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脱颖而出的耐用无纺品

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无纺工业是因纺织工业的不足而出现。无纺品一推出就高度的功能化,但却大多属于一次性。最初用于高速运转的设备,量大而成本低廉。随之,大量出现在卫生、医疗过滤、抹布和消费性领域。它不同于传统纺织品,纺织品主要应用于服装和家用纺织品。全球卷型无纺品年产量接近600万吨,年增长率为8%。

尽管无纺品从单一使用开始,产量巨大,属于一次性产品,但由于市场的需求作用,今天的无纺品已逐渐实现多用途、高价值、小批产量和可回收性。其中,耐用无纺品一枝独秀鹤立鸡群。所谓的“经久耐用”在无纺工业领域其实很含糊,因为迄今为止,短寿命、一次性无纺品仍在大行其道。单一功能化仍很有市场,而所谓的耐用无纺品无非就是指能长久使用,无需洗涤,能长久产生功能和作用,而可洗涤无纺品则属于另一概念。在这里,我们所说的耐用无纺品功能却让人吃惊。

耐用无纺品的成形

人们一直渴望无纺品能与纺织物一样,成为供人穿着和观赏的产品。不久前,美国PGI公司利用无与伦比的Apex技术曾开发出Miratec ®无纺生产线,用这种技术生产出来的无纺品手感和质地都与纺织品相差无几,其中使用了大量混合纤维。在无纺结构中,纤维相互牵扯,强度很高,称其为“订书钉纤维网”,其作用和性能相当于甚至超过纺织品。而在洗涤过程中,这种布一点都不会松散开来,而它也无需纺织物生产所要求的条件。有趣的是,美国有其他公司也在开发短纤维基的无纺品。美国军需系统供应中心也与其他公司合作开发士兵专用无纺制服产品。此外,德国一些公司也在做这方面的努力。他们利用双组分纤维纺粘技术结合水刺生产工艺,纺出包含两种聚合物的连续长丝并通过机械粘合、热粘合或化学粘合的方法形成网状。细纤维纺粘工艺适合用于10μm~15μm的纤维细度,其关键是要形成一个结构,这种结构含有的纤维比一般纤维细度更细,这就意味着它可以将更多纤维类型用于这类生产。不仅如此,他们的生产设备还可以将不规则的块式纤维撕扯至所需细度,以便于加工。由此,一种被称为“Evolon®”的耐久性商用无纺品问世了。这种产品一推出就引发了很多争议,因为其结构看上去很像纺织品,同时它也可以重复使用,这就是今天的超细无纺纤维品。其结构、强度和拉扯耐受力都优于上述提及的“订书钉纤维”无纺品。这种“可撕裂”的双组分纤维拥有共同的界面,即两组纤维暴露于面层空气中。受外力拉扯时,这些纤维能相互作用,而生产这种无纺布的关键就在于调节聚合物纤维的比例以及相关耐受力。其水刺生产技术采用了高压水帘方式,以使纤维能机械地相互移动、包裹、相缠。在加工过程中,双组分断面受到撕扯,其结果是纤维相互缠绕,形成楔形结构,其内部更紧密。

当然,纤维的细度还要取决于经撕扯前的原直径、断面和纱线参数。这种楔形结构的纤维更牢固,由此创造了优良的机械性能。当然,当它牢固度降低时,其拉扯耐受度和伸展度也会降低。

纺织型超细纤维也是经去掉双组分纤维结构中的一组纤维而成形,它利用了其他纤维溶解技术。其中最普通的是利用了横截面“海中岛”(I/S)技术,即当海水退去时,岛屿显山露水,这样其中双组分中的一组就被除去。当“岛屿”面积增加时,纤维的尺寸相应减小。由于这种方法要求剔除其中一组纤维,在加工过程中会产生更高的造价,也会产生更多废物,从而给环境造成压力。

超细纤维无纺品也属于耐久性无纺品,能经受多次摩擦,医械和汽车内饰也大量使用这类纤维加工品,但汽车内饰纤维却不属于耐受无纺品,也不能洗涤,其拉伸性与撕扯耐受力都很差,深度印染更困难,因此它有着很大的局限。无论是短纤维基还是超细纤维,为生产耐久性无纺品,其系列局限却可以通过其他技术加以克服。在不久的将来,新型开发技术将问世。下面就是最新的耐用无纺新技术:

带有超散湿气的结构

Coolmax®与4DG™无纺品及其他结构型产品大量采用纤维的毛细血管作用,排除纤维内部湿度。美国英维斯塔公司(Invista)开发的Coolmax就是一种基本的平板型纤维材质,它拥有优良的表层外观,可使水分迅速除掉而不浸入纤维内部。由于其形状,它是优于圆形纤维结构的无纺品,它创造了毛细血管效应。而美国纤维创新技术公司开发的4DG产品则属于另一类耐久无纺品,其纤维结构要大于一般纤维。这类无纺纤维肯定不适合生产技术性应用服装。

另一种被称为“羽翼纤维”的新型纤维产品由美国艾丽索公司开发出来,主要用于无纺工业。这类无纺品其作用与Coolmax®类似,但具有更高的渗透性。

无纺品结构的耐久性与耐拉扯力对我们今天能否生产无纺服装至关重要。当然,无论是针织品、纺织品还是无纺品,都需要防湿,表面越平滑,水分除去就越快,而纺织品要做到无纺品这样的优越性却很难。而近似于另一层皮肤的应用型结构也距离我们越来越近。例如,羽翼纤维,这类无纺品牌就向我们展示了未来无纺品的耐久性。

高强度微型结构与纳米纤维结构

人们很难想到,无纺品需要高强度,因为在过去,大多数无纺品都是一次性使用。而许多高性能无纺品主要用于公路、河堤或其他类似结构的建筑。这样的条件下,无纺品无需拉伸强度并且重量很大。而最近却发现了包括剪切、水刺I/S具有原纤维组织结构。倘若很好地利用,那么新型无纺品将更加经济更加环保。其原纤维性容许微米纤维组合的结构拥有无与伦比的拉扯和摩擦强度特征。

这种原纤维结构由次微米纤维构成,其撕裂强度、拉伸强度足以用来生产帐篷、避难所和其他诸如此类的结构性产品。

耐用性结构可用作装饰物或遮盖物

可撕扯纤维经常产生“维可车尼龙搭扣效应”,即表层倾向于粘性,很容易粘附在其他表面上。精细的丝纺织物经常产生同种结果,部分原因是该纤维具有粘附性,另一部分原因是过于精细。

要改变这种情况,典型的做法是利用双组分纤维原理即可解决这一问题。因为双组分纤维柔韧性好,可耐久使用。由此,改变其横截面有两种方式,其一是让其结构内部包容一硬物,使其构成一种形状或者是其突出部分成为主要部分,便于拆解。这样一来,该结构至少包含三种纤维材料。而内层物可以是不同的聚酯,较低温度下三种纤维可溶为一体,由此进一步增加了强度。

由此,内核改变了结构,它向人们提供了进一步探究聚酯B组分的可能性。它表明,小部分分组纤维可轻易地用能纺织的聚酯纤维取代。众所周知,带有钛化物纤维很难成为我们可利用的纤维,原因是这种聚合物高度负载。由此,B组分能与其相容。最近,又有其他纤维科学家发现,将弹性纤维与其他聚合物,如尼龙和聚酸结合可成为最好的耐用无纺品材料,其恢复力和拉伸力都是无与伦比的。其表层纤维结构还自动出现褶皱,其手感很好。