水溶性维纶及其产品开发

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摘要：文章叙述了水溶性维纶的基本性状，及其开发现状，介绍了以水溶性维纶作载体纱的纺纱方法及其产品特点。以典型的 6 类产品为例，阐述了如何发挥水溶性维纶的水溶特点来开发新产品，指明了这些产品的用途和发展方向。

关键词：水溶性维纶；产品开发；载体纺纱方法

中图分类号：TS154.7 文献标志码：A

Water-soluble PVA Fiber and Development of Related Products

Abstract： This paper explained the general characteristics of water-soluble PVA and the status of their development of related products， and described the carrier spinning method and product features with watersoluble PVA as carrier yarn. Taking six typical products as samples， the author introduced how to use the characteristics of water-soluble PVA to develop new products， and pointed out the application and direction of development of these products.

Key words： water-soluble PVA； product development； carrier spinning method

水溶性维纶由日本首创，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、耐日光气候性、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最大特点是具有水溶性，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（表 1）和日本MINTVAL水溶性维纶长丝（表 2）。

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，使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捻的包缠纱，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，对织物牢度有一定影响。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最广泛、最早、最成熟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10S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。

当前无捻毛巾属高档毛巾，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。内销毛巾因习惯水洗扭干，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、苎麻、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PVA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PVA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、一次性医用非织造布（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。

6 水溶性PVA的水解处理

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。

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 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。

参考文献

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