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一海島型復合紡絲—水解剝離法超細纖維制造技術的由來    海島型復合紡絲是分別將兩種聚合物(例如PET、EHDPET)進行預結晶、干燥后，在各自分別控溫的螺桿擠壓機中熔融擠出、過濾、計量，送人紡絲箱體；紡絲箱體內(nèi)裝有特殊結構的紡絲組件，兩種聚合物的熔體按照各自的路徑，分別經(jīng)過過濾器、分配板等，在噴絲頭小孔處匯合，并形成由一根根單纖維組成的復絲，再經(jīng)過冷卻、固化得到初生纖維；然后直接經(jīng)上油、拉伸、定型、(網(wǎng)絡)卷繞成成品絲——每根單纖維都分布著多個“島”的海島型復合纖維(參見圖3-8)。    水解剝離法超細纖維制造技術是相對于溶解剝離法超細纖維制造技術而言的。例如，較早的超細纖維制造技術中有利用復合紡絲法制造以聚酰胺6(PA6)為“島”相，以聚苯乙烯(PS)或聚乙烯(PE)為“?！毕嗟暮u型復合纖維的實例。將該海島型復合纖維用甲苯、二甲苯等有機溶劑溶除掉作為“海”相的PS或PE后，便可以得到PA6的超細纖維。此法在當時開創(chuàng)了一種制造超細纖維的新技術，世界上最細的超細纖維即源于此項技術。但是，它沒能形成產(chǎn)業(yè)化，因為生產(chǎn)過程中使用了有毒、易燃、易爆的甲苯、二甲苯等有機溶劑，這不僅給工作環(huán)境造成困難，而且生產(chǎn)設備需要增加各種安全措施，此外還要增設甲苯、二甲苯等有機溶劑的回收裝置，最終導致工藝流程加長，生產(chǎn)成本提高。有鑒于此，20世紀80年代后期，有人提出了水解剝離法超細纖維制造技術。簡言之，若將上述溶解剝離法超細纖維制造技術中的“?！毕嘟M分PS或PE改換為易水解聚酯EHDPET(當時稱之為水溶性聚酯WSPET)或其他水溶性聚合物(如PVA)，便可以使用稀堿溶液或熱水將“?！毕嘟M分溶除，得到超細纖維。這樣，不僅可以避免使用甲苯、二甲苯等有機溶劑帶來的麻煩，而且可以利用現(xiàn)有的染整加工設備，在實施堿減量工藝的同時完成復合纖維的剝離過程，得到纖維線密度為0.04-0.05dtex的超細纖維。當然，水解剝離法超細纖維制造技術不僅可以用于海島型復合纖維，也可用于多層并列型、橘瓣型、中空橘瓣型或米字型復合紡絲法得到的復合纖維，只要用易水解聚酯或其他水溶性聚合物取代上述復合纖維中的任意一個組分即可。需要指出的是，應用不同的復合紡絲技術，最終得到的超細纖維的線密度是有區(qū)別的。二海島型共混紡絲—水解剝離法超細纖維制造技術的發(fā)展   以PA6和PE兩種非相容高聚物組分進行共混紡絲，得到以PA6為“島”相，以PE為“海”相的基體一微纖型(俗稱不定島的海島型)纖維后，也要經(jīng)甲苯、二甲苯等有機溶劑溶除掉“?！毕郟E，才能得到PA6的超細纖維，但這種技術目前還在發(fā)展中。這是因為惟有這種方法才可以生產(chǎn)出線密度為0.0005dtex左右的超細纖維，即到目前為止，還未找到一種可以替代的工藝技術能夠制造出這樣細的纖維，同時又不使用有毒、易燃、易爆的甲苯、二甲苯等有機溶劑。    隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們終有一日會研究出可以取代上述技術的新方法。北京服裝學院已經(jīng)做了多年實驗室的研究工作，以PA6、PET或PP為一組分，與EHDPET構成非相容或部分相容高聚物共混體系進行紡絲，得到了以PA6、PET或PP為“島”相，以。EHDPT為“?！毕嗟幕w一微纖型纖維結構，經(jīng)堿減量處理后可以得到PA6、PET或PP的超細纖維。這一工作的完成有可能使超細纖維的生產(chǎn)技術得到一次新的提升。倘若將它與水性聚氨酯浸膠技術相結合，將對人造麂皮生產(chǎn)過程的“綠色環(huán)?！被哂袠O大的推動作用。作為水解剝離法超細纖維制造技術，其關鍵技術是易水解聚酯EHDPET的合成及其性能的控制。三海島型復合纖維生產(chǎn)工藝的技術要點1海島型復合纖維的生產(chǎn)工藝流程    以易水解聚酯EHI)PET切片與PET(或PA6)切片為原料，利用復合紡絲技術制備海島型復合纖維的生產(chǎn)工藝流程如圖3-13所示。2海島型復合纖維生產(chǎn)工藝的關鍵技術    海島型復合纖維生產(chǎn)工藝的關鍵技術有以下幾點(按生產(chǎn)工藝順序排列)：    (1)EHDPET的制造及其性能控制。    (2)HDPET切片預結晶及其干燥過程中粘結的防止，主要措施是：預結晶時采用大風量或采用機械性強制攪拌；控制適當?shù)臒犸L溫度，同時使用低露點(-80℃)減濕空氣，使干燥時間縮短，達到防止切片熱降解的目的；將EHDPET的含水率嚴格控制在3×10-5(30ug/g)左右。    (3)PET干切片的含水率控制在3×10-5(30ug/g)以下。若使用PA6時，干切片的含水率控制在8×10-5(80ug/g)左右。    (4)避免EHDPET熔融后的熱降解。熔融EHDPET時，螺桿應采取由低至高的逐漸升溫原則，且EHDPET熔體管路系統(tǒng)最好設立輔箱體進行單獨控溫，而后與另一組分PET(或PA6)熔體共同進入主箱體，即采用所謂“雙箱體”式設備有利于分別控制各組分的熔體溫度(圖3-14)。    (5)選擇適宜的紡絲溫度，使PET(或PA6)與EHDPET在紡絲時的熔體粘度相近，以保證良好的可紡性。冷卻吹風條件與單組分吹風條件相同。    (6)EHDPET/PET(或PA6)的質量比控制在(30/70)～(25/75)較為合理。EHDPET含量過少，雖然成本降低，但最終復合纖維難以剝離，導致織物染色不良；EHKPET含量過多，則增加成本。    (7)生產(chǎn)復合長絲時，噴絲孔的排列應認真考慮，通常噴絲板直徑多為115mm，孔數(shù)為36孔，每孔24島或37島。紡長絲時一般采用側吹風冷卻方式，風溫20～25℃、冷卻風相對濕度80％、風速0.5m/s，保證每根單纖維的冷卻均勻性。各紡絲位絲束張力的均勻性也是影響纖維物理機械性能及染色均勻性的重要因素。紡制POY的紡絲速度為3200m/min左右；紡制FDY時的紡絲速度為4200～4500n/mln。POY絲通常再做假捻處理，且假捻加工時可與潛在性高收縮纖維并捻復合，而后用于機織加工。FDY絲主要用于針織加工。    (8)若紡制海島型EHDPET/PET復合短纖維，一般所用噴絲板的直徑都要大于200mm，噴絲孔數(shù)為240孔左右，每孔24島或37島即可。島數(shù)過多同樣會影響纖維的剝離效果，增加紡絲組件成本，而且對單纖維線密度影響很小。(9)紡制復合短纖維時，冷卻吹風溫度以18～22℃、吹風速度0.40～0.65m/s為好。紡絲速度控制在800～1000m/min時，可紡性及可剝離性較好。卷曲前的預熱及卷曲輪溫度控制在115～130℃，即高于取向結晶態(tài)PET的玻璃化溫度，同時完成了熱定型，即卷曲定型后不需再進行松弛熱定型，卷曲數(shù)控制在1個/cm(25個/25cm)。一般，用于制造人造麂皮的短纖維線密度規(guī)格是3～4dtex，纖維長度為5lmm，纖維的斷裂強度約為4.5cN/dtex，斷裂伸長率在50％左右為宜。3海島型復合長絲紡絲工藝路線及纖維質量指標    海島型復合長絲的紡絲工藝可以分為POY—DTY和FDY兩種。其中，POY—DTY工藝是分兩步完成的：第一步是經(jīng)過紡絲得到預取向纖維POY，第二步是通過假捻變形加工得到假捻變形紗DTY，該工藝和普通纖維的紡絲技術有相同的規(guī)律性，POY生產(chǎn)工藝的卷繞速度高達3200m/min，在得到POY纖維后再做DTY加工。而FDY工藝的最終卷繞速度雖然可達4200～4500n/min，但是第一導絲盤速度僅在1.500m/min以下，需再進行3倍左右的后拉伸。因此，影響POY—DTY纖維產(chǎn)品質量的關鍵，是紡絲工藝制定得是否恰當以及工藝過程是否穩(wěn)定；而影響FDY纖維產(chǎn)品質量的關鍵，是后拉伸工藝的制定與實施是否合理。PET/EHDPET海島型復合纖維的POY、DTY及FDY產(chǎn)品的品質指標參考值列于表3-2～表3-4。4海島型POY復合纖維與PET高收縮纖維(HSF)的假捻復合    通常，在POY海島型復合纖維進行假捻變形加工時，同時完成與PET高收縮纖維的并股，以便于其后的紡織加工。常規(guī)紡絲改良技術生產(chǎn)的超細纖維，或是利用復合紡絲法制造的其他形式的復合纖維，與高收縮纖維的復合化工藝可用圖3-15描述。不同的合股復合工藝所得到的合股紗線適合于不同的用途。常規(guī)的拉伸變形如圖3-15(a)所示。POY復合纖維與高收縮纖維合股拉伸變形工藝如圖3-15(b)所示，海島型復合纖維經(jīng)過拉伸變形后得到DTY海島型復合纖維，隨后在同機臺上將高收縮纖維經(jīng)喂人輥直接送人第三羅拉，與DTY海島型復合纖維并網(wǎng)合股——該工藝的特點是生產(chǎn)流程短，但操作不太方便，生產(chǎn)較難控制，且難以提高生產(chǎn)速度。圖3-15(c)是在加彈機上將預先加工好的DTY海島型復合纖維紗線，與高收縮纖維在該設備上完成合股并網(wǎng)。圖3-15(d)所示工藝，是將POY復合纖維紗線先進行熱定型，用以降低復合纖維紗線的收縮率，繼而在該設備上與高收縮纖維完成合股并網(wǎng)——由于加大了復合纖維紗線與高收縮纖維的收縮率差異，在織物熱處理時會使超細纖維凸出更高，因此磨毛后可以得到更長絨毛的效果。5海島型復合纖維的水解過程分析    海島型復合纖維的水解過程曲線能夠很好地表現(xiàn)出EHD-PET的水解性能以及EHDPET與島相組分之間的配合效果，也能夠判斷出水解工藝條件的恰當與否。圖3-16是EHDPET/PET海島型復合纖維的堿減量率隨堿液濃度的變化曲線，其水解條件為：98℃堿水溶液，水解時間30min，浴比40：1。由圖3-16可見，在堿液濃度低于4g/L時，堿減量率隨堿液濃度的增加而提高，表明海島型復合纖維中的海組分EHDPET逐漸地被水解；當堿液濃度在4～5g/L時，堿減量率曲線出現(xiàn)一個明顯的平臺，即PET未發(fā)生水解；在堿液濃度高于5g/L后，堿減量率隨堿液濃度的增加緩慢增加，表明PET開始被水解。由此而知，EHDPET(海相)和PET(島相)兩組分的水解性能有較大的差距。圖3-17是海島型復合纖維(EHDPET/PET，質量復合比為30：70)的堿減量率隨水解時間的變化曲線，水解條件為：98℃堿水溶液，浴比40：1。由圖3-17中曲線1可見，在水解最初近50min內(nèi)，堿減量率隨水解時間延長而漸增達到30％，表明了海組分EHDPET在被逐漸水解；在50~70/min范圍內(nèi)，堿減量率不再發(fā)生變化，出現(xiàn)了一個平臺區(qū)，這對生產(chǎn)工藝控制十分有利；而在70min以后，堿減量率又開始提高，說明島組分PET開始被水解了。圖中曲線2反映出，在最初的水解時間內(nèi)，堿減量率隨水解時間的延長迅速達到：30％，表明水解條件過于劇烈，或是EHDPET的水解性能過度，使海組分EHDPET被快速水解；此后，堿減量率繼續(xù)增加，只是減量速率漸緩，表明島組分PET被水解，而PET的耐水解性能優(yōu)于EHDPET，造成了水解速率減緩。圖中曲線3則反映出堿減量率變化極緩慢，經(jīng)過很長的時間海組分才被逐漸地水解，表明了水解工藝條件過于緩和或EHDPET的水解性能不良。顯然，曲線1的堿減量工藝條件是最佳的；相應于堿減量工藝條件，所使用的EHDPET的水解性能也是最適宜的。    復合紡絲法超細纖維的線密度一般在0.15-0.05dtex范圍。通常，DTY長絲多用于機織物，少量用于針織物；而FDY常用于針織物，少量用于機織物。其短纖維則主要用于制造非織造布，而后經(jīng)過浸聚氨酯(PU)膠、剝離等后處理過程，加工成人造麂皮。

    復合紡絲法超細纖維機織物的主要品種是仿真絲織物、桃皮絨、麂皮絨等，而針織物的主要品種是涂層法人造麂皮、仿真絲織物及擦拭布等。如能將超細纖維針織物或機織物采用浸膠法(非涂層法)制造人造麂皮，利用它的薄型和柔性也是一種有用的服裝面料。更多過濾材料請訪問jbmtpc.com