Lyocell纤维
Lyocell纤维是1980年德国AKZO-Nobel公司首先取得工艺和产品专利,1989年由国际人造纤维及合成纤维标准化局(BISFA)为有机溶剂纺丝法制得的新纤维所确定的署名。1993年由英国Courtaulds公司率先在美国实现工业化生产。产品的注册商标为“Tencell”,我国俗称为天丝。
Lyocell纤维是一种人造纤维素纤维,是以针叶树为主的木质浆粕为原料进行再生的新纤维素纤维,采用一种先进的“闭合式”溶液纺丝方法进行生产,其生产工艺过程是现将木材刨成片,经蒸煮漂洗制得一种α—纤维素含量大于96.5%、聚合度大于600的较高纯度的木浆粕,然后以氧化胺(NMMO)为溶剂,经除杂直接纺丝。生产工艺较粘胶简单,所用溶剂无毒,也无有害物质放出,溶剂回收率达99.7%,产品废弃物土埋5~6周可生物降解,对环境的影响减至最低,又可节约能源与用水,属于“绿色生产工艺”,而Lyocell纤维也被称之为21世纪的绿色纤维,为纤维素纤维的环保化生产及产品升级换代提供了方向。
到目前全世界生产Lyocell纤维的年产量已达15万吨以上,分布在美国、英国、奥地利、德国、印度、韩国以及我国台湾,是近十年来发展较快的一种新纤维,国际上用溶剂纺丝法开发Lyocell纤维的公司主要有三家:英国考陶尔兹(Courtaulds)公司(现在的Acorsis公司)、奥地利兰精(Lenzing)公司、荷兰阿克佐·诺贝尔(AKZO Nobel)公司。我国也在积极发展Lyocell纤维,并已列入国家高科技项目,上海已成立里奥纤维科技发展有限公司,拟建立年产2万吨Lyocell纤维的大型生产基地。
Lyocell纤维的截面为圆柱体,具有皮芯结构,皮层很薄且无取向。Lyocell纤维集天然纤维与合成纤维的优点于一身,手感挺爽,吸湿透气性好,穿着舒适,具有丝绸般的光泽,悬垂性好,同时又具有合成纤维强度高的优点,其强力高于棉和普通的粘胶,混纺性能好,水洗尺寸稳定。下表是Lyocell纤维与其他纤维的性能比较:
纤维 纤维性能 干态断裂强度CN·tex 湿态断裂强度CN·tex 干断裂伸长率% 湿断裂伸长率% 湿初始模量CN·tex(伸长15%) 回潮率% Lyocell的聚合度和结晶度:
纤维 性能 聚合度 结晶度% Lyocell 10000 70 棉 500-650 50 粘胶纤维 250-300 30 Lyocell 普通粘胶 Modal 棉 涤纶 42~48 20~25 34~38 25~30 48~60 26~36 10~15 1o~18 250~270 11~13 10~15 18~23 22~28 40~50 13 18~22 14~16 15~18 26~32 8~10 12~14 46~58 25~30 25~30 210 0.4 180~250 100~150 12 8.5 正因为Lyocell纤维独特的聚合度和结晶度,才使得它具备了三大特性,即高强,其强度接近涤纶;快速吸收,其吸水速度接近棉的两倍,回潮率也比棉好和自身原纤化产生桃皮绒效果。
Lyocell纤维的膨润性:用Lyocell纤维制成的织物沾水后变得很硬,例如把厚平纹或斜纹织物沾水,则变得像板一样的硬,使染色、整理加工困难。这是因为构成纤维的原纤之间径向结合力较小,而且原纤穿越结晶区和低有序排列区侧面的联结情况,要比普通粘胶和高湿量粘胶弱得多,因此在湿润时,水分子极易进入原纤之间,使纤维产生较大的膨润度,从而使织物沾水后变硬。
原纤化是Lyocell纤维的特点之一,原纤化是指Lyocell纤维在湿润状态下,由于机械力(物理性摩擦)的作用,单根纤维沿长度方向分裂出直径小于1~4um的微细纤维的现象,这种现象表现为纤维纵向分离出更细小的原纤,在纱线表面产生毛羽。原纤化产生的原因是,Lyocell纤维是高结晶纤维,由取向度很高的纤维分子的集合体原纤或微原纤沿纵向平行排列而成,相邻的原纤与原纤之间以氢键等微弱的结合状态相联结,这种结构一方面使纤维具有较高的纵向强度,另一方面导致在润湿状态时,纤维径向的强度变得非常小。这时若加以机械性摩擦处理,原纤与原纤之间的结合被切断而发生分离,从而出现原纤化现象。Lyocell原纤化的特性使这种纤维织物成品风格有两种类型,一种为利用纤维的原纤化特性,通过初级原纤化、酶处理和二次原纤化,生产出表面整洁的光洁面积物。Lyocell纤维易于原纤化的性能虽然给生产无纺布、过滤材料和桃皮绒风格的织物带来了方便,但却给光洁织物的生产和使用带来了麻烦,如生产中加工工艺的控制、设备和助剂的选用;使用过程中织物易起毛、起球,并且色光会发生变化。另外Lyocell面料制成的服装经过多次日常洗涤后的严重原纤化,使服装具有很强烈的陈旧感。 用Lyocell纱线织造的衣物具有以下几个特点:
1. 防皱,由于木浆纤维不易出现褶皱,Lyocell作为木浆纤维的代表,具有多次水洗仍可保持熨贴平整的外形。
2. 防缩,Lyocell已经过预防缩处理,尽可免去其他棉织物的缩水之忧。 3. 柔软,滑爽经过特殊工艺处理后的Lyocell,手感更加柔软。滑爽。 4. 吸湿易干,Lyocell吸湿性能好,避免了棉织物干燥较慢的弊端。
5. 防霉,Lyocell本身独具防霉的特性,不会因您一时的疏忽而造成永久的遗憾。此外,Lyocell对健康也非常有益。国外已有人从医学和运动生理学方面做了探讨,将Lyocell与棉相比较,心电图的变化显示两者之间有着有意义的差别,Lyocell与副交感神经的作用居优势,Lyocell还因其舒适性,有利于促进穿着入眠,就运动中和运动后的心跳数、血压、氧摄取量来说,Lyocell显示值低于棉,说明它可能减轻运动时的人体负担程度。
Lyocell产品洗涤方法大致与其他类似原料的产品方法相同。如果是纯Lyocell产品,可放心大胆的用洗衣机洗涤。如果与其他原料类似原料的衣物混合清洗务必按照标签上的注意事项进行。类似于茄克类衣物,干洗为最好。洗涤时为防止被染,应与染色衣物分开进行,洗涤剂及柔软剂最好用中性的。大多数的Lyocell服装均可以机洗或干洗。Lyocell服装洗后仍然保持柔软,只需用中温轻熨或略作干洗,衣服便会恢复贴服柔顺,若想达到更佳效果,可用洗衣网或反底向外清洗以保持衣物更持久。由于时装制造商可能会把衣服进行加工处理,因此清洗时,请先看清衣物标签上的护理指示。
由于Lyocell纤维的生产技术一度完全掌握于外国公司手中,因此其价格一直高居不下,中国2005年进口Lyocell纤维9795吨,海关统计的进口单价
2616美元/吨,价格高于国内棉花、涤纶。粘胶等常规纤维50%以上,前几年进口价格曾达到3.5万元/吨以上。由于成本原因,导致我国Lyocell纤维的后续纺织产品价格居高不下。
自20世纪90年代后期起,东华大学、上海纺织控股集团等单位进行了长期研究,并和德国某研究所进行联合攻关,取得了成功。2006年2月,第一束国产Lyocell纤维在上海里奥发展企业有限公司顺利产出,1000吨/年的生产线正式投产,打破了原有的外企垄断格局。预计在2010年前后,国产Lyocell纤维的产量将突破1万吨/年的规模。可以预计,随着该纤维国产化成功,产量不断扩大,我国Lyocell纤维的市场价格将不断走低。
由于Lyocell纤维的干湿强力都优良,干强接近于涤纶纤维,湿强下降小,约为干强的85%,这使得Lyocell纤维耐机械和化学处理的能力很强;Lyocell纤维的断裂伸长率在湿态下的变化也很小,湿态的伸长约为17%,使得其产品具有良好的尺寸稳定性。这些优点弥补了常规粘胶纤维的缺陷。同时Lyocell纤维生产过程的低能耗、无污染的优点是常规粘胶纤维无法比拟的,是真正的绿色环保纤维。全球Lyocell纤维的产能在1992年不到2万吨,目前已扩大到15万吨/年, Lyocell纤维在再生纤维素纤维家族中的市场份额和影响力将会继续提高。
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高凯