竹纤维的性能特点及在纺织领域的应用

竹纤维的性能特点及在纺织领域的应用收入纬博：专业知识天竹纤维是河北吉藁化纤有限责任公司选用我国广泛生长的竹材为原料，采用专利发明生产技术，经高科技工艺处理生产的再生纤维素纤维，是一种纺织行业新原料。该技术已获得国家发明专利证书，专利号ZL00135021.8、申请号031284965。该纤维具有手感光滑，质地柔软，悬垂性好，吸放湿性能优良，染色亮丽的特点，更具有独特的天然抗菌抑菌和防紫外线的功能，是一种新型的可替代传统粘胶纤维的功能纺织原料，它迎合了广大消费者的服饰要求，对我国纺织行业起到了巨大的推动作用，产生了良好的经济效益和社会效益。一、天竹纤维的生产过程竹材中含有较多的木质素、半纤维素等杂质，采用专利生产技术将竹材中的木质素脱除，降低半纤维素和多戊糖的含量，提高甲种纤维素的含量达到95%以上，并调整纤维素的聚合度，达到纤维的生产要求。再将制成的竹材浆粕经碱浸制成碱纤维素，在反应器中和碳反应制成纤维素黄酸酯，经过熟成脱泡过滤后，在纺丝浴中喷射拉伸而成。二、纤维的特点1、天竹纤维的质量指标河北吉藁化纤有限责任公司自2001年开发大竹纤维以来，一直致力于提高纤维的产品质量和使用性能，现经国内外50多家纺纱企业使用，天竹纤维的质量指标达到了国家GB/T14463-93的一级品标准，产品主要质量指标：干断裂强度≧2.2cN/dtex，湿断裂强度≧1.2－2.2cN/dtex，干断裂伸长率≧18%，白度可达72%。该纤维从纯纺到混纺，从气流纺到环锭纺，从低支纱到高支纱，从本色纱到漂白纱，从平纹到斜纹、提花、楼花，最后到服装内衣、T恤、毛巾、浴衣、地毯，可应用到多个领域，现正在和中国化纤协会着手制定竹材长短丝浆粕的行业标准及化学纤维的行业标准，天竹纤维已发展成为纺织纤维原料的龙头。2、竹纤维的结构特点天竹功能纤维的生产过程也是一个植物纤维素再生的过程，保持了天然纤维素的组成成分，其组分中含碳44.44%，氢6.17%，氧49.39%，分子结构式为：天竹纤维通过400倍显微镜观察纤维的横断面，其结构如图：天竹纤维通过电于显微镜5000倍观察其形态结构如图：天竹纤维红外线光谱图：虽然天竹功能纤维的元素组成与普通粘胶纤维相同，但其横断面的结构与之有着显著不同，外部（皮层）具有较大的比表面积，内部（芯层）具有较多的空隙，形成高度中空的网状结构。并且其表面还有较多的微孔，天竹纤维的内部中空结构和表面微孔的特殊形态，赋予了天竹纤维良好的吸湿性和透气性。3.天竹纤维优异的吸湿性天竹纤维具有特殊的结构，是高吸湿纤维，在温度20℃，相对湿度65%时的回潮率为12%，在20℃，相对湿度为95%时回潮率为45%，居大多纤维之首。在36℃100%的相对湿度条件下，天竹纤维的回潮率可达45%，且吸湿速率特别快，从8.75%的回潮率到45%的回潮率仅用约6小时，相同条件下，其他纤维的回潮率及吸湿的速率远不如天竹纤维，天竹纤维比其他纤维更适合于其他纤维制作运动衣、夏季服装及贴身衣物。4.天竹纤维的天然抑菌性天竹纤维是利用自然界中植物纤维制成的纤维素再生纤维，竹材在生长过程中，无虫蛀、无腐烂，不需要喷药除虫，在大自然中具有很好的自我保护性，其他植物还有如含有柏油的柏科植物、芦荟、甘草、丁香等，都能在生长过程中很好的保护自我，这也说明竹子自身也具有天然的抗菌性和抑菌性的物质，这种物质在竹材中含量很少。在生产中采用专利生产技术，使其保留在纤维中不受损坏，显现天然的抗菌抑菌性。经日本纺织协会检测，该纤维更具有较强的抗菌抑菌性，织物经50次洗涤后仍有较强的抑菌效果，其杀菌活性值为3.1，与传统的添加抗菌剂具有本质的区别，成为天竹纤维特有的特点。经中国医学科学院疾病控制中心检测，结果如表：可以看出，天竹纤维具有很好的抑菌性，能有效控制有害细菌的滋生繁殖，能有效地切断通过衣物传播、感染病菌的途径，保证人体健康。天竹纤维采用抑菌环法和AATCC100法试验，其中抑菌环法属于定性试验，AATCC100法属于定量实验，结果如下：表中显示：未经处理的天竹纤维中含有抗菌物质，对革兰氏阴性菌剂格兰氏阳性均有良好的抑菌效果，而经过95%酒精处理后未显示抑菌性能。试验表明：天竹纤维中存在着抗菌物质，该物质易溶于酒精，故要求在加工天竹纤维时，注意染整的方式，以免影响其抗菌性。5.天竹纤维的屏蔽紫外线性天竹功能纤维经中国科学院上海物理研究所检测证明，具有很好的对紫外线屏蔽作用，保护人体不受紫外线的伤害。紫外线的波长在180-400纳米，其中对人体最有害的为波长在180-320纳米的中、短波紫外线，可切断细胞核内DNA（脱氧核糖核酸）分子链，断裂的DNA在具有修复能力酶的作用下，会恢复原状，如果身体较弱人群修复能力弱，则容易患上皮肤病。检测如表：从上图中可以看出，天竹纤维织物的抗紫外线的效果是非常显著的，能起到对人体的保护，不受紫外线的危害。6.天竹纤维的飘逸性经国家纺织科学院检测，天竹纤维的结晶度为40%，而普通粘胶纤维的结晶度为30%，天竹纤维的悬垂系数为41%，天竹纤维的静摩擦系数为0.198，动摩擦系数为0.177，并且有着较大的比重，不同纤维的比重见表：可以看出，天竹纤维具有较大的比重，赋予了其织物较好的悬垂性，较小的摩擦系数，赋予了其织物较光滑的手感，满足了消费者追求的服饰飘逸性。7.天竹纤维较好的耐热性普通再生纤维素纤维有较高的耐热性，而且高于棉花，天竹纤维的耐热性优于普通纤维，纤维素受温时强度变化表：从表中数据可以看，当温度由20℃升至75℃时，天然纤维素纤维的干断裂强度降低26%，而普通粘胶纤维和天竹纤维的干断裂强度甚至有些增加，其原因在于天竹纤维具有特殊的中空结构，各孔隙结构对热量传导有缓冲作用，从而使天竹纤维具有了较好的耐热性，适合于下游工序的生产加工。8.天竹纤维较弱的耐酸碱性在纤维素大分子中，联结基本链节的葡萄糖成键，对酸稳定性很小，加之天竹纤维结构特点，对无机酸的稳定性比普通纤维要小，温度升高时，浓酸的破坏作用特别强烈。天竹纤维在碱液中的膨润和溶解作用较强，在相同条件碱对天竹纤维渗透性要比普通纤维要大，因此虽然天竹纤维结晶度较高，但结构多孔隙，导致耐碱性较差。故在加工过程中要注意强酸强碱的处理，防止纤维强度下降严重。9.天竹纤维的生物降解性在正常的温度条件下，天竹纤维及其纺织品是很稳定，但在一定环境和条件下，天竹纤维可分解成二氧化碳和水，对环境不会造成污染，尤其是在环境保护意识日益提高的今天，更显得尤为重要。降解方法有：1）处理：纤维素燃烧生成二氧化碳和水，对环境无污染。2）土地埋入降解：土中的微生物营养使泥土活化，增强土力，经过8－10个月降解。3）活性污泥中降解：主要通过大量存在的细菌，使纤维素分解。三、天竹纤维的鉴别1）密度法：测出未知纤维的相对密度与已知纤维的相对密度做比较，测定结果与哪种纤维的相对密度相同，即为该纤维。天竹纤维的相对密度为1.57-1.58g/cm3，其他纤维的相对密度可在资料查找。2）溶解度法：天竹纤维的溶解度比普通粘胶纤维大，利用该性质可在一定浓度的酸碱中进行溶解，根据溶解度的数值来判定是否是天竹纤维。天竹纤维在55.5%的硫酸溶液中的溶解度为32.16%，普通棉纤维为19.07%。3）显微镜法：在显微镜下观察纤维的截面，截面呈多孔网状结构的为天竹纤维。四、天竹纤维的纺纱天竹功能纤维可纯纺可混纺，可纺低支纱，也可纺高支纱，既能气流纺又可环锭纺，其可纺性比较好，可满足不同生产设备的需要。纱线经中国纤维检测中心检测指标如下：从上表数据可以看出，天竹纤维无论是纯纺还是混纺，都能满足纺纱质量要求，可纺性比较好，克服了传统棉粘胶纤维强力低，特别是湿强度低、初始模量小，制成织物耐磨性差，保型性和抗皱性差的缺点。制成的衬衣、休闲服、针织品手感光滑、质地柔软、风格独特，悬垂性好。极大地满足了人们对穿着、审美的要求，受到了广大人们的喜爱，具有广阔的市场前景。五、天竹纤维的染色天竹纤维由于具有特殊的结构形态，在染色过程中可以将染料快速吸附在纤维上，采用不同的染料进行试验，各种染料上染百分率如表：以上数据单位为：%天竹纤维在不同染料的固色时间曲线如图：天竹纤维制品染色，其着色浓艳，固色率高，匀染性好，牢度符合标准，产品表面光泽明亮，手感滑爽柔软，充分保持了天竹纤维原有的风格。同时经试验表明，天竹纤维产品适用于采用轻漂或不漂工艺，在染整过程中尽量减少湿、热、碱的加工过程，以减少天竹织物的强力。六、天竹纤维在纺织领域的应用1.天竹纤维针织内衣面料采用32S天竹纤维纱多织成的针织内衣面料，经天津工业大学纺织与服装学院纺织品测试中心检测，指标如表：天竹纤维针织面料，具有手感柔软舒适滑爽，有丝绒感，穿着轻便贴身。大竹纤维特殊的中空结构，可以在瞬间吸收并蒸发水分，并且其着色性好，色泽亮丽，其耐磨性、反弹性、悬垂性俱佳，在炎炎的夏季或者是参与运动的人群使用它，感觉特别舒适。2.天竹纤维高档T恤面料天竹纤维具有优异的服饰性能，但其湿强力较差，硬挺度不够，但用天竹纤维作里层，直接与皮肤接触，利用细旦涤纶作外层制成的面料，该面料利用了天竹纤维的舒适性、抑菌性和涤纶的挺括性、尺寸稳定性，扬长避短，穿着舒适、挺括，是高档T恤的理想面料。采用32s天竹纱69.15%的配比与涤纶结合，制得的面料经测试指标如表：该面料轻薄、飘逸、柔软，触感细腻，纹路清晰，布面挺阔，光泽柔和，色泽鲜艳，耐磨性、反弹性、硬挺度俱佳，开创了纺织品不同于其他织物的特殊风格。3.天竹纤维复合织物采用天竹纤维外层，细旦涤纶为中间夹层，丙纶为内层制成的复合织物，该织物水分能通过细旦涤纶从丙纶织物的一面迅速传递到亲水性织物的一面，产生较大润湿面积使其蒸发干燥速率加快，有利于疏导人体产生的汗液而保持皮肤舒适，夏天无湿闷感，冬天无湿冷感，经检测指标如表：4.天竹纤维无纺布、卫生材料天竹纤维具有天然的抑菌功能，与后整理加工成的抑菌纤维有着本质的不同，不会对人体引起过敏现象。天竹纤维布料与普通棉布除臭对比如表：注：试样1为洗涤5次后试样2为洗涤30次后它对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等对人体有害的菌种有很好的抑菌效果，因而在卫生材料中如卫生巾、口罩、护垫、食品包装等方面都可应用，加工成天竹纤维纱布、手术衣、护士服、医用手套、床单、被罩等，可防止衣物传染，切断疾病传播途径，保护人体健康。5.天竹纤维毛巾、裕衣及床上用品天竹纤维具有特殊的形态结构和光滑感，制成的毛巾、浴衣、床单、床垫、毛巾被等品种，具有特殊的光泽，吸水性好，保暖性好，不易滋生细菌，无霉味异味，深受广大消费者的青睐。七、天竹纤维的发展前景河北吉藁化纤有限责任公司生产的天竹纤维，具有比普通再生纤维素纤维更好的吸湿性、透气性、悬垂度，赋予织物手感滑爽、质地柔软的特点，更具有独特的、天然的抑菌、防臭及抗紫外线功能，是一种性能优良，用途广泛的特殊性纤维，制成的织物可适用于多个领域，满足人们多方面的要求。天竹纤维采用竹材为原料，可以减少我国森林资源的采伐，减少棉短绒的用量，缓解化纤原料行业的供需矛盾。同时可以使我国丰富的竹资源得以广泛利用，迅速将经济资源转变为经济资源，提高竹材的利用附加值。天竹纤维可适用于多个领域，经济效益显著，具有远大的发展前途。我公司现已规模生产1.11-5.56，31-76毫米各种规格的产品，满足不同用户的需要。此产品2002年由国家授予发明专利（专利号ZL00135021.8），2002年被国家列入技术创新项目（编号02CJ-14-01-15），列入203年国家重点新产品，列入2003年河北省高技术产业化示范工程项目。