超细纤维-经济百科

超细纤维(SuPErfine Fibre/Ultrafine Fiber/Microfiber)

什么是超细纤维

超细纤维是指单丝线密度较小的纤维，又称微细纤维。

超细纤维的发展历史

人类最早使用的纺织纤维是天然纤维——棉、麻、毛、丝，其中桑蚕丝当属穿着性能最好的纤维之一，它的线密度在1.ODTex左右；而最初化学纤维的线密度只能做到5—6dtex，无论从穿着的舒适性或是外观的美感等方面都有缺欠。

超细纤维的概念源于日本，纤维的细日．化始于对蚕丝的模仿。随着日本合纤工业的发展和消费者对合纤织物性能苛求的不断升级，20啦纪70年代，日本合纤工业进入了模仿天然纤维的改性时期。但单纯模仿天然纤维性能的改性难以满足消费者的需求，至80年代，日本合纤工业遭遇被冷落的境地。面对这一事实，日本各大化纤仓业从崭新的观念——超细纤维是具有尤限潜力的纤维新材料出发，依靠人类智慧和努力开始了新的挑战。他们一方面继续着眼于合成纤维的天然化，同时又致力于发现各种化学纤维所具有的特种功能性，再赋予新的认识，用高超的技术手段终于开发出天然纤维也难比拟的高性能、高附加值的纤维材料——超细纤维。所谓“新合纤”，就是以超细纤维为基础的新纤维材料。

纤维细日化最早的方法仅限于外观卜的模仿。例如，采用碱减量技术，将聚酯纤维用稀碱液进行处理，使纤维的表面水解，在纤维表面形成许多微细的凹凸坑穴，同时实现纤维的细化。碱减量处理后，纤维质量变轻，纤维表面的凹凸坑穴结构使纱线结构变得疏松，从而使织物手感柔软、光泽柔和，并具有较好的悬垂性。随着纺丝成型技术的进步，又诞生了一种纤维细旦化的方法，即将纤维制成三角形截面的异形纤维方法。这种方法也是从外形上寸蚕丝进行模仿，使纤维获得真丝般的光泽，而且为使织物获得“丝鸣”效应，在三角形纤维的三个尖端处又设法做出了小的凹槽。但是，这些方法也只能做到“形似”，在性能上远不能达到真丝的水平旧。

真正意义上的超细纤维的发展是从复合纺丝技术的成功为开端的。大致可分为三个阶段。

第一阶段：20世纪70年代，这是超细纤维发展的第一次高潮。这一阶段的研究内容是“如何制造超细纤维”，日本钟纺公司于1962年开始研究，并于1965年实现了工业化的“并列型”复合纤维。该纤维是利用两种组分的不同收缩性能，获得永久自发卷曲效果，主要为用于女式长筒袜而开发。在“并列型”复合纺丝技术的基础上，1968～1971年期问，该公司又研究、开发“并列多层型”复合纤维，该纤维于1981年实现了工业化，并成为后来“米字型”(又称放射型)、“中空放射型”、“齿轮型”以及“橘瓣型”等多种裂离型复合纤维的技术基础。这一阶段研究的超细纤维制造技术，成为后来发展超细纤维的基石。因此，也可以将这一阶段称为超细纤维制造的基础技术确立时代。

第二阶段：1981～1985年期间，是以超细纤维应用为目的的商品开发时代。超细纤维技术的发展总是和它的应用开发相互促进的。在第一阶段的1970年日本东丽公司开发了仿麂皮织物，1972年钟纺公司开发了仿真丝织物。到了1981年，可乐丽公司和钟纺公司分别推出了第二代人造皮革和超高密度织物，1985年钟纺公司的高性能擦拭布投放市场。这些产品伴随着技术的发展不断取得成功。进入20世纪80年代以后，美国DuPont公司、英国ICI公司、德国Houchist公司以及部分东欧国家、苏联、中国和韩国的—些公司，也相继加入了这一行列。

第三阶段：从1986年以后至今，是超细纤维发展的第二次高潮。这一阶段主要是研究和发掘超细纤维功能的时代。探索超细纤维所具有的特性及功能性，这些研究工作为进一步开发超细纤维在更广泛领域的府用提供了依据，也为开发更细的超极细纤维提出了新的期望。有些研究工作又重新回到了超细纤维生产技术的原始研究开发阶段，以期获得制造更细的超极细纤维的生产技术。

研究工作者利用橘办型超细纤维织造的织物的高密度特性，没计了高密度防水透气织物；利用橘办型和并列多层型超细纤维具有尖锐棱角的特性开发了高档擦拭布；利用超细纤维柔软的悬垂性制作了仿真丝绸织物；人们也在利用超细纤维织物或非织造布的高密度特征及其所形成的虹吸效应等，探索它在过滤材料，吸水、吸汕材料，减阻材料等产：业领域中的应用。

尽管人们对超细纤维特性的认识在不断加深，但仍有许多特性未被知晓。人们就是在这种实践一认识一再实践一再认识的循环过程中不断地、苦苦地探索与追求着，以求扩大它的应用领域，开发新的制造技术。有人称超细纤维是“占领型”的一类新材料，它不同于阻燃纤维、可染纤维、吸湿性纤维等一类仅在某一特定性能领域有所需求的“需要型”纤维，它是人类梦寐以求的具有无限潜在使用性能的新材料。从超细纤维的总体发展历程不难发现，它与其他“需要型”纤维材料的开发有着不同的研发过程。“需要型”纤维材料的开发过程是从市场需求出发，经过研究，制造出该种新材料，然后加工成产品供给消费者。其特点是从现有产品中发现问题和不足．再对产品的结构和性能反复研究，找到症结后再开发出新的技术，制造出新一代的产品；如此循环往复，不断改进和提高产品性能，满足消费者的需求。而超细纤维材料的开发研究是从一种“理念”出发，并无明确使用目的，待开发出新材料后，再不断研究该材料的特性和功能，最终依据材料的特性和功能开发出应用产品。

超细纤维的特点

(1)超细纤维的单丝细度和单丝截面直径比真丝或其他天然纤维都小，卷曲模量低，因此织物的手感柔软、细腻。

(2)超细纤维单丝弯曲刚性小，手感柔软，织物悬垂性好。但是，这也影响了其变形长丝的卷缩率。弯曲刚性越小，则卷缩率越小，蓬松性越差，同时使织物不够挺括。

(3)超细纤维的绝对强力较低，但由于其线密度小，相同号的纱其截面纤维根数比常规纱多，因此纱的总强度较高。这有利于在后加工中对织物进行起绒或砂洗处理，来制备仿麂皮、仿天鹅绒等高档织物，又使产品具有较好的耐磨性和抗皱性。

(4)超细纤维的比表面积大。同样线密度的超细纤维纱线表面积大约是普通化纤纱的两倍，从而提高了织物的蓬松性、覆盖性和吸收能力。

(5)超细纤维具有良好的集束性和可织性，适应于喷水、喷气、有梭、片梭、剑杆以及针织等多机种生产。

超细纤维的应用

超细纤维以涤纶、锦纶纤维居多，用途也最广，较多直接使用超细长丝纱，超细短纤维使用较少。超细纤维可以纯纺或与棉、毛和黏胶等天然纤维混纺，也可与常规纤维纱线交织，织成各种风格的针织物和机织物。此外，超细纤维也广泛用于非织造布的生产。其主要用途如下。

1．人造麂皮

人造麂皮是在20世纪70年代大量涌现出来的一种人造皮革，它的出现带来了超细纤维的迅猛发展。

随着仿造技术的不断进步，人造麂皮在结构、外观和物理性能上都类似甚至优于天然麂皮，它不仅具有天然麂皮的可写性、柔软的手感、好的外观，而且还具有天然麂皮所缺乏的功能性特征，如具有可洗性、尺寸稳定性好、染色牢度好、抗皱性好、防霉防蛀性好等。人造麂皮所用纤维的细度在0.006～0.3dtex之问，可用来制作高档服装、室内装饰、手套、鞋帽、箱包等许多产品。

2．仿真丝绸

仿真丝绸产品继人造麂皮开发之后，掀起了超细纤维应用的第二代浪潮，现已成为超细纤维的主要用途之一。

由于超细纤维纤度小，抗弯刚度低，使仿丝织物手感柔软细腻。同时，超细纤维增加了丝的层次结构，纤维内部反射光变强，消除了合纤丝外观的蜡质感，使织物具有真丝般的光泽。

仿真丝绸一般所用的纤维为0.5dtex左右，所得制品的手感柔软，外观华贵，是制作高档礼服、外衣及内衣的良好材料。

3．超高密织物

超高密织物是20世纪80年代初期研制成功的，它的广泛应用推动了超细纤维发展的第三代浪潮。

由于超细纤维细度细，单纤维之间的间隙小，比表面积大，可织造结构紧密的超高密织物。超高密织物具有优异的拒水、防风、透气等性能，不需要任何涂层或复合膜，即可加工成各类功能性服装。可用于制作高档运动服、便服、外套、羽绒夹克、滑雪衫、高尔夫球服、风雨衣等。

4．高效清洁布料

高效清洁布料是继超细纤维发展的第四代浪潮——第二代人造革产品的出现之后而出现的，因此属于超细纤维发展的第五代产品。

用超细纤维制作的清洁布具有较复杂的空间三维结构和良好的毛细管效应，能吸收较多的液体或灰尘，因纤维线密度低，布料柔软不会对擦拭的表面造成损坏，且无纤维碎屑残留。可用作高精密仪器、照相机镜头、光学仪器、电子零件及大规模集成电路板、医疗器皿、民用镜片等的清洁布。

5．其他用途

(1)服装业上的应用

薄型起绒风格织物，即桃皮绒类织物。超细纤维手感柔软，配置在织物的表面，经砂洗整理后被磨断的短纤维耸立在织物表面，具有细腻、柔软的茸毛感。和人造麂皮绒相比，桃皮绒质地更为柔软，手感和外观更细腻，在织物外观几乎看不出绒毛，但触摸时却能感觉到，类似“桃皮”而由此得名。其技术关键是纺纱和织物结构的设计以及织物磨毛和化学起绒等技术。桃皮绒织物所用纤维的细度在0.3～ldtex左右，可用作运动服、衬衫、内衣、时装、床上用品等。

精梳强捻风格织物，属于精梳仿毛型织物，是从20世纪90年代时开始开发的，具有高密度、蓬松和超羊绒的手感。于爽感风格织物，触摸时有一种清爽、清凉、干燥温暖的感觉，属于新合纤技术。

(2)过滤材料

超细纤维的直径小，比表面积大，织物的孑L隙率高，孔径小而均匀，可用作液体或空气的过滤材料，具有过滤速度快，对分离物的捕集能力强等特点。可用作血液分离过滤器、油水分离器、空气过滤器、防尘布、精密操作用罩布及香烟过滤嘴等。

(3)吸液材料

由于纤维细度细，纱线内纤维总比表面积大，利于吸收水分，织物中空隙率大，提高了织物的毛细效应，能够使水分迅速吸收并扩散。可用作吸水剂、吸油剂、墨水贮藏材料及化学电容纸等。

(4)保温材料

由于超细纤维之间空隙较多，可以储藏大量的空气，同时纤维较细，纤维间接触点多，使纤维间相互滑动困难，因此能够保持其中的空气静止稳定，有很好的保暖性能，可广泛用作保暖产品，如人造羽绒、冬装絮料和无纺织物的填充材料等。

(5)生物工程材料

由于超细纤维与人体有很好的相容性，同时致密柔软的超细纤维织物，可防止血液的渗透，广泛用于生物医用品。如人工膜、人造血管、人工脏器、血细胞分离器、酶支持物等。

(6)海洋用织物

这种织物具有防止与水接触的表面生长海洋生物的能力。在水闸、船体外壳上经常附着贝克、海藻等生物，影响了设备的正常运转。用超细纤维制成的覆盖物可以抑制它们的附着。此外，超细纤维滤布，可用于去除海水中的浮游生物。

除此之外，超细纤维还可用于造纸材料，如制造高强力纸、清洁包装袋、扬声器纸盒、吸液纸和卫生巾等。同时还可用做离子交换材料，电子行业中的硅铜晶片或铝盘的摩擦片，医疗防护产品等。

超细纤维的制取方法

超细纤维可分为长丝型和短纤维型。其中，服装面料多采用长丝型超细纤维织制。它们的制造方法主要有直接纺丝法、复合纺丝法和共混纺丝法。其中复合纺丝法又分机械剥离法、溶解剥离法和水解剥离法，共混纺丝法有溶解剥离法和水解剥离法。

(一)长丝型超细纤维制取方法

长丝型超细纤维目前有多种制造方法，但是主要有直接纺丝法和复合纺丝法等几种。

1．直接纺丝法

直接纺丝法就是采用传统的挤出法，这种方法包括熔融纺丝、共混纺丝和干法纺丝，直接制造超细纤维。用直接纺丝法获得的单组分超细纤维，后道工序无须进行诸如剥离成两组分或除去第二组分等复杂的加工，获得的超细纤维最低线密度在0.1dtex以上，容易断头和起毛丝，染色性较好，但显色不良，面料一般手感较硬，难于获得高质量的触感。

2．复合纺丝法

复合纺丝法是把聚合物纺丝液交替排列挤出纺丝孔制成纤维的方法。与直接纺丝法相比，复合纺丝法可以获得均匀的超细纤维。复合纺丝法可分别制得海岛型、分离型或剥离型和多层型超细纤维。

(二)短纤维型超细纤维制取方法

短纤维型或随机型超细纤维的制取方法有熔喷纺丝法、闪蒸纺丝法和共混纺丝法等。

1．熔喷纺丝法

熔喷纺丝法又称喷射纺丝法。其制取过程是将热可塑性的树脂熔体或混熔体，在热气流中挤压细化，再经捕集装置捕集成网，最终形成非织造布。

2．闪蒸纺丝法

闪蒸纺丝法的加工过程是当聚合物溶液形成纤维时，溶剂瞬时汽化脱离聚合物，而高聚物被喷化成线密度达0.1-0.5dtex的超细纤维。

3．共混纺丝法

共混纺丝法又称混合纺丝法。在用此方法加工时，双组分共混聚合物熔体经过挤压和拉伸成为复合纤维，其中有分散相和非分散相(基体)，非分散相在溶剂中被溶解掉后，分散相聚合物形成超细纤维。