絮用Lyocell纖維性能測試與分析

高秀麗，羅亞樓

（河南工程學院紡織學院，河南鄭州450007）

絮用Lyocell纖維性能測試與分析

高秀麗，羅亞樓

（河南工程學院紡織學院，河南鄭州450007）

Lyocell纖維作為填充絮料使用具有天然的優勢，以其為主要原料的絮料更是纖維絮用領域的重大革命和變革。通過對Lyocell纖維結構性能的測試，并與三維卷曲中空滌綸、有硅超細滌綸和ES纖維進行對比分析，研究其性能的差異性，為組合制作絮片提供數據支撐和參考。

纖維；絮料；性能測試

0 引言

Lyocell纖維是以木漿為原料、經溶劑紡絲方法生產的一種天然再生纖維素纖維，其優點集中體現在服用性能優良和綠色環保節能方面；三維卷曲中空滌綸纖維具有比重小、蓬松、保溫、透氣、覆蓋力強等特點，主要用于非織造布的生產原料；有硅超細滌綸經過有機硅整理后更光滑、蓬松和富有彈性，ES纖維是一種理想的熱黏合纖維，主要用于非織造布的熱黏法加工。文中旨在通過對Lyocell纖維的結構性能特點的研究，與三維卷曲中空滌綸、有硅超細滌綸和ES纖維的結構和性能進行對比分析，為混合生產家紡非織絮片的產品開發和生產提供一定的數據參考。

1 試驗

1.1 試驗材料及條件

試驗所用材料及其規格（細度和長度）為Lyocell纖維6.67 dtex×60 mm、三維卷曲中空滌綸纖維6.67 dtex×60 mm、有硅超細滌綸纖維3.33 dtex×64 mm、ES纖維4.44 dtex×51 mm。所有試樣在標準大氣條件下至少平衡48 h，在溫度20℃、相對濕度65%條件下進行試驗。

1.2 試驗儀器

Quanta250型掃描電子顯微鏡（捷克FEI公司，配備EDAX能譜儀）、LLY—06B型電子式單纖維強力儀、YG321型纖維比電阻測試、YG747型通風式快速八籃烘箱、JA2004型電子天平。

2 測試與分析

2.1 纖維形態結構

試驗原理是利用細聚焦電子束按照順序逐行掃描樣品表面，并通過收集掃描時激發出的某些物理信號（主要是二次電子）來調制成像，以觀察樣品的形貌為主。Lyocell纖維的微觀結構形態縱橫向截面圖見圖1和圖2，三維卷曲中空滌綸纖維的縱橫向截面圖見圖3和圖4，有硅超細滌綸纖維的縱橫向截面圖見圖5和圖6，ES纖維的縱橫向截面圖見圖7和圖8。

由圖1和圖2可以看出，Lyocell纖維縱向表面有顆粒分布，可以增加與周圍纖維的摩擦抱合力，橫向截面為實心圓形結構；由圖3和圖4可以看出，三維卷曲中空滌綸軸向有空腔，貫通纖維軸，面積與體積比率大，中空結構降低了纖維的質量并使其內部富含靜止空氣，增加了單位質量產品的保暖性，具有優越的回彈性、蓬松性、保暖性以及防霉、防蛀等性能；由圖5和圖6可以看出，有硅超細滌綸纖維縱向表面光滑，使絮用手感滑糯，橫向為橢圓形，稍有微孔，增加產品的透氣性；由圖7和圖8可以看出，ES纖維的縱向表面光滑，便于均勻分布在絮用產品內部，經熱輥烘燥熔融后形成分散的熔節點，增加產品的服用強度，橫向截面為實心圓形。

2.2 拉伸性能

按GB/T14337—2008《化學纖維短纖維拉伸性能試驗方法》要求，試驗時將纖維夾在上下夾持器之間，步進電機通過二級同步帶變速驅動絲桿螺紋旋轉，其中上夾持器掛在力傳感器上，下夾持器固定于絲桿螺母體處。由于絲桿螺紋帶動下夾持器向下勻速運動，從而使夾在上下夾持器之間的纖維斷裂，并由力傳感器采集力值信號，經過放大后得到與受力大小成正比的信號，顯示負荷值及斷裂強力。另外，通過一定機構產生與試樣變形成正比的數字脈沖，通過計數電路顯示試樣的變形量。Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維和有硅超細滌綸拉伸性能的各項指標測試結果見表1。

圖1 Lyocell纖維縱向截面圖

圖2 Lyocell纖維橫向截面圖

圖3 三維卷曲中空滌綸縱向截面圖

圖4 三維卷曲中空滌綸橫向截面圖

圖5 有硅超細滌綸縱向截面圖

圖6 有硅超細滌綸橫向截面圖

圖7 ES纖維縱截面圖

圖8 ES纖維橫向截面圖

由于纖維及其制品在紡織加工和使用過程中受到各種類型的外力作用，纖維力學性質對紡織品的耐久性和服用性能會有很大的影響。斷裂功表示纖維抵抗外力破壞所具有的能量，斷裂功大的纖維韌性較好。初始模量表示纖維在較小負荷作用下紗線變形難易程度，其制品比較挺括，反之比較柔軟。由表1可知，三維卷曲中空滌綸纖維斷裂強力、伸長、斷裂強度、伸長率、斷裂功、初始模量較大，突出了其在產品中的支撐作用；Lyocell纖維初始模量小，較柔軟、舒適；作為熱熔合纖維ES纖維的各項指標小，便于熔融黏接。

表1 四種纖維拉伸性能的各項指標的平均值

2.3 比電阻

按照標準GB/T 14342—2015《化學纖維短纖維比電阻試驗方法》要求，并根據歐姆定律，把一定質量的纖維放入一定容積的測試盒中，放入壓塊后一并放入箱體內，對其試樣進行加壓，使其具有一定體積、一定密度，兩端加入一定電壓，通過表頭測出被測纖維的電阻值，根據公式計算纖維的質量比電阻。四種纖維的質量比電阻如下：

（1）Lyocell纖維質量比電阻為：

（2）三維卷曲中空滌綸質量比電阻為：

（3）ES纖維質量比電阻為：

（4）有硅超細滌綸質量比電阻為：

Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維和有硅超細滌綸的電阻測試數據詳見表2。

在紡織加工過程中，質量比電阻高的纖維容易產生靜電，影響加工的順利進行。由表2可知，三維卷曲中空滌綸與ES纖維質量比電阻較大，其它兩種纖維稍小，因此制作絮片時需要采取防靜電措施，如噴水或加抗靜電劑等，防止在加工和使用過程中產生靜電現象，影響紡織過程的正常進行，以至于嚴重影響產品的質量和織物的舒適性。

2.4 回潮率

按GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定要求》，試驗時稱取一定量的試驗試樣置于一定溫度下的烘箱內烘驗，使試驗試樣中的水分蒸發，直至試驗試樣達到恒量，然后根據初始質量與烘干質量的差值和烘干質量計算纖維的回潮率。Lyocell纖維、三維卷曲中空滌綸、ES纖維、有硅超細滌綸的回潮率見表3。

表3 回潮率測試數據

（2）三維卷曲中空滌綸

（3）ES纖維

（4）有硅超細滌綸

對一般纖維而言，隨著回潮率的增大，其強力、模量、彈性和剛度下降，但是纖維的導電性增強，介電常數變大，抗靜電性能增強。Lyocell纖維的回潮率最高，對其強度彈性各種力學性能均有影響，且抗靜電能力等增強。上述性能凸顯了Lyocell纖維絮料應用的優勢和開發前景；ES纖維的回潮率和絮片中起支撐骨架作用的三維卷曲中空滌綸回潮率也較低。

表2 四種纖維的電阻測試結果

3 結論

通過對四種纖維微觀結構與性能測試分析可知：Lyocell纖維縱向表面有顆粒、斷裂強力、初始模量與比電阻較小、回潮率大，使產品結實耐用舒適；三維卷曲中空滌綸纖維有中腔、斷裂功、比電阻較大、回潮率低，中空結構使產品具有輕質感、柔韌，起到骨架作用，保暖、蓬松，但生產過程應采取相應抗靜電措施；有硅超細滌綸纖維縱向表面光滑，使絮片手感滑糯，橫向微孔增加產品透氣性，但抗靜電性能稍差；ES纖維縱向表面光滑，均勻分散在絮片內部便于均勻熔結，增加產品牢度；另外也表明Lyocell纖維生產絮片時的優勢與廣闊應用前景。

四項染整行業標準列入國家標準制修訂計劃

近日，國家標準化管理委員會決定下達2017年第三批國家標準制修訂計劃。

本批計劃共計242項，其中制定164項，修訂78項；強制性標準7項，推薦性標準234項，指導性技術文件1項。其中染整行業相關的標準4項，具體詳見表1，均為推薦性標準，主管部門為中國石油和化學工業聯合會，技術歸口單位均為全國染料標準化技術委員會。

表1 列入第三批國家標準制修訂計劃四項染整行業標準

Performancetest and analysis of Lyocell fiber for flocculation

GAOXiuli,LUOYalou
(Collegeof Textile,Henan Instituteof Engineering,Zhengzhou 450007,China)

Lyocell fiber has a natural advantage for filler wadding.With Lyocell fiber as the main ingredi?ent,the flocculation is the major revolution and change in the field of fiber flocculation.The structural properties of Lyocell fiber is tested and compared with no silicon hollow polyester,silicon superfine polyester and ES fiber.The differences of them are studied and some dates are supported for the production of composite flocculus and reference.

fiber,flocculation,performance test

TS107

A

1001-7046（2017）05-0021-04

2017-04-01

高秀麗（1974-），女，主要從事新型紡織品的設計與檢測分析研究工作。