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【原创】聚合物薄膜分切加捻成纱

2024年1月16日

膜切加捻成纱是一种新型的成纱工艺,即将高聚物或短纤维制成片状材料,然后将其分切成一定宽度的窄条,再加捻成纱。该方法是对传统纺纱形式的一次创新,以薄膜状材料代替散纤维作为纺纱原料,免去了“清、钢、条”等纺纱工序,进一步缩短了工艺流程,还可以实现难熔融、难溶解的聚合物成纱。根据薄膜形式的不同,膜切加捻成纱可分为聚合物薄膜分切加捻成纱、非织造布分切加捻成纱、纸张分切加捻成纱(简称“纸纱”)。

聚合物薄膜分切加捻成纱

聚合物薄膜分切加捻成纱技术最早由奥地利Lenzing(兰精)公司于20世纪20年代开发,并申请了“切割膜裂”法的专利,该技术被广泛应用于聚烯烃类材料的生产加工。其中,聚四氟乙烯(PTFE)薄膜分切加捻成纱技术的研究最深入、工业化程度最高。


PTFE薄膜分切加捻成纱生产工艺流程

膜切加捻法生产的PTFE长丝横截面呈不规则多边形,纱线表面光滑、无毛羽。薄膜加工过程中的拉伸作用使薄膜表面产生了大量的微孔,这使得最终成纱也具有微孔结构,该结构可以改变光线的反射、折射、吸收、散射,使织物具有良好的光泽感。由于纱线中大分子排列较规整、取向度较高,因此纱线断裂强度较高,一般在 2 ~ 4.5 cN/dtex,有的甚至高达 6 cN/dtex。成纱的线密度范围广,一般在90 ~ 2 000 dtex。

PTFE材料本身具有抗氧化、耐高温、耐腐蚀等优点,且PTFE膜切加捻纱线抗拉强度大、比表面积大,表面光洁、不易黏附粉尘,因此其被广泛用于生产烟尘过滤基布,使用寿命长、过滤效果好。

非织造布分切加捻成纱

非织造布是纤维通过摩擦、抱合、黏合等方法结合而形成的片状物、纤维网或絮垫,非织造生产工艺流程短、生产效率高、原料适应性广,然而非织造布也具有强力较低、不耐水洗等缺点,这也使其应用场景受到了限制。将非织造布切割成窄条再加捻成纱是一种创新成纱方式,它能够生产出强力较高的纱线,成功克服了非织造布的缺点,使其以一种新形式出现在织物中。另外,与传统纺纱方式相比,该成纱方式不仅吸纳了非织造短流程、高效率的优点,使成纱效率大大提高,还省略了纤维梳理成条的步骤,可以实现难纺纤维的加工。纺粘法是生产非织造布的方法之一,具有生产流程短、效率高等特点,而且,纺粘非织造布主要由取向度、结晶度较高的长纤维组成,强度较高。目前纺粘非织造布在膜切加捻成纱中应用广泛。


非织造布分切加捻成纱生产工艺流程

采用非织造布分切加捻成纱技术生产的纱线结构均匀、质量稳定;纱线毛羽多,毛形感强;内部存在大量孔隙,体积密度小,手感蓬松。纱线普遍较粗,线密度一般在50 ~ 700 tex之间(少部分纱线可低至7.2 tex),断裂强度高、断裂伸长率大。

得益于柔软而蓬松的手感和丰富的毛形感,非织造布分切加捻纱线可以用于生产编织制品、地毯、鞋、包、服装面料等。日本旭化成公司对非织造布分切成纱技术进行了探索,推出一款非织造布切丝产品系列“丝瑞丽”(SLARIT),相关产品是将尼龙、聚酯、聚丙烯非织造布等切割成 3、5、10 mm条带,可用于生产扁平纱、花式纱、加捻纱等。


SLARIT成纱形态

纸纱

早在1638年日本就已经开始生产纸纱,纤维取向度高的纸张被切割成约 2 mm的窄条,然后通过木制纺车或手工将这些窄条加捻成纱。用于生产纸纱的纸属于长纤维纸,原料来源于楮树、桑树、雁皮、三桠等的树皮,因此纸张较厚、韧性较好。随着造纸业机械化程度的提高,机抄纸逐渐取代手抄纸,造纸原料也逐渐演变为马尼拉麻、桑树皮、化学纤维等,有时也配用一部分木浆和废纸。

纸纱的生产流程和非织造布分切加捻成纱基本类似,都是将短纤维薄膜切成窄条再加捻成纱。将纸纱与其他纱线(如涤纶纱、锦纶纱等)复合,可以提高其断裂强力和断裂伸长率,减少织造过程中的断头。用硅油或甘油对纸纱进行后整理可以降低其表面粗糙度,提高其可织性。

纸纱可用于生产服装面料、装饰用布,织造时经纱可选用棉、毛、丝、麻等,纸纱一般作为纬纱使用。由于纸纱抗拉强度低于棉纱,因此,相同支数下,纸纱的引纬速度约为棉纱的90%。

更多内容,请关注《纺织导报》2024年第1期“膜切加捻成纱技术研究进展”一文。

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