我国从上世纪80年代开始应用水溶性 PVA 制成无捻毛巾。日本 MINTVAL 产品的市场占有率较大,我国中石化四川维尼龙纶厂也已大量生产水溶性 PVA ,并形成较完整产品系列,纤维价格也有大幅下降,为我国开发生产水溶性 PVA 新产品创造了条件。
1水溶性 PVA 基本性状和特征
水溶性维纶是由 PVA 改性而成,但其基本特性与 PVA 相似,具有良好的吸湿性、较好的强伸度、抗腐蚀性、耐日光性、耐碱性。纤维截面成圆形,尺寸稳定性和可溶性较好,对人体和环境无毒无害。
PVA 大分子链上有许多羟基,通过降低其相对分子质量和增加分子间距离,使分子具有水溶性,在一定温度下, PvA 能充分溶解。
水溶性 PvA 特点是具有水溶性,目前水溶温度一般为30~90℃,可按产品要求选用。
水溶性 pva 对环境温湿度十分敏感,据介绍其回潮率超过5%,强力将下降30%。长期高温、高湿会出现纤维收缩和粘结,对低温纤维更加明显。为此需注意纤维防潮密封,纺纱时控制温湿度和减少纤维摩擦升温。
水溶性 pva 纤维有长丝(长度35、38、40 mm )和短纤(长度6、8 mm )和牵切条(长度88 mm ±(5~
8) mm )等3类。常用的有四川维尼龙厂维纶水溶性短纤和日本 MINTVAL 水溶性维纶长丝
2水溶性 PVA 载体纤维纺纱方法
载体纺纱是以一种或几种纤维为主体,另一种纤维为载体,通过载体纤维将主体纤维共同纺成纱线,然后在
后加工中将载体纤维消除或部分消除,突出主体纤维的功能,充分发挥主体纤维的作用。以水溶性 PVA 为载
体的纺纱方法一般有如下几种;(1)水溶性 PVA 与主体纤维常规混合,一般宜采用棉条混棉,便于载体纤维
较集中的水溶;(2)采用细纱并合,反向加捻,采用载体和主体纤维分别纺纱,经并纱后用倍捻机或捻线机
将主体纱反向加捻,便主体纱退捻成准无捻纱;(3)采用空心锭纺包芯纱,利用空心锭平行纺纱机、花色捻
线机、包缠纺纱机纺成芯纱无的包缠纱,以主体纤维作芯纱,载体纤维作包缠纱:(4)用赛络纺或赛络菲尔纺制成水溶纱,以水溶性 PVA 粗纱和主体纤维粗纱纺成载体赛络纱,或以水溶性 PVA 长丝与主体纤维粗纱
纺成赛络菲尔纱;(5)用包芯纺方法制成水溶纱,用水溶性 PVA 长丝或短纤纱为芯纱,主体纤维作包覆纱,
纺成实心包芯纱,也可用主体纤维作芯纱,水溶性 PVA 长丝或短纤纱作包覆纱,纺成主体纤维包芯纱;(6)
用嵌入式纺纱法制成水溶纱,可用水溶性 PVA 长丝两根、短纤粗纱两股用嵌入式纺纱模式纺成复合水溶纱。
上述办法均可纺成各具特点的含水溶性 PVA 纤维的纱线。水溶性 PVA 性状与常规维纶相似,其可纺性是合成纤维中较好的,纺纱难度不大。
3水溶性 PVA 载体纺纱产品的特点
水溶性 PVA 载体纱在织造后,织物经水溶处理,产品有较大的物理性变化,对生产和成本有较大的影响。
3.1织物中成纱线密度降低,支数增大
由此可实现纺纱时线密度不受纱截面中纤维根数的限制,在织物形成超特细纱,如2 tex 及以下的细纱。
3.2织物中成纱捻系数降低
由于线密度减小,相应捻系数降低,织物变得柔软、丰满,但强力下降,对织物车度有一定影响。如欲在织物中保持原纱较高的捻系数,则需在纺纱时增加捻度,势必造成纺纱成本增加、捻缩加大、产量降低等负面影响。
3.3织物变得稀疏,紧度降低,透气性改善织物水浴后,经纬密基本不变,但织物覆盖性减小,空隙度增加。
3.4改善主体纤维的可纺性和可织性
应用载体纺纱技术,可以增加成纱的线密度,改善主体纤维强伸度,改善主体纤维的可纺性和可织性,减小断头率,提高生产效率。
3.5减少织物纬斜
因水溶性织物中,成纱捻系数减小或无捻,织物不会产生纬斜,有利于高端针织品的开发。
3.6纺纱成本增加
应用载体纺纱成本会增加,包括水洗费用和原料水溶性 PVA 的消耗等,因此混用水溶性 PVA 的比例尽量减小。
4水溶性 PVA 典型产品解析
4.1无捻毛巾及绒类产品
水溶性 PVA 的产品是无捻毛巾的开发。1987年我国在引进的德国 prafil 平行纺纱机
上,利用水溶性 pva 长丝包缠纯棉须条的包缠纱,制成无捻毛巾。无捻毛巾结构蓬松、手感丰满、条干均
匀,吸水性特佳,外观有绒感。吸水量比传统毛巾增加约20%,厚度增加约30%。按生活习惯无捻毛巾非常
适合欧美用户泼水洗脸,毛巾干吸的需要,无捻毛巾本可大量出口,因当时的样机产量低,水溶性 PVA 长丝
价贵,未形成商品生产。但105无捻平行纱获上海纺织局设计百花奖,"平行纺消化吸收和产品开发"项目获科技成果奖。
当前无捻毛巾已大量出口创汇。生产方法也有发展,如利用国产平行纺纱机FZZ008型生产包缠无捻纱,利用空心锭花色捻线机生产无捻包缠纱;利用水溶性 PVA 短纤纱或长丝与主体纯棉纱并合、捻线反向退捻纺成主体纯棉准无捻纱等。内销毛巾因水洗扭干,无捻毛巾强力较低,容易脱毛,应用不多。
与上同样原理,如果用羊毛、亚麻、合适的化纤,按上述方法同样可生产柔软、丰满的绒类织物和毛麻织物。
4.2空心纱织物
如果用水溶性 PVA 长丝或短纤纱作芯纱(载体纱),纯棉、 Tencel ?、 Modal 或其他纤维的粗纱作包覆纱,在细纱机上纺成刚性包芯纱,经水溶性 PVA 处理后就可形成中空、外层为主体纤维的空心纱。空心纱特点是无芯中空、密度小、有弹性,具有螺旋状的结构。产品蓬松和丰硕、立体感强,是当今纺织品的时尚新宠。风格特殊,可开发高端机织物和针织品。
纺纱方法与一般刚性包芯纱相似,要求包覆均匀、不能露丝、减少断头,控制芯纱比例以低于包覆纱30%为宜,确保芯纱位于包覆纱的中心。包覆纱捻度可偏高设计,一般捻系数为300-360。空心纱水溶后一般可经定捻处理,稳定成纱捻度。
4.3绣花底布、蕾丝底布等深加工织物
利用水溶性 PVA 可制作绣花底布和蕾丝底布,保留绣花和蕾丝的花型以及作为编织物的结构纱。
水溶性 PVA 纱线与其他纱线交织,在染整工序水溶性 PVA ,可得到经纬镂空或提花镂空、手感柔软、蓬松的深加工织物、花边等。
4.4难纺纤维的织物
难纺纤维是指可纺性极差,一般方法难于纺成合格的、符合要求纱线的纤维。如木棉、芒麻、兔毛、山羊绒、甲壳素纤维、芳砜纶等。若将它们与水溶性 PVA 纤维混纺,就可改善其可纺性和可织性。通过后加工水溶性 PVA ,就能在织物中形成难纺纤维的纯纺纱或混纺纱,发挥难纺纤维的性能和特长。嵌入式纺纱必须先将难纺纤维纺出,纺成粗纱。
4.5特细线密度织物
传统纺纱因受成纱截面根数的制约,一般只能纺制3 tex 以上的细纱。欲纺3 tex 以下的特细纱,在保证原料前提下,可用水溶性 PVA 长丝与轻定量粗纱,按赛络菲尔法纺成细纱,也可用嵌入式纺纱法,将两根水溶性 p va 长丝与两束轻定量粗纱喂入(前者置于外侧,后者放在内侧),汇成2组加捻三角区,交捻成纱。水溶性 P VA 后两种方法均能在织物中形成3 tex 以下的特细纱,但织物强力降低,织物稀疏,实用性受到一定影响。两种方法都要求纺好轻定量粗纱,细纱牵伸倍数不能太大,否则影响成纱条干、强力。相对嵌入式纺纱比赛络菲尔法纺纱质量和可纺性较好,但成本太高、管理复杂;它纺纯棉高支纱的优点不如纺多组分、多花色纱线那样有利。
5水溶性 PVA 的其他用途
(1)制成水溶性缝纫线、洗衣袋、水溶性复合包装袋、一次性防尘袋、一次性非织造布(用作湿法非织造布的粘合剂和增强材料);(2)超短纤维水溶性 PVA 强度高于纸浆纤维,纤维未溶解部分可作为纸浆纤维使用;(3)水溶性 PVA 牵伸纱采用机械卷曲,卷曲牢度高,适合纺织粗号纱和非织造布加工)(4)水溶性 PVA 毛条可用于与棉、麻、涤纶等纤维混纺,制造毛类产品,特别是细薄型毛织品:(5)有关文献介绍,未溶 PVA 产品还可以用于农业育秧布、特种工作服,用作布雷、降落伞等用途。
(2)水溶性 pva 的其他用途
(3)(1)制成水溶性缝纫线、洗衣袋、水溶性复合包装袋、一次性防尘袋、一次性非织造布(用作湿法非织造布的粘合剂和增强材料);(2)超短纤维水溶性 PVA 强度高于纸浆纤维,纤维未溶解部分可作为纸浆纤维使用:(3)水溶性 PVA 牵伸纱采用机械卷曲,卷曲牢度高,适合纺织粗号纱和非织造布加工;(4)水溶性 PVA 毛条可用于与棉、麻、涤纶等纤维混纺,制造毛类产品,特别是细薄型毛织品;(5)有关文献介绍,未溶 PVA 产品还可以用于农业育秧布、特种工作服,用作布雷、降落伞等用途。
(4)6水溶性 PVA 的水解处理
(5)以水溶性 PVA 为载体的织物,必须将织物的 PVA 充分水解,才能发挥织物的特性和功效。水溶温度应按纤维的要求制定,一般为40~90℃,水洗时一般应比要求温度高出10℃以上,通常用沸水水溶。溶解温度对溶解率和收缩率的影响分别见图1和图2。
(6)一般水溶比应达1:40,水浴温度由低到高,并不断搅拌,采用溢流换水,排除废水,一次性溶解。如清除不净,干燥后会影响织物的柔软性和蓬松感,甚至影响织物的印染效果。织物在处理前应避免接触高温。如长期使用,可考虑将排出废水 PVA 回收,以节省成本,避免环境的影响。
(7)7结语
(1)水溶性维纶用途广泛,目前已涉及纺织、造纸、农业、国防、服装加工等领域,具有较大的发展前途;
(2)水溶性维纶可发展无捻毛巾、空心织物、可纺性差的纤维纺纱织布、特高支纱线织物、绣花、蕾丝、镂空织物底布等新型时尚的产品。水溶性维纶产品成本高,应开发附加值较高的高端产品:(3)水溶性维纶可通过传统的混纺、赛络菲尔纺、包芯纱纺、嵌入式纺等方法实现载体纺纱,各具特点;(4)要重视水溶性维纶的优选和织物后加工的水溶解处理。
(10)参考文献
沈蔚,译,一种新的合成纤维﹣﹣水溶性维纶长丝和维纶底布的应用[]、刘荣清,校、国外纺织,1985