摘要：超细纤维应用于水刺非织造布，能赋予水刺布许多优良性能，如柔软、透气、结构致密等，使水刺非织造布的技术含量及价值得到极大地提升。

关键词：超细纤维、水刺非织造布、应用

前言

目前，越来越多的差别化纤维研制成功，并被应用在非织造布产品上，令无纺布产品的质量得到很大提升，甚至飞跃，同时也拓展了非织造布的应用领域。几乎可以说，差别化纤维的出现，赋予了非织造布一个全新的概念。超细纤维便是其中的一种。超细纤维被称为化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。所以，将超细纤维应用于水刺非织造布，也可堪称是水刺非织造布走高技术、高仿真化之路的重要标志。

由于水刺非织造技术发展的时间不长，超细纤维在水刺非织造工艺上的应用才刚起步，但人们已越来越意识到水刺工艺与超细纤维两者相结合所体现出来的优势。首先，借助水刺的高压水力，能将分割型超细纤维在线分割，从而简化后道碱减量工序；其次，超细纤维可使水刺布所固有的柔软、透气、纺织品风格等特点得到加强。再者，可生产定量较轻而强度较高的非织造布，从而降低纤维成本。目前，超细纤维在水刺非织造布上主要应用于两大类产品：一是合成革基布，以人造麂皮型的为主；二是擦拭布，尤其是高档擦拭巾；三是过滤材料，如空气和液体过滤材料。这三类产品的市场需求量正在不断上升。

正因为看好超细纤维水刺非织造布的良好发展前景，近几年来，我公司一直致力于该产品的研究。曾选用了国内外多种超细纤维，经反复试验，开发出了若干种超细纤维水刺产品，且已投放市场。

1超细纤维的分类与特性

目前在水刺非织造布上得到最多应用的超细纤维是分割型超细纤维，又称裂片型超细纤维。这是根据超细纤维的断面命名的。它是一种含有至少两种以上组分的复合纤维，经过机械或减量方法的开纤处理，原纤维可被分裂成0.05D~0.5D的超细旦纤维。因此，分割型超细纤维既具有良好的加工性能，又具有常规纤维无法企及的超细特点。

超细纤维分裂前与分裂后的对比

1.1分割型超细纤维的分类

分割型超细纤维的复合形式多种多样,其断面形状有桔瓣型、并列型、皮芯型等。桔瓣型又有36瓣、24瓣、16瓣、6瓣等之分。有的类型还有中空和非中空的区别。其组分的构成也有若干种，较常见的如PET/NYLON、PET/PP和PE/PP等。它们在水刺非织造布上都已得到应用。不同类型的分割纤维，其分裂程度、单丝细度及对水刺工艺的要求不尽相同。以16瓣的PET/NYLON超细纤维为例。2D的纤维受水刺高压水力的作用而分裂，变成16根单丝细度约0.13D的超细旦纤维，并且70%以上的纤维得到完全分裂（又称开纤）。如此高的开纤程度，使某些用途的产品无需再经减量处理，便可直接使用。对一些开纤度要求很高的产品，其后道减量工序则可以大大缩短。PET/NYLON型的超细纤维适用于人造麂皮、精密擦拭布等产品。PET/PP型纤维，由于PP成份约占50%以上，产品具有良好的拒水性，适用于电子产品的擦拭用布。PP/PE型纤维，疏水性、耐化学性好，适用于电池隔膜纸等产品。

1.2分割型超细纤维的特性

超细纤维由于直径很小，因此其弯曲刚度很小,纤维手感特别柔软；

超细纤维的比表面积很大，因此采用超细纤维制成水刺非织造布，其覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高。而且由于比表面积大，纤维与灰尘或油污接触的次数更多，而且油污从纤维表面间缝隙渗透的机会更多，因此具有极强的清洁功能；

用超细纤维还可制成高致密度的非织造布，纤维间的空隙介于水滴直径和水蒸汽微滴直径之间，因此具有防水透汽效果；

超细纤维在微纤维之间具有许多微细的孔隙,形成毛细管构造，如果加工成可被水润湿的毛巾类产品，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水份吸掉，使头发快干；

由于超细纤维具有以上特点，因此可以做成仿麂皮、高密类产品，在无纺布领域中开拓了新的出路，其主要应用领域为高档服装革、人造麂皮、高性能揩布、气液体过滤材料等。

超细纤维的开发速度很快，不断有新品种问世。日本、韩国和台湾在这方面处于领先地位。总的发展趋势是纤维越来越细，而开纤更加容易。这不吝是水刺非织造布企业的福音。

2超细纤维水刺布的生产工艺

水刺法是一种利用高压水针将分割型双组分纤维分裂成单一组分超细纤维的最有效的方法。双组分纤维还有其它的分裂途径，可采用热收缩法分离或用化学处理法溶解其中一种聚合物。水刺法是一种较为节省的使纤维分裂的方法，比其它方法更有优势。当采用组分溶解法时，会浪费20%左右的聚合物，而热收缩方法又不能充分分离两种组分。

超细纤维水刺布

2.1超细纤维的选择

因纺丝的需要，超细纤维采用的油剂品种不同于常规的涤纶、锦纶等化纤，且油剂含量较高。这使某些种类超细纤维的静电较大，无法梳理成网，或者容易导致水中产生大量的泡沫，影响水刺效果。因此，在生产前，先要对超细纤维进行比电阻测试和油剂泡沫试验。合适的比电阻范围是107~108Ωocm，油剂试验需表明无明显泡沫。

2.2梳理机工艺的设计

分裂前超细纤维的旦数较大，且长，按理讲梳理没有问题。但某些超细纤维因组份与组份之间的粘接力较弱，会在梳理机针布大力的梳理作用下就发生局部开纤。极细的纤维缠绕在针布上，使纤网质量受到破坏，严重时甚至没有纤网输出。因此，生产超细纤维时，梳理机锡林、工作辊和剥棉辊的速度应适当地控制。原则是，在不影响纤网均匀度的前提下，这些辊子的速度应尽可能低一点。

2.3水刺工艺的设计

对超细纤维来讲，水刺是个关键的工序。在这个过程中，水柱夹持着纤维重新取向并加以缠结，使纤网得以压缩和加固，同时将分割型纤维分离成单纤维。因而，对纤维的缠结和开纤来讲，水刺工序参数的设定尤为重要。而超细纤维开纤率（分裂成单丝的部分占纤维总量的比例）的高低，对产品的性能影响很大。若开纤率高（大于60%），则产品柔软细腻、均匀致密、强度高；若开纤率低，则不但达不到超细纤维应有的特点，还会影响后道染色的均匀性。制成人造麂皮，则可书写性、仿真皮性差。

用于合成革，尤其是人造麂皮用途的超细纤维水刺布对外观质量比较严格，要求表面平整度好，水针痕迹少而细。否则，后道磨毛、染色的质量会受到影响。因此，在生产之前，要对水循环系统进行比较彻底的清洗，必要时可投放适量的抗菌剂，以提高水质。除此之外，应选用较新的水针板，且所有的水针板经过仔细的冲洗。采取这些措施，可以有效地防止布面水针痕迹的产生。

在水刺工艺参数的设计上，超细纤维不同于常规化纤之处是，既要令纤维相互之间缠结良好，不发生表面起毛、中间分层的现象，又要使纤维得到充分的开纤。做到这两者相统一是比较困难的。根据水刺设备的特点，纤维的缠结及开纤通常是在前三道水刺上完成的，对120gsm以上的高定量产品更是如此。因此，前三道水刺压力的设定是最关键的，尤其是第一道水刺。若第一道水刺压力设定偏低，则会较大地影响最终纤维缠结和开纤的效果。相反，若设定偏高，则会导致纤维过早开纤，在产品表面形成较为致密的一层，从而会削弱第二、三道水刺的功效，造成产品"夹生饭"的现象。在生产180gsm以上定量的产品时，这种现象更明显。根据实践经验，第一道水刺的压力设定在设计值的70%~80%为佳，第二、三道水刺的压力依次增加，达到设计值。同时，在生产超细纤维产品时，还应合理选配水刺网套、水针板型号，以使水刺效果达到最佳。

超细纤维的断面、组份、生产厂家不同，其纤维缠结和开纤的难易程度不尽相同，故而对水刺的要求也不一样。在进行工艺设计时，应区别对待。譬如，在其它水刺工艺大致相同的情况下，有的超细纤维在50巴水刺压力下便能充分开纤，但有的却要100巴左右的压力才能较好地开纤，两者的压力相差一半。

2.4干燥工艺的设计

因水刺开纤后，超细纤维在棉层中形成大量的毛细管，棉层的吸水、含水率为此大大提高，再加上超细纤维水刺布致密的结构影响干燥机热量的穿透，使超细纤维产品较之普通涤纶、锦纶产品不容易烘干，尤其是180gsm以上的高定量产品。因此，超细纤维的干燥温度设定要比相同定量的普通涤纶、锦纶产品高10~15℃。

3超细纤维水刺布的性能特点与应用

3.1超细纤维水刺布在合成革上的应用

开发合成革的目标是获得和天然皮革即与动物皮肤中的骨胶原纤维网状交错结构相应的纤维与结构。骨胶原纤维是由非常细的纤维束构成的，其结构是独一无二的。而超细纤维在水刺非织造布中形成了比普通合成纤维更致密、杂乱的三维结构，制成革后能够逼真地模仿这一结构，可达到以假乱真的程度。并且超细纤维水刺布的强力明显高于仅由常规纤维制成的水刺布，且纵横向强力更加接近，制成革后，革的性能优点更加突出。

由相同定量的超细纤维水刺布与常规合成纤维水刺布制成的PU革的性能比较见下图，采用的均是路先"双圈"牌水刺布，在同一合成革厂制造。

从上表可见，超细纤维水刺布制成的PU革，其物理性能优良，伸长率大，强度高。另外，通过电镜照片观察超细纤维水刺布PU革，其微观结构致密，断面与天然皮革相似，这是用常规纤维水刺布制成的革所不具备的。

尤其应用在人造麂皮上，超细纤维水刺布更凸显优越的性能。生产过程中，超细纤维水刺布先要含浸聚氨酯树脂。再经DMF与水组成的凝固液处理，使聚氨酯树脂凝固，并形成连续开孔式微孔结构。同时其机械物理性能、手感和弹性得到进一步优化。其后，再经过一系列的后整理，如染色、磨毛、减量、刷毛，获得最终成品.

采用超细纤维水刺布为基布的人造麂皮具有卓越的性能，它与传统产品的性能比较如下表：

我公司一直致力于开发超细纤维人造麂皮基布，有的产品已投入使用。采用我厂200gsm超细纤维水刺布制成的人造麂皮的性能指标如下：

3.2超细纤维水刺布在高级服装革上的应用

超细纤维水刺布在高级服装革上的应用虽然起步较晚，但发展势头强劲，有占据主导地位的趋势。采用超细纤维水刺布制成的服装革具有卓越的综合服用性能，体现在：①手感高度柔软，比真皮要轻；②悬垂性好；③透气、透湿性好，穿着舒适；④色泽鲜艳多样，绒毛丰满均匀，有利于设计和裁剪。除此之外，与真皮相比，超细纤维水刺服装革可水洗，不会发生霉变、虫蛀，使保养非常容易。它无论从外观上还是内在性能上，都彻底改变了传统人造革的硬板、折痕、不透气的缺点，完全达到,甚至超过了真皮的特性，在国外已大量取代真皮用于服装制品。

3.3超细纤维水刺布在高级擦拭布上的应用

超细纤维经过水刺开纤之后，形成超细旦或微旦的纤维，赋予产品更大的比表面积。譬如，采用6瓣型分割纤维可增加至3倍，采用16瓣型分割纤维可增加至近7倍。大大增加的表面积使产品对尘埃微粒的吸附性及对水份的吸收率大大提高。另外，超细纤维的手感极其柔软，对被擦拭表面几乎不造成伤害，特别适合用于医疗临床、高精密领域和高品质家用的无划痕清洁抹布。

下表是超细纤维水刺擦拭布与传统擦拭布的性能比较：

因超细纤维水刺擦拭巾所具的上述特点，它的主要应用范围是：①高级擦镜布：用于光学镜头、镀膜、树脂镜片、玻璃等的擦拭，以及CD片、录音磁头、电视屏幕等；②精密擦拭布：用于精密机械加工、电子产品生产、高级镜面制作等；③高级家用擦拭巾：高档家俱、电器、高级轿车、珠宝首饰等。

3.4超细纤维水刺布在过滤材料上的应用

经过水刺，超细纤维的开纤度可达到70%以上。占纤维总量绝大多数的超细旦或微旦的纤维在水刺非织造布中形成了比普通合成纤维更致密、杂乱的三维结构，具有更多的微细空隙，大大增加了非织造布中的毛细管，使产品的透气、透湿性有根本改观。利用这些优点，我们开发了超细纤维过滤材料，已较多地应用于空气、血液、废水等方面的过滤，过滤效率高达99.9%。

3.5超细纤维水刺布的新用途

为了应对市场的需求，我们正在尝试开发新型的超细纤维水刺布，拓宽其应用领域。譬如，初步开发了超细纤维吸收材料，可应用于尿不湿、失禁垫等。相信随着纤维、非织造布行业的发展，超细纤维水刺布的用途会越来越广，而且越来越高端。

4小结

超细纤维水刺布是一种高性能、高附加值的产品，采用超细纤维来生产高品质的水刺非织造布是世界非织造布发展的必然趋势。在超细纤维的开发和应用上，日本、韩国和台湾走在前列，而中国与之差距甚远。目前国内采用的超细纤维绝大多数依赖进口，国产的超细纤维品种单一，质量较差，无法满足高档产品的要求。另外，对超细纤维产品的加工和后整理技术还不十分成熟，有的问题一时无法解决。譬如，由于超细纤维太细，纤维的透光性好，使得纤维不易深染。虽然通过使用高浓度的染料可染出较深的颜色，但色牢度却比较差。超细纤维的深染性和染色色牢度已成为了国内人造麂皮厂家研制和开发中最大的瓶颈，在极大程度上制约了超细纤维非织造布的发展。

由于高新技术的发展和进步，化纤工业生产了很多差别化纤维、功能性纤维，大大丰富了水刺产品的纤维原料，加快了水刺工艺技术的发展。作为一个致力于开发超细纤维水刺非织造布的厂家，我们呼吁国内超细纤维的上下游生产厂能携手起来，共同努力突破超细纤维及其产品在制造、加工和深加工中遇到的难题。期待着在今后的发展道路上，水刺工业和制纤工业互相促进，共同提高，从而把我国的超细纤维产业推上一个台阶。