易萊安?(ELA-AN?)彈性纖維介紹與產(chǎn)品應(yīng)用

秦治平 浙江安順化纖有限公司

1 前言

在日常生活中，紡織品與人們的生活息息相關(guān)，密不可分，不論是梭織物（Woven）、針織物（Knitting）還是非織造布（Non-woven）皆是一般生活上不可或缺的用品。但隨著時(shí)間的推移，生活水平的提高，大眾消費(fèi)者對(duì)于生活用品的質(zhì)量要求更高、功能性更多元，其中紡織品的伸縮彈性，亦是消費(fèi)者看中產(chǎn)品的關(guān)鍵點(diǎn)之一，彈性織物所帶來(lái)的親膚、伸縮、硬挺、彈性及舒適性，可通過(guò)手摸來(lái)直接感受，促使消費(fèi)者愿意購(gòu)買，因此彈性織物的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成了許多紡織業(yè)者研發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目。

2 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維介紹

易萊安?，為浙江安順化纖有限公司推出的彈性纖維系列產(chǎn)品，商品名的意思為Elastic-Anshun Fiber，即具彈性的安順纖維。易萊安?纖維主要分為兩類如下：

（1）實(shí)心/中空并列型復(fù)合纖維：利用兩種高分子不同的收縮性能，實(shí)現(xiàn)纖維彈性表征；

（2）皮芯型ES復(fù)合纖維：在纖維皮層中使用改性材料，可以使非織造布具有較豐厚的手感，同時(shí)回彈性、硬挺度也較好。

從上述可知，并列型纖維的彈性機(jī)理與皮芯型的彈性機(jī)理完全不同，其應(yīng)用場(chǎng)景也不同，以下將詳細(xì)介紹兩種彈性纖維的機(jī)理差異。

2.1 彈性機(jī)制

2.1.1 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維：實(shí)心/中空并列型復(fù)合纖維

實(shí)心/中空并列型復(fù)合纖維其彈性機(jī)制類似于長(zhǎng)纖維行業(yè)中Lycra?T400?、中國(guó)臺(tái)灣南亞Spanfit?，是屬于聚酯機(jī)械彈力系列，纖維斷面為實(shí)心/中空并列（Side by side），是一種雙組分復(fù)合纖維。如圖1（A），在纖維兩種組分中，一邊為A成分，另一邊為B成分。利用A成分與B成分兩種不同的聚酯系高分子材料收縮率、分子鏈鍵角不同及分子間作用力差異（如圖1（C）），使纖維獲得彈性、形態(tài)還原性、卷曲的效果。

如圖1（B）所示，此為易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維斷面示意圖，其為實(shí)心并列的纖維結(jié)構(gòu)，一邊為常規(guī)的PET（Polyethylene terephthalate），此部份成分收縮率低，另一邊為PTT（Polytrimethylene terephthalate）或PBT（Polybutylene terephthalate），此種彈性纖維在牽伸后形成三維卷曲形態(tài)，在經(jīng)過(guò)短纖維后紡卷曲加工后，會(huì)產(chǎn)生二維卷曲，此方便于下游客戶進(jìn)行非織造布的加工。

圖1 聚酯系列彈性纖維并列構(gòu)造、易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維斷面及芳香族聚酯的結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.2 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維：皮芯型ES復(fù)合纖維

此種彈性復(fù)合纖維在ES纖維（Ethylene-Propylene Side By Side）的技術(shù)基礎(chǔ)上，在皮芯結(jié)構(gòu)（Sheath-core）和皮層材料PE（Polyethylene）中添加聚烯烴類彈性體。如圖2所示，此種ES纖維的皮層材料中PE含有彈性體，即改性PE，就像是于高分子材料中添加“彈簧”般，形成兩相（Two phase）結(jié)構(gòu)，使該ES纖維的皮層具有彈性，而由此種ES纖維所制成的熱風(fēng)非織造布的特性有蓬松感強(qiáng)、手感厚實(shí)、回彈性優(yōu)良、硬挺度佳等。

圖2 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維：皮芯型ES復(fù)合纖維斷面及彈性機(jī)理示意圖

2.2 產(chǎn)品規(guī)格

由上述2.1說(shuō)明中可以知道，易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維產(chǎn)品可以分為兩大類，其產(chǎn)品規(guī)格如表1所示。

表1 易萊安?(ELA-AN?)彈性纖維-產(chǎn)品規(guī)格表

3 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維產(chǎn)品應(yīng)用

3.1 并列復(fù)合型彈性纖維產(chǎn)品應(yīng)用

并列復(fù)合型又分為實(shí)心并列與中空并列，根據(jù)不同的應(yīng)用需求可以選擇相對(duì)應(yīng)的纖維材料與纖維規(guī)格。實(shí)心并列型通?？蓱?yīng)用于彈力非織造布（單向彈、雙向彈）、提拉面膜彈力非織造布、醫(yī)療繃帶及紡紗；中空并列則多應(yīng)用于紡紗，中空的結(jié)構(gòu)也可以賦予纖維吸濕輕量的性能。

表2 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維-并列復(fù)合型彈性纖維產(chǎn)品應(yīng)用

圖3為易萊安?（PET/PTT）實(shí)際應(yīng)用示意圖，此為實(shí)心并列型彈性纖維，產(chǎn)品終端應(yīng)用為彈力非織造布。彈性纖維在經(jīng)過(guò)梳理棉網(wǎng)工藝流程后進(jìn)行鋪網(wǎng)，此時(shí)鋪網(wǎng)可以在6～8層左右（視產(chǎn)品設(shè)計(jì)而定），接著進(jìn)行水刺或是針刺工藝，在基布完成后（建議克重在45～70g/m2）置于烘箱進(jìn)行熱處里，烘箱溫度建議在180～190℃，在熱處里的過(guò)程中兩個(gè)高分子材料收縮率不同，從而使纖維由二維卷曲轉(zhuǎn)變成三維卷曲形貌，由此而形成“空穴”的特殊結(jié)構(gòu)，纖維形態(tài)的變異使非織造布產(chǎn)生收縮，非織造布成品的克重也隨之增加，手感變得柔軟而又具備彈性。此類產(chǎn)品多應(yīng)用于面膜用彈力非織造布，此種非織造布彈性好、手感柔軟、親膚且懸垂性好，“空穴”結(jié)構(gòu)也可以使持液率提升，滿足面膜使用場(chǎng)景。

圖3 易萊安?（PET/PTT）實(shí)際應(yīng)用示意圖

3.2 皮芯型彈性ES纖維產(chǎn)品應(yīng)用

易萊安?皮芯型彈性ES纖維屬于較特殊的彈性纖維，與皮芯型偏心（Eccentric）纖維彈性機(jī)理不太相同，易萊安?皮芯型ES纖維是皮層以改性PE賦予皮層有彈性效果，纖維本身外觀、物性與一般ES纖維相同，幾無(wú)差異，但經(jīng)過(guò)熱風(fēng)工藝后，其非織造布具有高回彈、硬挺性，手感厚實(shí)的特點(diǎn)。通常可應(yīng)用于紙尿褲與衛(wèi)生巾的面層、芯層及導(dǎo)流層的熱風(fēng)非織造布中，如表3所示。

表3 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維-皮芯型彈性ES纖維產(chǎn)品應(yīng)用

3.2.1 蓬松度性能介紹

如圖4所示，此為易萊安?（ES纖維-高彈），纖維規(guī)格為2D×38mm增白多親，以熱風(fēng)工藝制得20～22g/m2的熱風(fēng)非織造布后，以20層A4紙大小的非織造布整齊疊好后，邊緣保持平齊，并于非織造布上放置同等大小的亞克力板（重253g，也可使用其他材料代替，壓強(qiáng)4Pa），待非織造布穩(wěn)定后用鋼尺量取桌面與亞克力板下層的垂直距離，即為試樣的蓬松度。蓬松度的標(biāo)準(zhǔn)在22～32mm之間，而易萊安?（ES纖維-高彈）制得的熱風(fēng)非織造布經(jīng)測(cè)試后可達(dá)25mm，顯示出其非織造布蓬松度良好，在移除亞克力板后，可恢復(fù)原有厚度90%以上。在實(shí)際應(yīng)用中可以100%使用易萊安?（ES纖維-高彈）或搭配皮芯偏心型ES纖維做使用，以獲得更好性價(jià)比的產(chǎn)品。

圖4 易萊安?（ES纖維-高彈）蓬松度測(cè)試介紹

3.2.2 手感性能介紹

表4為易萊安?（ES纖維-高彈）與不同纖維的手感性能比較表。測(cè)試儀器為德國(guó)EMTEC紡織品手感度測(cè)試儀（如圖5所示），此設(shè)備為評(píng)估紡織品風(fēng)格手感的專業(yè)設(shè)備，評(píng)估手感的項(xiàng)目有TS7柔軟度、TS750表面粗糙度及D硬挺度，HF手感值則是根據(jù)上述三個(gè)項(xiàng)目所測(cè)得的指標(biāo)經(jīng)過(guò)綜合分析及計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)。其中TS7柔軟度，數(shù)值越大表示該樣品越不柔軟；TS750表面粗糙度，數(shù)值越大表示該樣品越粗糙；D硬挺度，數(shù)值越大表示該樣品彈性越好；HF手感值，數(shù)值越大表示該樣品手感越好。

圖5 德國(guó)EMTEC紡織品手感度測(cè)試儀

由表4可以看到，易萊安?（ES纖維-高彈）的HF手感值為表中五個(gè)試驗(yàn)樣品中最高，表示手感在五個(gè)試驗(yàn)樣品中最好。在TS7柔軟度測(cè)試結(jié)果中，易萊安?（ES纖維-高彈）的測(cè)試數(shù)據(jù)介于0.6D×38mm增白拒水與1.2D×38mm增白拒水之間，這是因?yàn)榭椢锏氖指泻駥?shí)、蓬松、回彈性好，手抓呈現(xiàn)柔軟，注意這里TS7柔軟度并非指紡織品的懸垂性。在TS750表面粗糙度測(cè)試結(jié)果中，易萊安?（ES纖維-高彈）僅次于Ecoclean?（ES纖維），表面粗糙度較其他三個(gè)試驗(yàn)樣品大，表面較為粗糙，這是因?yàn)镻E在改性后，具兩相結(jié)構(gòu)，使得纖維表面較為粗糙，從而影響到非織造布的TS750表面粗糙度評(píng)價(jià)。在D硬挺度測(cè)試結(jié)果中，易萊安?（ES纖維-高彈）的測(cè)試結(jié)果在五個(gè)試驗(yàn)樣品中最為硬挺，這也是PE在改性后之兩相結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的現(xiàn)象，因此使得非織造布同時(shí)具有硬挺、柔軟蓬松的表現(xiàn)。

表4 易萊安?（ES纖維-高彈）與不同纖維之手感性能比較

3.2.3 熱風(fēng)非織造布下滲反滲性能測(cè)試介紹

將易萊安?（ES纖維-高彈）與常規(guī)ES纖維混用，應(yīng)用于衛(wèi)生巾面層中，可以使熱風(fēng)非織造布獲得較厚實(shí)的手感，舒適度因此而提升，且反滲的現(xiàn)象可以得到改善，呈現(xiàn)高親低反滲的效果。如表5所示，常規(guī)ES纖維在添加易萊安?（ES纖維-高彈）2D×38mm普白單親后，呈現(xiàn)高親低反滲的效果，且易萊安?（ES纖維-高彈）添加的比例愈高，反滲愈低。

表5 易萊安?（ES纖維-高彈）-熱風(fēng)非織造布下滲反滲性能

4 易萊安?（ELA-AN?）彈性纖維性未來(lái)發(fā)展及展望

彈性纖維可謂是纖維里的魔術(shù)師，在織物中添加含量10%～20%，即可賦予織物不一樣的手感，其使用性、貼合性及舒適性也大大地提升，故消費(fèi)者十分喜歡此類產(chǎn)品，甚至成為選購(gòu)商品的條件之一。在多個(gè)傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合里也存在著彈性纖維的機(jī)會(huì)，下面將介紹彈性纖維未來(lái)可能的應(yīng)用與發(fā)展。

4.1 低熔點(diǎn)彈性短纖維

浙江安順化纖與四川大學(xué)吳大誠(chéng)教授合作，希望能研制一種彈性類似于氨綸的短纖維，且同時(shí)可經(jīng)過(guò)熱風(fēng)、熱粘合的工藝處理，利用皮芯型的結(jié)構(gòu)，制備低熔點(diǎn)彈性短纖維。低熔點(diǎn)彈性短纖維可應(yīng)用于經(jīng)期褲中，目前經(jīng)期褲使用的最佳做法為利用紡粘熔噴的工藝，在纖維材料中添加彈性體，使非織造布整體具有彈性，可拉伸，其缺點(diǎn)為手感差，舒適性不佳。低熔點(diǎn)彈性短纖維如果研制成功，也許可以應(yīng)用于此領(lǐng)域，達(dá)到節(jié)省工藝，又改善手感及舒適性的效果。

4.2 高性能彈性中空短纖維

該項(xiàng)目與四川大學(xué)吳大誠(chéng)教授合作，其研發(fā)目的在于應(yīng)用于座椅坐墊、女性內(nèi)衣等，希望可以取代傳統(tǒng)的氨綸發(fā)泡工藝制造的坐墊。此項(xiàng)目對(duì)于坐墊的承受壓力、回彈恢復(fù)性要求較高，傳統(tǒng)的滌綸材料如PTT與PBT已無(wú)法滿足，通過(guò)吳大誠(chéng)教授研制的高模數(shù)彈性材料，以中空并列的工藝實(shí)現(xiàn)高性能彈性中空短纖維，以期滿足產(chǎn)品需求。