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加快竹纖維及其紡織品的開發


http://www.texnet.com.cn  2013-10-12 11:35:24  來源:中國紡織網 收藏
華興紗管

作者:秦貞俊

  內容提要:世界人口的快速增長給紡織原料的供應帶來了很大的困難.棉花的種植土地要逐步讓位于糧食. 紡織原料的供應勢必要進一步考慮發展差別化化纖及新的纖維素纖維的發展. 竹纖維就是新開發的纖維素纖維.竹纖維的竹材生長期很短,每天能長1米高,有的成材高達30米,每兩到三年即可砍伐,砍伐后仍可繼續生長。由于具竹材粘膠纖維有比普通粘膠纖維有更好的吸濕性、透氣性、染色性及懸垂性,而且含有天然的抑菌抑制微生物和抗紫外線的等性能,因此竹材纖維具有很大的發展潛力。本文對發展竹纖維及其紡織品進行了比較詳細的研討.

  關鍵詞: 竹纖維   抑菌和抗紫外線性能   吸濕性、透氣性、染色性.懸垂性,防紫外線功效

  一、世界人口的增加表明對紡織材料需求總量的增加,

  20世紀末,世界人口總數為60億,人均對纖維的需求量從2.5公斤增加到8公斤,歐美國家人均纖維消費量分別為21.5公斤和37.2公斤,而亞洲纖維消費能力不足6公斤,但根據亞洲人口增長速度及經濟增長速度,未來紡織工業市場要以亞洲為主,目前亞洲聚脂纖維長絲產量占全球總量的70%。2003年已上升到80%,總量超過110萬噸,聚脂短纖維目前占全球總量的42%,2003年已上升到70%,總量已超過95萬噸。全部合成纖維產量占全球紡織纖維總量的53%。全球總的纖維需求量將達到5800萬噸—6200萬噸,如果仍按每人8公斤計算,2050年以后的纖維總量要達到1.4億噸并逐年因人口的快速增長而增加.

  1.天然纖維與化學纖維比率的變化:

  20世紀人均纖維消費量為8公斤,目前化學纖維(合成纖維、人造纖維素纖維)占5公斤,天然纖維占3公斤,21世紀纖維消耗量的增加中幾乎全部為化學纖維,雖然天然纖維對生態環保有利,但目前天然纖維在世界纖維總消費量的比率已低于化學纖維,據近期統計,化纖與天然纖維的比率已改變為52:48,中國的化學纖維與天然纖維的比率為65:35;瘜W纖維開始突破與天然纖維的對等平衡,化纖比例已居領先地位, 21世紀能否繼續保持天然纖維消耗量是21世紀所面臨的問題。

  2.假如2050年世界人口達到180-120億,必須研究解決一系列相關問題,首先人口的快速增長,必須優先安排糧食與天然纖維的種植面積.更要加快差別化纖維及天然纖維素纖維的發展.滿足人口的快速增長對紡織品的要求。

  二、要加快發展竹纖維

  竹材生長期很短,每天能長1米高.有的成材高達30米每兩到三年即可砍伐,砍伐后仍可繼續生長。預計每畝地年產竹材20噸,可生產6噸竹質纖維。我國的竹材資源十分豐富,特別分布在我國西南地區。全國竹材面積421萬公頃,竹材儲蓄量1.27億噸占全世界竹材資源的30%,東南亞地區也是竹材的盛產地.我國計劃在15年內將擴建和改建竹林基地120萬公頃。因此是我國發展竹質纖維的有利的天然條件。是我國發展纖維素纖維的新的方向.

  毫無疑問,本世紀20年代將出現許多新的纖維原料來取代普通天然纖維,像目前新開發的竹纖維等都是新的纖維素纖維原料。目前竹纖維的生產技術有以下幾個

  1 傳統的粘膠纖維的生產工藝生產竹材粘膠纖維:由于具竹材粘膠纖維有比普通粘膠纖維有更好的吸濕性、透氣性、染色性及懸垂性,而且含有天然的抑菌和抗紫外線性能,因此竹材粘膠纖維具有很大的發展潛力。竹材粘膠纖維的生產工藝目前大部分仍延用普通粘膠纖維的生產工藝,這并不是一條好的生產工藝,生產過程會產生對環境的污染。生產的竹材粘膠纖維還含有少量的殘硫。

  2  目前已有可生產出無污染純綠色的竹材粘膠纖維的綠色生產工藝技術.。它是采用水解一堿法及多段漂白精制而成漿粕,經人工催化,將甲種纖維素含量在35%左右的竹漿纖維素(粗竹漿)提純到93%以上,(細竹漿)在滿足纖維生產要求的基礎上,再由化纖廠經濕法紡絲加工制成竹纖維。產品性質要比普通粘膠纖維好.干強.濕強都比普通粘膠纖維高.對環境無任何污染.完全可生物降解,竹纖維來自自然而又完全回到自然. 這種竹材粘膠纖維的最終產品由有于具有許多特異功能,可用于制作浴巾.毛巾.床上用品,醫務及病員服裝.鞋墊.睡衣.休閑衣.T-血衫.襪子等.

  概括起來,這種生產綠色竹材纖維的綠色生產工藝流程是:原竹—粗竹漿—細竹漿—紡絲-竹纖維—供紡織廠紡紗及織布.

  3,國內外大部分停留在一種竹質粘膠纖維的研究開發階段,F在這種纖維在紡紗設備上已可成功紡紗及織布,并有竹纖維與毛混紡、竹滌混紡、竹絹纖維色織和針織面料等產品的開發,一些產品已經投入市場。

  4  除了生產竹材粘膠粘纖工藝外,還可像麻纖維那樣脫膠工藝的生產方法生產出半脫膠的竹纖維,由于單根竹纖維長度只有2毫米,生產竹纖維的脫膠工藝還需要進一步的研究。半脫膠的竹纖維許多好的特性,在服裝、毛巾、浴巾、無紡布以及裝飾布等領域的都有廣泛的適應性,用途很廣,是部分取代棉纖維及普通粘膠纖維的優質原料。

  5  竹纖維的另一用途是竹碳纖維,竹碳是以五年以上的毛竹為原料經30天近1000度高溫燒制而成的細密多孔的微細竹碳粉(顆粒),具有超強的吸附能力,富含微量原素,可產生負離子。釋放遠紅外線及屏蔽電磁波輻射的功能,還能凈化空氣,調濕防霉,消除異味.用含有這種材料的纖維作紡織內衣,還可促進人體血液循環及新陳代謝,消除疲勞。我國及國外一些研究機構及工廠正在研究竹碳纖維在紡織服裝上的應用.將竹碳以高科技的方法制成納米級精細粉末并均勻的分布在粘膠液或滌綸液中,然后將帶有納米級精細粉末竹碳的粘膠紡成粘膠長絲或切成一定長度的短纖.使粘膠纖維成為功能性高級纖維, 用這種功能性的高級纖維可以紡織成的內衣具有天然的抑菌和抗紫外線。促進人體血液循環及新陳代謝,消除疲勞的功能及,具有產生負離子釋放遠紅外線及屏蔽電磁波輻射的功能。

  6  假如應用生產LOCELL纖維的生產技術加工生產竹材粘膠纖維,可消除對環竟的污染.進一步提高竹材粘纖維的性能。

  7 由于竹纖維生長期快,纖維本身又具有許多優點,因此今后我國應該大力開發生產竹纖維及其紡織品,逐步替代棉花、普通粘膠等纖維,從滿足市場的需求從長遠觀點看,加快化學纖維,特別是差別化纖維以及竹纖維等新型纖維素纖維的發展速度是21世紀紡織工業的戰略任務。

  三、竹纖維的物理性能

  表1 竹纖維的物理性能(日本資料))(企業標準)(試驗條件:溫度:20度:相對濕度:65%)

  竹纖維的物理性能 單位 數椐   竹纖維的物理性能 單位 數椐
1 干強 cn/dtex 2.33 8 含油纖維 毫克/100克 0
2 濕強 cn/dtex 1.37 9 干強偏差系數 CV% 13.42
3 斷裂伸長 % 23.8 10 疵點 毫克/100克 6.4
4 線性密度偏差 % -1.8 11 殘硫 毫克/100克 9.2
5 長度偏差 % -1.8 12 白度 % 69.6
6 超長纖維 % 0.2 13 回潮 % 13.3
7 超長切斷量 mg/100g 6.2 14 含油 % 0.17

  注:1.等級:A   2.表內數據均為參考

  表2 竹纖維與其它纖維素纖維的物理機械性能對比表

特性/纖維 干強 CN/dtex 濕強 CN/dtex 伸長率% 濕伸度率% 初始模量N/tex 吸水率%
2.1 1.2 24 29 4.4 75
1.9-3.1 2.2-3.1 7-.10 8.-13 6-8.2 45-55
粘膠 1.5-2.0 0.7-1.1 18-24 21-29 3.53-5.29 55-90
富強纖維 3.4-3.6 1.9-2.1 9-10 11-13 7.06-7.94 55-70
天絲 4.2-4.4 3.7-4.1 14-16 16-18 11 65-70
大豆蛋白纖維 3.8-4.0 2.5-3.0 18-21   7-13  
甲殼素纖維 0.97-2.73 0.35-1.23 8-14 6-12    

  竹纖維的物理能從表1表2中可看出基本上與普通粘膠纖維接近,但干濕強要比普通粘膠纖維高,吸濕率高。

  干濕伸長率%比普通粘膠纖維大。竹纖維的特性在于具有有良好的滲透性能及導濕和吸放濕性能,其吸濕透氣性居各纖維之首: 竹纖維中含有天然的抗菌物質,竹原纖維具有較強的抗菌和殺菌作用不需要另外添加抗菌物質可自然殺菌70% 具有天然、環保、持久、保健等特點:由于竹纖維中含有葉綠素銅鈉,葉綠素銅鈉是安全、優良的紫外線吸收劑,因而竹纖維織物具有良好的防紫外線功效,抗紫外線功能比棉強20倍:竹纖維還含有竹蜜和果膠成分,該成分對皮膚健康有益。通過對竹纖維表面性質的研究表明,竹纖維紡織品的服用性能良好,穿著時有一種清涼如水的感覺,一般要比棉制品低1-2度:竹纖維還具有優良的染色性、反彈性、懸垂性、耐磨性;同時,纖維光澤亮麗,手感柔軟,穿著舒適清涼、輕柔挺括、光滑,強力高,是一種良好的生態原料。

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