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本文作者:董勤霞、丁巍 單位:上海題橋紡織染紗有限公司
產(chǎn)品是指能夠提供給市場,被人們使用和消費(fèi),并能滿足人們某種需求的任何東西。產(chǎn)品一般分為核心產(chǎn)品、外圍產(chǎn)品、延伸產(chǎn)品。核心產(chǎn)品是企業(yè)的主打產(chǎn)品,是為企業(yè)創(chuàng)造更多價(jià)值利潤的主營收入。企業(yè)是否具有競爭力就是看其核心產(chǎn)品的市場占有率、持續(xù)時(shí)間、客戶的認(rèn)可度等。紡織產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)人們公認(rèn)的傳統(tǒng)行業(yè),然而對(duì)于民生不可缺少的紡織產(chǎn)業(yè)怎樣突破傳統(tǒng)的工藝、技術(shù),是每個(gè)企業(yè)求生存、求發(fā)展的關(guān)鍵所在。尤其在當(dāng)前國際經(jīng)濟(jì)形勢不容樂觀,國內(nèi)經(jīng)濟(jì)面臨減速,多數(shù)企業(yè)開工率不足50%的情況下,企業(yè)必須通過自主創(chuàng)新,獨(dú)辟蹊徑地研究紡織新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品,應(yīng)用新材料,使企業(yè)立于不敗之地度過目前的難關(guān),長久持續(xù)的生存與發(fā)展下去,是當(dāng)前每一個(gè)企業(yè)都必須直面的重要課題。
新產(chǎn)品開發(fā)的思路。以新型纖維為主線,通過開發(fā)紡、織、染、整、印、服裝的新產(chǎn)品。在各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生新技術(shù)、新工藝,建立技術(shù)合作聯(lián)盟,共同推動(dòng)上游企業(yè)新材料的推廣應(yīng)用,為下游產(chǎn)業(yè)鏈提供更多可選擇的新品種、新面料。以傳統(tǒng)天然纖維、化學(xué)纖維與新材料結(jié)合,揚(yáng)長避短、多種纖維混紡,開發(fā)與眾不同的新產(chǎn)品。以改進(jìn)傳統(tǒng)工藝技術(shù)為主線,從減少排放、節(jié)約用能、用水,廢水、廢氣、廢熱再回收利用方面,創(chuàng)造新技術(shù)和新工藝。采用新型助劑,縮短傳統(tǒng)工藝、提高生產(chǎn)效率,完成節(jié)能減排的新技術(shù)。以功能性新材料或者功能整理為突破點(diǎn),開發(fā)多功能的新產(chǎn)品。圍繞《紡織行業(yè)“十二五”規(guī)劃》重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)政策,結(jié)合企業(yè)自身的條件,尋找邊緣學(xué)科的新技術(shù)進(jìn)行突破。在技術(shù)創(chuàng)新過程中,善于總結(jié)發(fā)現(xiàn),對(duì)于新的、以往沒有的東西,及時(shí)總結(jié),運(yùn)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的杠桿作用,申請(qǐng)發(fā)明專利、實(shí)用新型專利、外觀專利。
模式創(chuàng)新的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的概念化過程。它具有3層含義,第一,更新;第二,創(chuàng)造新的東西;第三,改變。創(chuàng)新是人類特有的認(rèn)識(shí)能力和實(shí)踐能力,是人類主觀能動(dòng)性的高級(jí)表現(xiàn)形式,是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力。一個(gè)民族要想走在時(shí)代前列,就一刻也不能沒有理論思維,一刻也不能停止理論創(chuàng)新。根據(jù)美籍奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家約瑟夫•阿羅斯提出的“創(chuàng)新理論”主要包括5個(gè)方面的內(nèi)容:一是產(chǎn)品創(chuàng)新,開發(fā)新產(chǎn)品或提供產(chǎn)品的新質(zhì)量;二是工藝創(chuàng)新,在生產(chǎn)過程中采用新技術(shù)和新的生產(chǎn)方法;三是市場創(chuàng)新,開辟新的市場,實(shí)現(xiàn)技術(shù)與市場新的結(jié)合;四是供給創(chuàng)新,通過占有或控制原材料或半成品的一種新的供應(yīng)來源;五是管理創(chuàng)新,實(shí)行新型的組織形式,改變生產(chǎn)要素的組合方式。由此可見,技術(shù)創(chuàng)新就是與技術(shù)直接相關(guān)的創(chuàng)新。模式創(chuàng)新就是企業(yè)在開展創(chuàng)新過程中,形成規(guī)律性的模型,而這種模型可以復(fù)制,推廣、廣泛應(yīng)用。
案例分析
以新型纖維為例,發(fā)現(xiàn)其自身的特點(diǎn),開發(fā)新型紗線、面料,使紡紗、織造、染整階段分別產(chǎn)生新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品。
在人們十分關(guān)注創(chuàng)新與新材料研發(fā)的時(shí)代,紡織用新型纖維品種及命名琳瑯滿目,層出不窮,往往使研發(fā)人員在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)無處下手。筆者認(rèn)為在看到任何一種新型纖維的時(shí)候,必須抓住其根本,了解新型纖維原材料的本質(zhì),從最原始的、基礎(chǔ)的性能入手,結(jié)合新材料、新元素賦予的新概念、新功能,再分析其中的技術(shù)關(guān)鍵,采取合理的技術(shù)措施。從而自如地完成新產(chǎn)品的研究、開發(fā)與推廣。下面針對(duì)近年出現(xiàn)的新型纖維材料從性能入手分析如下。賽帛爾纖維俗稱木棉,是攀枝花樹、英雄樹、烽火樹等木本植物果實(shí)的纖維,是一種天然野生的纖維素纖維。賽帛爾纖維自應(yīng)用以來,曾經(jīng)作為填充纖維。由于該纖維具有堪比羊絨品質(zhì)的美譽(yù),被譽(yù)為生態(tài)纖維中的軟黃金而近年被紡織行業(yè)所利用。賽帛爾的突出優(yōu)點(diǎn)是用賽帛爾紗線制成的面料及服裝保留了木棉纖維輕、柔、細(xì)、軟、中空、生態(tài)、抗菌、抗靜電、不起球、吸濕導(dǎo)濕、防霉不蛀等全部天然纖維的特性。缺點(diǎn)是纖維長短不齊,純紡紗線條干質(zhì)量差,相比不如棉花,因此更適合于不同比例的混紡產(chǎn)品。該纖維具有五大特點(diǎn):①野生;②抗菌;③保暖:木棉纖維有著高達(dá)80%~90%的中空度,是天然生態(tài)纖維中最輕、中空度最高的纖維材質(zhì),是目前世界上最佳的天然保暖纖維材料,圖1和圖2分別比較了無風(fēng)條件和60cm/s的風(fēng)速下木棉、全棉、滌棉等3種纖維的單位克重的保溫率;④超輕:木棉纖維的線密度0.4~0.8dtex,僅為棉纖維的1/2,是目前生態(tài)纖維中最細(xì)、最輕的纖維;⑤不起球:經(jīng)試驗(yàn),賽帛爾纖維制成的織物表面比電阻低,抗靜電效果好,不起球。
椰殼纖維顧名思義是椰子殼產(chǎn)生的纖維,主要由纖維素、木質(zhì)素、半纖維素以及果膠物質(zhì)等組成,其中纖維素含量占46%~63%,木質(zhì)素31%~36%,半纖維素0.15%~0.25%,果膠3%~4%以及其他雜糖、礦物質(zhì)類等。該纖維中纖維素含量較高,半纖維素含量很少。該纖維具有優(yōu)良的力學(xué)性能,耐濕性、耐熱性也比較優(yōu)異。該纖維呈淡黃色,直徑一般為100~450μm,長度10~25cm,密度1.12g/cm3,是具有多細(xì)胞聚集結(jié)構(gòu)的長纖維,一束椰殼纖維包含30~300根甚至更多的纖維細(xì)胞,呈圓形。從椰殼纖維橫截面結(jié)構(gòu)的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)看,椰殼纖維中結(jié)晶化的纖維呈螺旋狀潛在不定形的木質(zhì)素與半纖維素中。②椰殼纖維的開發(fā)應(yīng)用椰殼纖維的成纖過程:椰子殼→浸泡→脫脂→機(jī)械打松→挑選→成纖。目前只有一小部分椰殼纖維用于工業(yè)生產(chǎn),主要用來生產(chǎn)小地毯、墊席、繩索及濾布等;由于椰殼纖維具有可降解性,對(duì)生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成危害,故可用于加工控制土壤的非織造布;此外,椰殼纖維韌性強(qiáng),還可替代合成纖維用作復(fù)合材料的增強(qiáng)基等。③椰殼纖維開發(fā)存在的問題印度、斯里蘭卡、菲律賓等國家是椰子生產(chǎn)大國,也是椰殼纖維的主要供應(yīng)國,我國也具有豐富的椰殼資源,但對(duì)椰殼纖維的應(yīng)用幾近空白。傳統(tǒng)提取、加工椰殼纖維的工藝過程使制得的纖維粗、重、不均勻,導(dǎo)致其最終用途十分有限,因而開發(fā)合適的纖維提取加工工藝將是首要需解決的問題。
利用廢棄的芭蕉莖桿,采用全新的生物酶,經(jīng)氧化脫膠處理工藝,獲得纖維細(xì)度達(dá)到0.6tex以上的可以紡成100%的芭蕉纖維細(xì)支紗。為了增加芭蕉纖維可紡性,減少加工過程中對(duì)纖維的損傷,采用牽切的方法,使纖維長度更適合紡紗加工的要求。該纖維具有強(qiáng)度高、伸長小、質(zhì)量輕、吸水性強(qiáng)、吸濕放濕快、易降解等特點(diǎn),纖維的物理機(jī)械性能滿足紡織加工的要求。純紡或混紡織物的服用性能好,面料風(fēng)格近似于麻織物,但是沒有麻的刺癢感。目前已經(jīng)引起人們的極大興趣。
菠蘿葉纖維,習(xí)慣叫做菠蘿麻,屬于葉脈纖維。是菠蘿葉脈去其兩側(cè)銳刺及膠質(zhì)后,取出的纖維。每根長度約為80~100cm,直徑僅為真絲直徑的1/4。纖維質(zhì)軟、強(qiáng)度較低,無法滿足紡織的要求,因此以往只能將菠蘿纖維與其他纖維混紡。近來隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步對(duì)菠蘿纖維化學(xué)處理已有很大改善,對(duì)紡織加工的流程和技術(shù)也具備一定水平,已經(jīng)成功地利用不同的紡織技術(shù)紡制出菠蘿麻的純紡紗與混紡紗。這種纖維可以做成衣服,也可以制成繩索、縫線、絹絲、紙張等多種產(chǎn)品。菠蘿麻織成的織物易于印染、吸汗透氣、挺括不起皺、抗?jié)裥詮?qiáng)、顏色稍黃帶有光澤。更值得注意的是,它還具有良好的抑菌防臭性能,是功能性生態(tài)紡織品。據(jù)中國紡織科學(xué)院測試中心報(bào)告,菠蘿麻含有天然殺菌、抑菌物質(zhì),可有效殺滅細(xì)菌,并且抑制真菌和微生物的生長,適宜制作襪子、內(nèi)衣、襯衫、T恤、床上用品及裝飾織物等。
摩維纖維是以槿麻為原料,與麻同價(jià),與棉同質(zhì)的天然植物纖維。適合它的主要有環(huán)錠紡和氣流紡兩種紡紗方式。其紗線主要有以下幾種系列:①摩維與棉系列;②摩維與毛系列;③摩維與滌綸系列;④摩維與粘膠系列;⑤摩維與麗賽系列。
彩色兔絨由蛋白質(zhì)組成,含有多種氨基酸,其織物適合貼身穿著;它還屬于髓腔纖維,因而密度小、比重輕,保暖效果好,吸濕性能強(qiáng);毛鱗片少,且多為斜條狀,所以滑爽而且光澤度好。彩色兔絨還有其他動(dòng)物纖維不可比擬的特性,那就是色彩天然,不含化學(xué)有害元素,具有天然的保健作用,能夠很好地保護(hù)肌膚。目前彩色兔絨的主導(dǎo)顏色有黑灰色、米黃色、棕色。在紡織過程中,如果需要其他顏色,可以相互搭配。彩色兔絨是綠色環(huán)保纖維,其本身具有顏色,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中無需染色,既節(jié)省了在印染過程中所需的人力、物力、財(cái)力,又免除了因染色工藝流程中產(chǎn)生的化學(xué)廢液對(duì)人類生活環(huán)境造成的污染和破壞。這是彩色兔絨得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
自木代爾(Modal)纖維被廣泛應(yīng)用之后,新型再生纖維素纖維層出不窮。常見的木漿纖維有天絲纖維、麗賽纖維,竹漿纖維有天竹纖維、云竹纖維,黃麻和大麻再生的圣麻纖維;還有功能性再生纖維,如利用納米技術(shù)添加功能性顆粒的再生纖維素纖維有珍珠纖維(如立肯諾纖維)、玉石粘膠纖維、竹炭粘膠纖維、防螨粘膠纖維;竹棉再生(如幕賽爾(Mulcel)纖維);甲殼素粘膠纖維(如康特絲(Chitcel)纖維),麥飯石粘膠纖維、蘆薈營養(yǎng)粘膠纖維、空調(diào)粘膠纖維(Outlast);另有佛萊賽(Foresse)粘膠纖維(東麗公司用熔融紡絲法制得的纖維素系纖維),酷桑絲(Lyocell)粘膠,彩色負(fù)離子多功能粘膠纖維等。包括牛奶蛋白纖維、蛹蛋白長絲(波特絲)、大豆蛋白纖維、聚乳酸蛋白(PLA)纖維、甲殼素蛋白纖維、海藻復(fù)合纖維等。包括中空保暖纖維(如葆萊絨中空纖維)、蓄光發(fā)熱纖維、導(dǎo)電纖維(如埃匹克纖維)、玉石纖維、吸濕排汗纖維(如CoolDry纖維)、銀系抗菌纖維、腈綸基Outlast空調(diào)纖維、可染色丙綸(如波斯綸纖維)、阻燃纖維(如安芙賽),芳砜綸阻燃纖維、醋酸長絲(賽拉尼斯),以及吸濕排汗的錦綸纖維(如杜邦公司新推出的Tactel)等等。
紡紗廠是新型纖維生產(chǎn)廠的下游企業(yè),又是織造廠的上游企業(yè)。所以紡紗廠的新產(chǎn)品開發(fā)對(duì)織造和染整廠是至關(guān)重要的。合理的纖維組合、合理的成分組合和合理的混紡比、優(yōu)質(zhì)紗線的條干、不同用途的捻度、單位紗線的質(zhì)量及質(zhì)量偏差,紗支的細(xì)度及均勻度、紗線的斷裂強(qiáng)力及拉伸強(qiáng)度、強(qiáng)不勻率等,對(duì)于下游能否順利生產(chǎn)是十分重要的。紡紗對(duì)于終端新產(chǎn)品的開發(fā)是第一道關(guān)鍵工序。主要包括緊密紡、噴氣紡、賽絡(luò)紡、集聚紡、復(fù)全紡、花色紡、自由端噴氣紡以及特殊的彈力包芯紗、包纏紗、包復(fù)紗等。
對(duì)于紡紗廠來說,在開發(fā)新品種紗線方面,經(jīng)常是根據(jù)自己所掌握的新纖維材料性能進(jìn)行搭配和排列組合,沒有考慮到織造和染整的難易程度,經(jīng)常給織造和染整企業(yè)帶來很多麻煩,最終導(dǎo)致紗線無法銷售,產(chǎn)品也達(dá)不到客戶要求。在開發(fā)新型紗線時(shí),首先應(yīng)對(duì)各種新型纖維給予分類,了解其中的關(guān)鍵化學(xué)成分和染色所需要的基本染料。采取性能相似、相近的纖維互相配伍,原則上主原料搭配不超過3種纖維,尤其對(duì)于染色性能和耐酸堿環(huán)境完全不同的纖維組合時(shí),更需要注意綜合性能和染色的一致性、同色性和色牢度。不同混紡紗線的配比原則常規(guī)產(chǎn)品的兩種纖維配比一般是:55/45、65/35、70/30、80/20。但是,對(duì)于消費(fèi)者追求新奇特和公司為防止模仿抄襲的今天,又不得不打破常規(guī),選取多種纖維不同混紡比,體現(xiàn)多種性能,回避和補(bǔ)充各種纖維之間的不足,表現(xiàn)綜合風(fēng)格之優(yōu)點(diǎn),發(fā)揮多種纖維之特點(diǎn),來研究開發(fā)難以仿造的新產(chǎn)品。如果采用3種或多種以上不同性能纖維混紡時(shí),建議混紡比一定注意相似、相近,主次之分。不同支數(shù)的生產(chǎn)工藝要求紡紗支數(shù)的粗細(xì)關(guān)鍵是由設(shè)備決定的。在實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)于不同強(qiáng)度的纖維采用不同的梳理和打擊方法是十分重要的。對(duì)于下游使用紗線的企業(yè)來說,紗線條干不勻率、毛羽大小、斷裂強(qiáng)力、強(qiáng)力不勻率、百米質(zhì)量偏差等,直接影響到上機(jī)質(zhì)量、織造順利與否、成品質(zhì)量和布面平整度、門幅克重等。不同捻度生產(chǎn)不同的產(chǎn)品的要求捻度的大小主要是根據(jù)開發(fā)的最終產(chǎn)品要求所決定的,一般來說,針織用紗的捻度小于機(jī)織紗,地紗捻度小于面紗,起毛織物地紗捻度小于等于毛圈織物的地紗。特殊的強(qiáng)捻仿麻織物,不同于常規(guī)品種,要求高捻度。因此,在設(shè)計(jì)紗線產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)時(shí),一定知道其用途才能紡制出合理、合格、合適的紗線。
無論紗線染色還是面料染色,對(duì)于染色廠最頭痛的是不知道紗線或面料中纖維原材料的成分、混紡比。目前,國內(nèi)外客戶對(duì)于染色企業(yè)的最終成品質(zhì)量要求越來越嚴(yán),考核的色牢度指標(biāo),禁限的化學(xué)物質(zhì)要求也越來越高。因此,對(duì)于紗線和面料采用多種纖維組分混紡時(shí),上染率不同、染色的酸堿環(huán)境不同、染料自身的先天牢度達(dá)不到要求等問題,往往會(huì)造成染色質(zhì)量不穩(wěn)定、上色率不均勻、顏色跳燈、色花等結(jié)果。此外新型纖維還存在著批與批之間質(zhì)量不穩(wěn)定,造成客戶續(xù)單時(shí)批差過大而引起客戶不滿意或者退貨。不管怎樣,新產(chǎn)品的開發(fā)既可增加產(chǎn)品附加值,又可提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,永遠(yuǎn)是生產(chǎn)企業(yè)追逐的目標(biāo)。面對(duì)諸多問題,研發(fā)人員還是要不斷地研究新技術(shù)、應(yīng)用新材料、開發(fā)新產(chǎn)品。
高支高密紡織產(chǎn)品是生產(chǎn)高檔面料的充分條件,對(duì)于以天絲、木代爾高比例或者是純紡的產(chǎn)品來說控制縮水率、保證尺寸穩(wěn)定性是關(guān)鍵的必要條件。由于生產(chǎn)這類纖維采用的是濕法紡絲,纖維內(nèi)部留有大量蜂窩而導(dǎo)致縮水率大是關(guān)鍵。多數(shù)采用與棉、毛、滌混紡,或者加入氨綸(如XLA/MS彈性纖維)提高穩(wěn)定性。竹漿纖維和竹炭纖維同樣是采用濕法紡絲,這兩類纖維縮水率更大,在采用以上措施的同時(shí),還要加大織物密度、緊度和紗線捻度,目的盡量減少起毛起球。采用PTT系列紗線開發(fā)新產(chǎn)品的應(yīng)對(duì)措施PTT纖維屬于聚酯家族中的新品,是滌綸PET的同族產(chǎn)品。PTT學(xué)名為聚對(duì)苯二甲酸丙二酯,是由對(duì)苯二甲酸(PTA)和1.3-丙二醇(PDO)經(jīng)過酯化、縮聚而得到的。與PET滌綸、PBT改性滌綸不同的是分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部有奇數(shù)的3個(gè)亞甲基-CH2-(PET2個(gè)、PBT4個(gè))產(chǎn)生Z字結(jié)構(gòu)的三維斜晶椅式結(jié)構(gòu)。因此,比PET、PBT表現(xiàn)出較大的伸長、較低的初始模量、較好的拉伸彈性和回復(fù)彈性。PTT纖維綜合了尼龍的彈性、耐磨性和耐疲勞性;腈綸的膨松性、柔軟性、染色性和優(yōu)良的色牢度;滌綸的抗皺性、尺寸穩(wěn)定性和良好的耐熱性;加上本身固有的三維拉伸回復(fù)彈性的特點(diǎn);把各種合成纖維的優(yōu)良性能集于一身,成為當(dāng)前國際紡織品市場上最新開發(fā)的熱門高分子纖維新材料之一,分子結(jié)構(gòu)式見圖3。
以PTT/棉(混紡30/70),染中深色的紗線和織物的工藝曲線舉例如下:PTT纖維具有奇碳的3個(gè)亞甲基,在濕態(tài)下達(dá)到玻璃化溫度46~62℃時(shí)大分子將發(fā)生旋轉(zhuǎn)性重新排列,形成類似于彈簧式的椅式結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生“記憶性”的拉伸彈性和恢復(fù)彈性。在采用筒紗染色時(shí),必須預(yù)留足夠松的卷繞密度,在染色前進(jìn)行充分收縮定型、去除紡絲油劑之后,再完成下一步的染色。無論紗線和面料染色時(shí),都要采用分步升溫、70℃以下低溫排放殘液的方法,才能夠保證最終產(chǎn)品產(chǎn)生良好的拉伸彈性和永久的回復(fù)彈性。PTT產(chǎn)品采用分散染料低溫染色(100~118℃),得色量高,色牢度好。需要根據(jù)紗線的組分,選擇不同的染料染色。但必須注意升溫工藝和染色溫度(含毛100~105℃),以及各道工序排液時(shí)要先循環(huán)降溫至70℃以下再排液,否則,將影響紗線的彈性、手感,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)失去其彈性和柔軟的風(fēng)格。筒紗染色的卷繞密度并不是越小越好,最佳的卷繞密度來自于試驗(yàn)。一般為0.25~0.34g/cm3。,具體決定于PTT含量和要求的彈性。PTT纖維具有多種優(yōu)點(diǎn)于一身,可生產(chǎn)高檔的休閑面料、針織運(yùn)動(dòng)服、T恤衫等。從節(jié)能減排角度看,PTT纖維系列產(chǎn)品染色,降低了染色溫度,節(jié)約了能源和生產(chǎn)成本,減少高溫排放,有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)約型生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新。目前,從纖維生產(chǎn)到織造、染色、后整理等上下游行業(yè)的技術(shù)已經(jīng)成熟,是十分值得推廣應(yīng)用的新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品,其發(fā)展前景十分廣闊。
聚烯烴彈性長絲、包芯(包纏紗)紗開發(fā)面料新產(chǎn)品的亮點(diǎn)陶氏化學(xué)XLA纖維是一種用熔融紡絲法生產(chǎn)的具有柔軟的伸縮性和良好的耐熱、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿化學(xué)性能的新型彈性纖維。由于陶氏化學(xué)的XLA生產(chǎn)線已經(jīng)停產(chǎn),核心技術(shù)轉(zhuǎn)移給上海一家公司,目前的產(chǎn)品叫做“MS舒彈纖維(MicroStretchTM)”。MS舒彈纖維與其他合成纖維一樣,具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)。所不同的是:非結(jié)晶區(qū)的柔性大分子鏈節(jié)鏈段,由于受到極性的作用,呈特殊的、無規(guī)則的點(diǎn)狀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與大分子結(jié)晶體共存起著物理連接作用。MS舒彈纖維的彈性是由大分子的結(jié)晶度、非結(jié)晶柔鏈的長度與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的多少而決定的。MS舒彈纖維與常規(guī)的熱塑性彈性聚合物不同,是由共價(jià)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)起決定作用的。隨著染色溫度升高,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)晶點(diǎn)逐漸熔化,大約在80℃時(shí)完全消失。當(dāng)溫度達(dá)到220℃時(shí)由于整個(gè)分子網(wǎng)絡(luò)存在著共價(jià)鍵的交聯(lián)結(jié)構(gòu),仍可保證其完整性(圖5、圖6)。同時(shí)結(jié)晶體的網(wǎng)絡(luò)可逆向變化,當(dāng)溫度降至周圍環(huán)境溫度時(shí),又重新形成新的交聯(lián)結(jié)晶體網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過織造染整處理之后的MS舒彈纖維所形成的點(diǎn)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然保留于產(chǎn)品之中,一般是不能重新拉出或拆出單絲或復(fù)絲,燒棉后可以看出,形成了彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由此可見,對(duì)于需要高溫預(yù)定形的氨綸(如萊卡)面料,因溫度控制不當(dāng),穿用一段時(shí)間就會(huì)失去彈性。所以,對(duì)于不需要預(yù)定形的MS舒彈長絲非常適合與羊毛、羊絨、牛奶纖維、腈綸、錦綸等對(duì)高溫敏感的纖維進(jìn)行混紡或交織,也更適合需要經(jīng)過高溫達(dá)到尺寸穩(wěn)定的芳砜綸耐熱纖維。
記憶型PTT/PET同屬于聚酯纖維,可以采用分散染料染色。但是PTT/PET由于具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu),決定了不同的上染率,采用115℃以下染色工藝,主要上染的是PTT纖維,在染色還原之后PET不上色可以留白,形成花色紗線或者麻灰色風(fēng)格。如果采用電腦大提花,可以根據(jù)花型使用PTT或者PET長絲,在110~118℃染色還原之后出現(xiàn)不同的深淺或者留白的花型。這充分說明了,了解新纖維材料性能之后,開發(fā)新產(chǎn)品的秘訣和關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)。
大豆蛋白復(fù)合纖維和牛奶蛋白復(fù)合纖維同屬于再生的多組分蛋白纖維,主要是大豆蛋白、乳酸絡(luò)蛋白與聚乙烯醇或聚丙烯腈共混、共溶、共聚的高分子化合物,再經(jīng)過紡絲而得的纖維。這類纖維的共同優(yōu)點(diǎn)是:含有多種人體所需的氨基酸和保濕因子,具有護(hù)膚養(yǎng)膚的作用。缺點(diǎn)是收縮率大,不能生產(chǎn)特白、顏色特鮮艷的產(chǎn)品。以上海題橋紡織染紗有限公司(簡稱題橋公司)實(shí)際開發(fā)的產(chǎn)品,即“32S/1純牛奶纖維+40DXLA彈力色織汗布”作為案例分析。該面料的主要特點(diǎn)是:不需要預(yù)定型解決牛奶纖維不耐高溫的特性。具有彈性適中,手感柔軟,細(xì)膩滑爽,糯性十足的特點(diǎn)。牛奶蛋白復(fù)合纖維含有多種人體必須的氨基酸和保濕因子,護(hù)膚養(yǎng)膚保健。XLA纖維具有柔軟舒適的彈性,柔軟度,伸縮自然,穿著更貼身舒適。加入XLA彈性長絲解決了牛奶蛋白復(fù)合纖維尺寸的穩(wěn)定性,保持了吸濕透氣性。有很強(qiáng)的耐化學(xué)性,屬于耐強(qiáng)化學(xué)性能的彈性面料。具有對(duì)氙光和紫外線等的抗降解能力——氨綸對(duì)氙光和紫外線的抵抗時(shí)波長一般為XLA纖維的2/4~3/4。吸濕透氣不沾身。適合各種高檔運(yùn)動(dòng)衫,滑雪服,貼身內(nèi)衣等。微膠囊調(diào)溫纖維是將一種在不同的環(huán)境下吸熱放熱的相變材料,做成足夠小的微膠囊,加入到高分子聚丙烯腈或者再生纖維素粘膠的紡絲液中,經(jīng)過紡絲成為微膠囊空調(diào)纖維。在采用微膠囊纖維紡紗、織造、染色和后整理的過程中,最關(guān)鍵的是防止微膠囊的破裂,一旦產(chǎn)生破裂,其不但會(huì)失去發(fā)熱、吸熱作用,而且?guī)砩?、面料上油狀物等不上色的小白點(diǎn)。在新產(chǎn)品開發(fā)時(shí),多數(shù)采用與棉混紡開發(fā)吸濕透氣、保暖發(fā)熱的襪子、保暖褲、內(nèi)衣等冬季產(chǎn)品。甲殼素纖維是一種抗菌防臭的新型纖維,主要由蝦蟹的貝殼提煉出甲殼質(zhì)融入或者共混到PET聚酯纖維中,起到抗菌、抑菌的作用。但是,由于甲殼素的提煉是溶解到酸液中,所以抗菌性決定于紡絲時(shí)加入的甲殼素百分量的同時(shí),關(guān)鍵是染整加工過程中,經(jīng)常遇到酸洗中和,醋酸含量的高低直接影響到抗菌性能。目前抗菌防臭、抗菌抑菌纖維最優(yōu)良的當(dāng)屬天然亞麻、大麻、黃麻纖維。附加抗菌功能的纖維主要由紡絲過程中加入無機(jī)銀系抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、甲殼素抗菌劑等。在開發(fā)新產(chǎn)品過程中,必須以不破壞功能性為主進(jìn)行工藝技術(shù)的選定和執(zhí)行。了解染整工藝的同時(shí),必須了解這些功能性的主要來源。吸濕排汗纖維主要是指合成纖維中的異性纖維,由于纖維表面具有溝槽,纖維截面具有通氣孔才能將汗液排出體外,穿著不感到悶熱。因此,在染整加工過程中必須注意,使用的柔軟劑一定要是親水性好、透氣性優(yōu)良的助劑。
阻燃纖維主要是合成纖維的特殊品種,是由高分子結(jié)構(gòu)決定或是加入阻燃劑再進(jìn)行紡絲。但是,阻燃纖維由于加入異性物或者特殊的芳砜綸結(jié)構(gòu),對(duì)染色技術(shù)要求更高,有的采用載體染色、或者加入特殊的助染劑才能染出深濃艷的顏色。4.3.12新型天然纖維木棉(如賽帛爾)紗線開發(fā)染整技術(shù)措施天然纖維賽帛爾是木棉花的果實(shí),賽帛爾纖維含有約占64%左右的纖維素,約占13%的木質(zhì)素,此外還含有8.6%的水分、1.4%~3.5%的灰分、4.7%~9.7%的水溶性物質(zhì)和2.3%~2.5%的木聚糖以及0.8%的蠟質(zhì)。賽帛爾纖維可用直接染料、活性染料染色。但由于賽帛爾纖維含有大量木質(zhì)素和半纖維素,而且比表面積大、吸色快等特性,賽帛爾纖維的染色工藝技術(shù)與棉有一定差異。賽帛爾纖維溶解于30℃下75%的硫酸、100℃下65%的硝酸、部分溶解于100℃下的35%的鹽酸。賽帛爾纖維具有良好的化學(xué)性能,其耐酸性好,常溫下稀酸對(duì)其沒有影響,醋酸等弱酸對(duì)其也沒有影響,且賽帛爾纖維耐堿性能良好,常溫下NaOH溶液對(duì)賽帛爾纖維沒有影響。賽帛爾保暖內(nèi)衣比普通保暖內(nèi)衣的保暖率高1.56倍,創(chuàng)造了保暖內(nèi)衣新指標(biāo)。賽帛爾高效保暖內(nèi)衣,是采用賽帛爾針織、梭織紗線制成的一類紡織新產(chǎn)品,具有五大特點(diǎn):①保暖效果好(傳導(dǎo)熱阻比全棉產(chǎn)品高20%以上,對(duì)流熱阻為全棉產(chǎn)品的2~3倍)。②觸感柔軟舒適。③吸濕導(dǎo)濕。④舒適抗菌。⑤防霉防蛀。⑥保溫率高:與全棉和滌棉產(chǎn)品相比,賽帛爾保暖內(nèi)衣的保溫率高,保暖效果出眾。⑦擋風(fēng)性能優(yōu)異。⑧舒適性與全棉織物相當(dāng)。有些技術(shù)人員喜歡用透氣量反映織物的濕舒適性,實(shí)際上透氣量與熱濕舒適性不能直接對(duì)應(yīng),例如很多滌綸織物透氣量高,但濕舒適性還是不好,人會(huì)感覺悶。相反透氣量過大保暖效果降低。⑨超細(xì)超輕。⑩賽帛爾纖維缺點(diǎn)是:纖維細(xì)而短,為此題橋公司第一次將膜技術(shù)應(yīng)用于木棉混紡紗線的染色技術(shù)中,解決了木棉纖維毛羽大、條干差、強(qiáng)力低、難以上機(jī)織造關(guān)鍵技術(shù)。
采用新材料、新纖維開發(fā)新產(chǎn)品的模式創(chuàng)新總結(jié)
對(duì)于任何一種新型纖維和新材料的出現(xiàn),研發(fā)人員一定要了解內(nèi)在的化學(xué)性能、物理性能、主體部分的原材料、附加特殊功能的特點(diǎn)和軟肋、大分子微觀結(jié)構(gòu)的特性,從而為制定紡紗、織造、染整及終端產(chǎn)品的定位和成功開發(fā)新產(chǎn)品提供可靠的技術(shù)依據(jù)。在開發(fā)過程中要善于發(fā)現(xiàn)新問題、新方法、新技術(shù)、新工藝,通過尋找解決方案和技術(shù)措施,挖掘突破點(diǎn)。對(duì)于找到的技術(shù)突破點(diǎn)、實(shí)施的技術(shù)方案、采取的技術(shù)措施就是新的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。通過反復(fù)試驗(yàn)、技術(shù)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的核心技術(shù)、專利技術(shù)及營銷模式等,就是企業(yè)模式創(chuàng)新的建立過程,一個(gè)企業(yè)擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)越多,形成的專利保護(hù)群越嚴(yán)密,在當(dāng)今激烈競爭的市場份額占有率也就越高,內(nèi)生動(dòng)力也就越強(qiáng)。