具有新功能品质的粘胶纤维

具有新功能品质的粘胶纤维
W. Roggenstein;骆为林;行兰
【摘要】再生粘胶纤维基于其广泛的各种纤维性能持续成功已有100多年的历史。

粘胶纤维的性能和天然纤维如丝、棉的性能类似。

粘胶纤维早已用于具有排出体液、色彩鲜艳的柔软服装纺织品的生产。

粘胶纤维对皮肤友好,具亲水性和可吸收性。

它完全适合用于卫生用品。

粘胶纤维具有机械稳定性、化学稳定性以及热稳定性,
但由于它的分子结构,粘胶纤维也可化学活化。

这种纤维对于汇集功能品质的产业
用途来说,是一种理想的选择。

%The continued success of regenerated viscose fibers over more than 100 years has been based on a broad spectrum of fiber properties.The fiber properties are similar to those of natural fibers like silk and cotton.For a long time viscose fibers have been used for soft apparel textiles with body-skimming fluidity and brilliant colors.Viscose fibers are skin-friendly,hydorphilic and absorbent.They are perfectly suited to use in hygiene applications.Viscose fibers are mechanically,chemically and thermally stable,but may also be chemically activated on account of their molecular structure.These fibers are an ideal option for technical applications with integrated functional qualities.
【期刊名称】《国际纺织导报》
【年(卷),期】2011(000)008
【总页数】4页(P4-4,6-8)
【关键词】粘胶纤维;改性;“意大利纤维”;Poseiodon
【作者】W. Roggenstein;骆为林;行兰
【作者单位】Kelheim纤维公司德国;不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TS102.511
与由石油制成的合成纤维相反，粘胶纤维是由最重要的有机和天然聚合物、纤维素生产的。

Kelheim纤维公司采用经营的种植园中的桉树和山毛榉树提取纤维素生产粘胶纤维。

公司满足FSC标准的要求，其生产的粘胶纤维是按照DIN Certco 作为可堆肥，并可完全生物降解的材料进行注册的。

Kelheim纤维公司生产的粘胶纤维是由水和CO2通过光合作用转化为纤维素的天然循环的一部分。

在以后工序中成为用于各种用途(如纺织品、非织造织物、卫生用品以及特种纸)的独特的基本材料。

这些产品用后分解成H2O和 CO2，是完全可以降解的;产品循环是完全闭路的。

几年前Kelheim纤维公司已为它的生产工艺铺平了与环境协调的管理道路，在此，闭路循环的原则和最少耗用原材料也已优先做了考虑(图1)。

粘胶纤维的生产是由不同类的、被污染的纤维素纤维转变为具有物理和化学特性十分分明的特制的纯纤维素组成的。

Kelheim纤维公司回顾了75年的经验，为了开发新型特种粘胶纤维，动用了它的知识、它自己的中试生产线以及密集的全球研发网络。

为了开发新型的功能品质，需对粘胶纤维进行改性。

最简单的纤维改性是改变线密度和短纤长度。

Kelheim纤维公司可提供线密度为0.5～28 dtex、短纤长度为3～280 mm的、宽广的产品系列，及湿的和干的粘胶长丝束。

纤维的物理特性强烈地受到截面形状的影响。

除了商品名为Danufil的圆形截面
(图2)外，Kelheim纤维公司还提供十分著名的截面改进，如商品名为Viloft的扁平形截面(图3)和 Galaxy的Y形截面(图4)。

在此，用于纤维改性的许多功能添加剂是通过物理工序加入这种纤维的。

和熔体纺丝法中生产的天然石油基合成纤维相反，湿法纺丝法中有可能采用对温度敏感的添加剂。

Kelheim纤维公司采用纺前染色的长期经验，拥有可用于物理加入添加剂的技术。

一个典型的例子是采用加入相变微胶囊，生产可进行温度调节的气候粘胶纤维(图5)。

粘胶纤维的分子结构是化学功能化的理想伙伴。

添加剂在纤维基体中或在纤维表面由氢键和共价键牢固地结合在纤维基体中的纤维素分子上(图6)。

过去两年，Kelheim纤维公司在此基础上已开发了不同用途领域、具有新功能品质的粘胶纤维。

首先集中开发了“意大利纤维”家族，开发的品名为 Verdi，Bramante，Dante 和 Bellini(图7～图10)。

可根据各用户需求，加入功能纤维素聚合物，从而改变Verdi纤维的内在特性(图7)。

Bramante粘胶纤维为一种多孔状中空纤维结构，空心间具有稳定的隔墙，图8为其纵剖面。

Dante纤维为Verdi和Bramente工艺结合的产物(图9)。

这种100%的纤维素纤维兼有并倍增了其基本纤维组分的特性。

Bellini纤维的结构十分独特。

虽然其他粘胶纤维一般也具有相当规则和锯齿状结构，但Bellini粘胶的特点在于其具有很大纵横比、十分扁平的截面，及非常光滑的表面(图10)。

表1汇总了“意大利纤维”的特性。

特别是Verdi和Dante纤维结合了自身的非常不同的特性。

改性粘胶纤维与普通型粘胶纤维相比，特有的吸水性显著增加。

“意大利纤维”和普通型粘胶纤维Danufil的吸水性见图11。

吸水性反映水在纤维中的结合程度。

普通型粘胶纤维的吸水率约为90%，采用中
空结构提高为 2.5 倍(Bramante)和 4.5 倍(Dante)。

纤维状产品的吸水性取决于纤维状产品特有的纤维吸水性和结构。

“意大利纤维”的优点是由转化为较高产品吸水性的、特有的纤维吸水性造成的，与纤维状产品的结构无关。

在水系统中很好的纤维分散、没有纤维的凝聚是湿法成网所需要的。

由于凝聚倾向，在这种悬浮液中纤维浓度的最大值受到了限制。

采用Kelheim纤维公司生产的Verdi和Dante纤维，纤维浓度的最大值可为普通型粘胶纤维Danufil的5 倍(图12)。

Verdi和Dante纤维的凝胶效应是以在水的作用下表面织态结构的可逆变化来表
征的。

纤维表面上变成了凝胶状，但没有纤维状结构的损失。

得到的另一优点是自熄性效果。

未经处理的纤维素纤维点燃后会完全烧掉，而Verdi和 Dante纤维在开始点燃几秒钟后便会熄灭(图13)。

在湿法成网产品中，Bellini纤维具有杰出的自黏合能力。

尽管普通型粘胶仅借助其他纤维和湿增强剂就可产生一种稳定的结构，而当单独采用100%的Bellini纤维时即可得到一种具有黏合并可采用的结构。

为表明此特性，图14显示了不用湿增强剂，只用100%纤维素纤维生产的纸的抗撕裂性。

Kelheim纤维公司的“意大利纤维”具有十分宽广的特征参数，可按照各用户的
要求进行研发和调节。

特别是在需要大量和迅速吸水的场合，拥有许多纺织和产业的用途。

在湿法成网法中利用高度分散和黏合性能就可有新的选择。

Verdi和Dante在易着火的应用场合中体现了其阻燃性。

凝胶效应提供了新的表面特色，
同时还保留了纤维状的结构。

除“意大利纤维”家族外，Kelheim纤维公司还研发了两种更新的纤维类型。

深染纤维是一种化学改性的粘胶特种纤维，具有比普通型粘胶高40倍的染料吸收能力。

独创性的研发优化了粘胶、聚酯制成的纺织品的染色加工，在要求快速、染料有效吸收的所有领域中，已经发现其可能的广泛用途。

这些高度专业化的粘胶纤维可加工成纸和非织造织物，能轻易地适合于任何形状的需求并得到应用，如用于染坊废水脱色的过滤器芯子。

以希腊神话中的海神——Poseidon命名的粘胶纤维是一种具有离子交换性能的粘胶特种纤维，纤维载有所需要的离子，并以控制的方式释放。

Poseidon 纤维可以轻易加入纸或非织造织物中(与离子交换粒料相反)，并可应用于任何形状的过滤器芯子。

Poseidon的另一优点是其传递速率高。

由于纸中十分小的活性颗粒和大量又细又短的粘胶纤维，从而得到一种很大的活性表面，并借此，纤维素粘胶纤维的亲水特性提供了优异的传递份额。

Poseidon可用于水的软化，如用于茶袋、咖啡软包，或为了循环的目的用于重金属的过滤。

它可从所有类型的液体中除去有害的酸，并可通过在纤维中载入如银或铜的金属离子，使产品具有抗菌作用。

Danufil，Galaxy，Outlast，Viloft均为注册商标。