗细或开纤不均匀引起的染色不匀,延长移染时间是无法提高匀染程度的。

（4）提升性好

提升性是指随着染料用量的增加，纤维上染料浓度递增的性能。提升性不仅取决于染料的结构，也和纤维的结构有关。不同纤维染色提升性不同。一般来说,在一定浓度范围内,线密度越低,纤维的染色提升性越好。这是由于纤维越细，比较面积越大,染料吸附越快,表面吸附染料量越多。相同条件下,纤维越细,吸附的染料量越多。

（5）显色性差

显色性通常是指在一定条件下，染色纤维颜色深度递增的性能。不同纤维的显色性有所不同，即使纤维上的染料浓度相同，显现的颜色深度也会有所不同。这和纤维的许多性质有关，特别是纤维的线密度和截面形状有关。超细纤维，特别是海岛型超细纤维的显色性比普通纤维低很多。主要原因是超细纤维线密度小、比表面积大，对光的反射和散射强，纤维的显色效率低。为了获得相同的颜色深度，超细纤维的染料浓度要比普通纤维高的多。在相同表观深度的条件下，纤维的线密度和纤维上的染料浓度有下述近似关系：

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由上式可知：纤维线密度越小，染料浓度则越高。超细纤维的染料用量往往是普通纤维的数倍。由此可知，超细纤维染不深不是由于染料上染量少，而是由于物理光学性能不同所致。

（6）颜色鲜艳度差

超细纤维不仅染不深，而且颜色一般不鲜艳，色光和普通纤维差别很大，其原因也是由于其物理光学性能不同，表面积大、直径小、散射能力大，会发生瑞利或米氏散射，这些散射都会产生一定的颜色，是染色纤维色泽变萎暗。

（7）染色重现性差

基于超细纤维上然速度快，匀染性差，显色性差和染料在纤维表面吸附量高等原因，超细纤维织物的染色重现性较差，特别是超细纤维与多种纤维，包括多种线密度不同、截面形状不同的聚酯纤维的混纺或交织织物，染色重现性更差。

（8）染色牢度差

超细纤维纺织品的染色牢度一般比常规纤维差，包括耐晒、耐洗和耐升华牢度。其原因主要还是纤维细、比表面积大。这一方面是纤维表面吸附的染料量多，光作用后易褪色；另一方面纤维细，光线容易透入纤维内部，使内部的染料也海岛型超细纤维及其织物的染整加工浅析易于褪色。较常规纤维不同之处，还包括染料深度对耐晒牢度的影响。表面吸附染料量多，自然也使耐洗牢度降低。同理，纤维受热时染料易发生热迁移，即由纤维内向纤维表面迁移较普通纤维明显，因而也引起褪色。这对海岛型纤维，特别是后整理后纤维上存在油剂、表面活性剂和整理剂时更为明显。它不仅引起牢度降低，还引起色变，是染整加工时特别要注意的问题。

（9）低聚物多

聚酯纤维中总是含有少量低聚物，一般情况下对纤维应用影响不大，但是在分散染料高温高压染色时，这些低聚物会从纤维内迁移到纤维表面，或落入染浴中。若沉积在纤维表面会给染整加工(包括纺织加工)带来问题，落入染浴中也有可能再粘附在纤维表面，产生染疵。最常见的疵病是产生染斑，这是分散染料

高温高压法染色易出现的问题。海岛型超细纤维由于纤维细，低聚物更容易从纤维内部迁移出来，且比表面积大，落入染浴的低聚物也易再粘附在纺织品表面；又因其纺丝方法不同于常规纤维，不论是海岛法，或是复合剥离法，纺丝时形成的纤维较粗，内部的低聚物不易洗除，剥离后纤维很细，比表面积又大，极易迁移出来。所以超细纤维染色时的低聚物问题比常规纤维染色严重，染液或纤维表面形成的低聚物量较多。所以，海岛型超细纤维纺织品染色的难度要比常规涤纶大很多。

注意事项

因海岛型超细纤维具有以上特殊的性能，所以其织物或者不同线密度混纺织物的染色要注意以下几点。

1、起始染色温度低

由于由于超细纤维表面积大，上染速度快，表面吸附的染料量多。表面吸附的染料具有 Langmuir定位吸附特征，匀染性很差。普通涤纶在90℃左右才有明显的上染，而有研究表明超细纤维在70℃左右就有很高的上染率。所以起始染色温度应大大低于纤维的玻璃化温度，一般应50℃起染。起染温度过过高，容易造成色花。

2、升温速度应慢，并应加快染液的循环速度

超细纤维因其具有较大的比表面积，对染料的吸附能力强，染料上染速率比普通涤纶快很多。所以，超细纤维织物的上染过程对温度很敏感。温度高于90℃后，超细纤维对染料的吸附明显加快，特别是 90℃～110 ℃，绝大部分的染料在这个过程中完成了吸附及上染，此时应控制好升温速率不宜过快，一般为0.5-1.0℃/min，这样可使染料均匀扩散进入纤维内部。否则，这个阶段升温速率过快很容易引起上染不匀，色花。即使在 120～130℃，此时染料已大量吸附到纤维上，但由于染料此时主要按 Nernst分配机理吸附在纤维内，温度高，分配吸附常数大，即吸附能力大，也易使染料分配不匀。含有不同线密度纤维的纺织品，更会因上染速度、上染量和染料在纤维内分布不同，而造成色差。加快染液的循环速度能够变相的降低因升温速率出现色花及头尾色差的机率。但是，也要注意，布速太快会对织物绒毛风格产生一定的影响，因此还需综合考虑。

3、分段升温、分段保温

在低于90℃时，主要控制染料在纤维表面均匀吸附；达到90℃后，接近纤维的Tg，染料加快向纤维内扩散，此时吸附速度随温度变化最快，为了均匀染色，增强染料在纤维表面移染，可以保温一定时间，在温度高于110℃左右后，染料已绝大部分吸附在纤维上，此时染料在纤维中的扩散速度很快，因此，再保温一定时间可以提高染料在纤维中的分配均匀程度。对含有不同线密度的纺织品，为了使不同纤维上的染料上染量或 K /S 值接近一致，也可以通过保温来提高均匀性。对于一些长期间从事超细纤维染色的工厂，对染料及织物有相当程度的了解后，也可以采用一步升温，但要严格控制升温速率，以免出现染色不匀及色花。

4、最高染色温度应根据纤维、染料及纺织品中线密度差别来确定

一般来说，超细纤维纺织品的 K/S 值在 120℃～125℃最高。高于这个温度 (如 130 ℃)，染料主要是吸附在纤维内部，即染料按 Nernst分配吸附在纤维无定形区，表面染料量相对较少，颜色更加稳定，摩擦牢度也较好，特别是染料浓度高时更为明显。所以，对深色品种来说宜采用130℃染色。如果染色助剂中含有促进染料扩散的组分，则可适当降低染色温度，保持在125 ℃左右。对含多种不同线密度纤维的纺织品，为了提高各种纤维的色泽均匀性，也应在 130 ℃附近保温较长时间。

5 严格控制保温时间

对于普通涤纶织物的染色，达到规定的保温时间后，继续保温对织物表观深度影响不大或略有增大；而对于超细纤维织物，尤其是超细纤维与普通涤纤维混纺的纺织品染色过程中，因纤维线密度的差异，使得染料在不同纤维上的分布情况有所不同（超细纤维多，普通纤维少）。随着保温时间的延长及浓度梯度的存在，染料会从超细纤维转移到普通纤维，这对织物染色品质的控制造成一定的困难。实际生产中应严格控制保温时间，避免出现缸差。另外，超细纤维的这个特性，对修色也有一定的指导作用。比如，ERD藏青对保温时间很敏感，可以通过延长保温时间的方法将正面深出来的兰光转移到织物背面。

6 降温速度慢，排液温度低

染色结束后，降温过程速度不能太快，一般为1.5-2.0℃/min，注水也不宜过早，一般60℃-70℃以下时才可注水排液，否则容易产生皱印，影响布面效果。

本文仅供参考。

来源：七彩云电商染者无疆印染时讯

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