1、高湿模量粘胶纤维的性能及其应用摘 要 综述了高湿模量粘胶纤维的结构及性能特点，介绍了纤维在服装面料以及家纺产品中的应用。关键词 高湿模量黏胶纤维；莫代尔纤维；丽赛纤维；普通粘胶纤维；性能；应用Properties and Applications of Modal FiberAbstract This paper summarized the structure and performance characteristics of modal fiber, introduced its applications in the apparel fabrics and home textiles
2、in recent years .Key words modal fiber; richcel fiber; Ordinary Viscose Fiber; property; application引言随着人类漫长的发展过程，纺织品也经历着岁月的变革与发展。科学技术的进步以及人们生活品质的提高，使得人们对纺织品的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，现在已经达到了强调人性、以人为本、崇尚科学、卫生以及舒适与便利的境地。所以，近年来出现了许多新型纺织纤维，特别引人注目的是各种新型再生纤维素纤维。这一类纤维既保持了一般纤维素纤维吸湿、透气、柔软、舒适等的特点，又克服了天然纤维素纤维和传统
3、再生纤维素纤维生产和使用中的诸多缺点，同时具有一些新性能，越来越受到广大消费者的青睐。高湿模量粘胶纤维是在粘胶纤维的基础上开发的新一代的高湿模量的再生纤维素纤维，原料来自于大自然的木材等纤维素资源，采用天然纤维素为原料，可以不断再生。它属于新型粘胶纤维，制作时采用无毒并可回收利用的有机溶剂，是按照粘胶纤维纺丝工艺学的原理，将原料制成浆再通过溶剂法纺丝加工而成，即在特定条件下，通过溶解、过滤、脱泡等工序后挤压纺丝、凝固而成。这种纤维是用高质量的木浆和专门的机械及特殊的加工处理方法生产的，生产过程不发生化学反应，清洁无毒，不产生类似粘胶纤维的严重污染环境问题，其残液的排放对环境无害，具有良好的环保
4、性能，被称为绿色纤维。用其生产的面料具有生物降解性，使用后的废弃物可在大自然中自己进行生物降解，不会对环境造成二次污染。该纤维取之于自然而后又可回归自然，是通过欧洲OKOTEX100 STANDARD 对纺织品环保要求的严格标准的。它按制造方法分，有变化性高湿模量粘胶纤维和波里诺西克纤维（又称经典的高湿模量纤维，我国的商品名称为富强纤维)两种。下面分别介绍下这两种纤维。1 Modal 纤维的结构及性能Modal 纤维出现于 20 世纪 80 年代，是较早开发的新型再生纤维素纤维 1。由于当时纤维价格高，性能也没有被充分认识等，一直没有形成批量生产，直到上个世纪末，才开始形成开发高潮。Modal
5、 纤维价格是 Tencel 纤维的一半，系第二代再生纤维素纤维，目前主要应用于针织内衣生产，在机织产品中也有应用。1.1 微观结构 莫代尔纤维和普通粘胶纤维的结构对比见表 1。表 1 莫代尔纤维和普通粘胶纤维的结构结构 Modal 纤维 普通粘胶纤维结晶度，% 50 30取向度，% 7580 7080聚合度 550650 250300原纤化等级 1 1从表 1 可以看出与普通粘胶纤维相比，莫代尔纤维具有较高的结晶度和取向度，说明其纤维中无定型区较小，大分子排列整齐密实，这也是其密度比粘胶纤维大的原因之一。同时较高的结晶度和取向度，将使莫代尔纤维的强度大而伸长小。由于原纤结构的存在，使纤维手感细
6、腻柔软，亲肤性强，穿着舒适，同时较低的原纤化等级又使纤维具有表面光洁明亮和较强的仿丝感。1.2 物理性能莫代尔纤维和普通粘胶纤维的物理性能见表 2。表 2 莫代尔纤维和普通粘胶纤维的物理性能性能 Modal 纤维 普通粘胶纤维长度， mm 38.0 38.0线密度，dtex 1.301.40 1.40密度， (gcm-3) 1.42 1.461.42水膨润率，% 70 90从表 2 可以看出莫代尔纤维具有较长的长度，使莫代尔纤维具有较好的成纱强度和条干均匀性，且毛羽少，表面光洁。与普通粘胶纤维相比，莫代尔纤维具有较好的纤细度，可纺较细的纱。莫代尔纤维的密度大于普通粘胶纤维，遇水体积膨胀率比粘胶
7、纤维小，说明莫代尔纤维受湿度的影响比粘胶纤维小 2。1.3 机械性能 机械性能见表 3。表 3 莫代尔纤维和普通粘胶纤维的机械性能性能 Modal 纤维 普通粘胶纤维干强，cNdtex -1 3.33.6 2.22.6干伸长率，% 1315 2025湿强，cNdtex -1 1.92.1 1.01.4湿伸长率，% 1315 2530干初始模量 27.1 13.5湿初始模量 20.0 4.0从表 3 可以看出与粘胶纤维相比，莫代尔纤维的干强和湿强、干初始模量和湿初始模量都较大，而干伸长率和湿伸长率都较小，且各种性能受湿度的影响都比粘胶纤维小，说明莫代尔纤维不但具有高湿模量、高强度和低湿伸长率，而
8、且其织制的织物具有很好的保形性。1.4 其他性能1.4.1 高吸湿性 Modal 纤维吸湿性能与粘胶纤维相近，大于棉纤维，比棉纤维高出 50；遇水膨胀适中，湿态伸长较小，水洗收缩率低。Modal 纤维的横截面结构，有独特的亲水性，可产生超强的凉爽感，当它与肌肤接触的瞬间，感觉清凉舒爽。因此，用它制成的面料舒适干爽、吸湿透气、有利于人体的生理循环、穿着舒适 3。 1.4.2 耐磨性能好 纤维吸湿后会使纤维分子间力降低，分子间距离增大，即纤维直径增大，纤维发生膨胀，这种膨胀现象以粘胶最为突出，可达 88，这种膨胀性会带来的纤维湿硬性，易产生织物表面擦伤，使粘胶的耐磨性比较差。再生纤维素Modal
9、纤维具有良好的吸湿溶胀性能，这种膨胀现象为 63，且纤维表面顺滑耐磨，可避免清洗过程中纤维的相互缠结，在再生纤维中 Modal 纤维耐磨性是较好的。因此，莫代尔织物耐用，不易收缩、变形或失去光泽。 1.4.3 耐洗性 传统的纯棉织物经过水洗后会变硬，且经过多次水洗以后的手感越来越硬，而 Modal 面料经过多次水洗后，依然保持原有的光滑及柔顺手感柔软与明亮。 1.4.4 较好的染色性能 从纤维分子结构角度分析，染色主要是发生在纤维分子结构的无定形区域，它与纤维分子结晶度的高低有关。Modal 纤维的染色性能较好吸色透彻，色牢度好，织物色泽鲜艳、亮丽。传统的纤维素纤维染色用的染料都可以用于Mod
10、al 纤维的染色，在实际染色中，一般选用中高温双活性基团的活性染料最合适。这类染料与纤维染色后产生的共价键更为牢固，染料与纤维发生交联既产生良好的色牢度，又能缓解纤维在湿热循环处理中继续发生原纤化现象 4。1.4.5 手感与光泽 Modal 纤维充分细旦化，其纵截面的结构平滑，使它具有丝般的柔软和润滑，织物的手感特别滑爽，与肌肤接触就能感觉到它的柔软和爽滑，具有第二肌肤之美称。Modal 纤维具有天然的丝光效果，因此布面光泽亮丽，制成的服装显得雍容华贵，大大提升了服装的档次。 1.4.6 尺寸稳定性较好 Modal 纤维与棉纤维相比，具有较好的形态与尺寸稳定性，具有天然的抗皱性能。除此之外，它
11、具有良好的悬垂性，没有棉质的板结与真丝的揉皱凌乱，始终保持极好的悬垂性，处处衣物流畅的美感 5。1.4.7 绿色环保 Modal 纤维的原料来自于大自然的木材，其生产加工过程不发生化学反应，对环境无污染，并且使用后可以自然降解，充分体现了绿色环保再生的特性，是 2l 世纪的新型环保纤维，符合当今人类对无毒、无害、无污染的需求 6。2 Modal 纤维的应用 Modal 纤维是柔软、舒适针织和机织物的理想纤维原料，可以纯纺，但是纯 Modal 原料形成的面料松软，无骨架，保形性不好，染整定型及成衣制作都很困难；另外，由于 Modal 纤维的原纤化倾向，一经摩擦，极易造成面料的起绒、起球，影响织物
12、外观风格，因此多与其它纤维混纺、交织，发挥各自纤维的特点，达到更佳的服用效果 7。 2.1 莫代尔与羊毛混纺 选用适当规格莫代尔与羊毛混纺，既可提高纺纱细度又可生产出更加细密、轻薄的高档精纺呢缄面料。用莫代尔与羊毛混纺生产的精纺面料经特殊整理后，就可获得独具风格的高档精纺呢绒面料。 2.2 莫代尔与涤棉交织 采用涤棉精梳 18.6tex 双股线作经纱，T/Modal(50/50)混纺 58.5tex 作纬纱在喷气织机上制织复合面料，经染色整理后，吸湿放湿性好，手感滑爽、保型性、悬垂性好，且由于选用了 3/1+1/1 和 1/1+2/2 的提花组织，布面平整，纹路清晰，光泽自然，穿着舒适，适用于
13、制作各类高档服装。 2.3 莫代尔纤维与涤纶和亚麻混纺、交织 经纬纱号数：经纱 19.7tex(30s)，纬纱 19.7tex(30s)；混纺比：涤纶/亚麻/莫代尔 40/40/20；经纬纱密度：经纱 295 根/lOcm，纬纱 275.5 根/lOcm；幅宽：160cm；织物组织结构：1/1 平纹。莫代尔纤维与涤纶和亚麻混纺、交织，既能保持亚麻纤维吸湿透气和涤纶纤维易洗快干、挺括、凉爽的优点，又能弥补亚麻纤维的缺陷，改善服用性能。 2.4 莫代尔、天丝、棉交织缎纹布 采用精棉 60/莫代尔 40 混纺 9.8tex 做经纱，精棉 50/天丝 5O 混纺 7.3tex作纬纱。莫代尔/天丝/棉交
14、织缎纹布具有舒适、高档、时尚的品质，其绿色环保性能受到人们的青睐。 2.5 莫代尔、氨纶包芯纱 氨纶纤度细，强力高，弹性模量大，比重小，染色性和固色性能比较优良。以氨纶长丝为纱芯，外包覆 Modal 纤维纺制而成。它不仅具有氨纶长丝的高弹性能，又有 Modal 纤维的优良性能。用它开发的面料具有良好的弹性、悬垂性、保形性和延伸回复性等特点，可广泛用于泳装、运动服和休闲装。3 丽赛纤维的结构及性能波里诺西克纤维的研究开发起源于 20 世纪 40 年代，其产业化集中于两个时期:一是 50 年代末法国 C.T.A、比利时 Fabelta、瑞士 CwitzeBiscorse、美国 Enka 等公司的规
15、模化生产；二是 60 年代初日本东洋纺、富士纺、帝人等几家公司的企业化生产。60 年代中期，我国南平、上海生产的富强纤维也属于波里诺西克纤维。2000 年，我国丹东化纤集团公司全方位引进了波里诺西克纤维生产技术及国际最先进的生产设备，用 100%高纯度精制进口木浆粕，于 2003 年生产出高品质波里诺西克纤维，并在中国注册中文商品名称为“丽赛” ，英文商品名称为“Richcel”。丽赛纤维 100 %源自大自然，资源可再生，其废弃物可自然降解，安全环保，在机织、针织服装面料、家纺等领域具有广阔的应用前景。3.1 微观结构 丽赛纤维和普通粘胶纤维的结构对比见表 4。表 4 莫代尔纤维和普通粘胶纤
16、维的结构结构 丽赛纤维 普通粘胶纤维结晶度，% 4550 30取向度，% 8090 7080聚合度 450550 250300从表 4 可以看出与普通粘胶纤维相比，丽赛纤维具有较高的结晶度和取向度，说明其纤维中无定型区较小，大分子排列整齐密实，这也是其密度比粘胶纤维大的原因之一。同时较高的结晶度和取向度，将使莫代尔纤维的强度大而伸长小。由于原纤结构的存在，使纤维手感细腻柔软，亲肤性强，穿着舒适，同时较低的原纤化等级又使纤维具有表面光洁明亮和较强的仿丝感。3.2 丽赛纤维的性能丽赛纤维是一种新型再生纤维素纤维，该纤维从根本上克服了粘胶纤维的缺点，秉承了该系列纤维的所有优点，具有超爽、超滑、超软的
17、“超棉”特质。3.2.1 柔软性丽赛纤维的柔软性来源于纤维素大分子无规则的粒子型结晶和全芯结构，这一点与天然棉纤维的微结构非常相似，但它的柔软性却比棉要好得多，这与它光滑的圆柱形表面有关。更可贵的是，经过多次洗涤后，丽赛纤维织物仍然能保持这种柔软性，而棉织物经过多次洗涤后，由于易吸附钙皂而逐渐变糙变硬。3.2.2 亲肤性丽赛纤维超天然的亲肤性来源于植物纤维素大分子上的亲水性基团以及天然纤维素的柔韧性。它的吸湿导湿性比天然棉纤维要好得多，吸湿性接近羊毛，亲肤性和舒适性胜过羊毛。它优良的吸湿导湿性来源于纤维微结构中通透性极好的互相连接的非结晶区，这使丽赛纤维纺织品的服用性能提高到一个新的高度。3.
18、2.3 高模量和弹性丽赛纤维的高模量和刚性弹性来源于极好的纤维素大分子取向度，这在再生纤维素纤维中是佼佼者。高取向度的实现，是生产丽赛纤维的关键技术之一。丽赛纤维的断裂强度接近于涤纶的强度，湿断裂强度是粘胶纤维的 3 倍。因此，它大大改善了纤维的纺、织、染的加工性能和纺织品的服用性能。3.2.4 悬垂性丽赛纤维光滑的圆形横截面和全芯性结构使纤维光泽好，容易制成桃皮绒风格的纺织品，具有极好的悬垂性和滑爽感。3.2.5 染色性丽赛纤维具有纤维素纤维的属性，使该纤维可染性好，鲜艳度极佳，并适合所有纤维素纤维的染整工艺和染料应用。3.2.6 耐碱性徐秀娟 3等对丽赛纤维做了对比性的研究，结果显示，在
19、NaOH 的作用下，天丝和高湿模量再生纤维素纤维(莫代尔和丽赛纤维)的强度均有所下降。但天丝的耐碱性较好，而高湿模量纤维素纤维相对较差。就莫代尔和丽赛两种纤维看， 丽赛纤维的耐碱性比莫代尔纤维略好。刘森等研究认为，丽赛纤维的耐碱性，使其在 NaOH 浓度 230g/L 以上进行纱线或织物丝光时，仍然可以保持很好的强力与光泽 4。这对与棉的混纺织物来说， 无疑是个优秀的搭档，是其它再生纤维素纤维所不能及的。3.2.7 环保性丽赛纤维废弃物可自然降解，绿色环保，因此也是生态纺织品的主要原料之一。4 丽赛纤维的应用丽赛纤维广泛应用于服装、家纺等领域，有纯纺、混纺、复合纺产品及交织产品。目前，已经面世
20、的产品有丽赛纯纺；与棉、亚麻、大麻混纺；与羊毛、羊绒混纺；与天丝、PTT 等复合。除此之外，丽赛纤维还能够生产一些特殊产品，如针织色纺纱、花式纱、色织布等。4.1 用丽赛纤维生产针织产品由于丽赛短纤卷曲度较好，织物中存留静态空气较多，因而具有较好的保暖性。同时，作为绿色环保纤维，丽赛纤维与人体皮肤具有良好亲和性，而且十分柔软，许多舒适性指标都接近于羊绒，被业界称之为“植物羊绒” 。这些特性使其成为保暖内衣原料上乘之选。丽赛纤维初始模量较大，回弹性好，利用这一性能，可制成蓬松度较好、手感丰满的仿毛类毛衫织物。由于丽赛纤维吸湿性较好，由其织成的织物具有良好的导湿透气性，同时纤维对人体皮肤无刺激性，
21、且柔软滑糯，因而是生产 T 恤面料的理想选择。在针织产品应用中，纯纺是最佳选择；与弹性纤维结合，可制成高弹、舒适的内衣；与棉、绢、羊绒和大豆蛋白纤维及其它功能性纤维混纺，可以织制透气、手感柔软、滑爽、保暖、抗菌、抗紫外线等保健功能的针织产品。4.2 用丽赛纤维生产机织产品由于该纤维初始模量较大，纤维弹性较好，由其制成的衬衫面料形态尺寸稳定性好，挺括有骨感，且手感滑糯。作为纤维素纤维，丽赛纤维染色鲜艳，富有光泽，且织物成形性好，因而可被广泛用于制作女装面料。机织产品主要有茄克面料、休闲裤面料、衬衫面料、仿真丝面料、牛仔布、西装等面料。4.3 用丽赛纤维生产家纺产品由该纤维制成的家纺产品较为柔软，
22、且富有弹性，对人体皮肤具有很好的亲和性，是新一代家纺产品的良好选择。丽赛纤维用来制作毛巾产品非常合适。这是由于该纤维具有良好的吸湿性能， 并且非常柔软，同时可直接将该纤维用来生产毛巾产品，而不需像棉那样先要对棉纤维进行丝光处理以除掉纤维上的蜡质，然后再用来生产成品。丽赛纤维本身具有极佳的弹性，通过与弹力丝混纺制成弹力布，不但使织物具有良好的弹性，而且还兼有丽赛纤维本身所具有的系列优良性能。5 结论我国的纤维工业有很大的发展空间，必须坚持可持续发展战略，有效地利用天然资源，提高产品质量、降低生产成本，推动技术进步，降低环境污染，加强独立自主的科研力量，密切追踪国外最新技术的发展，大力发展新型环保
23、粘胶纤维素纤维。参考文献1吴红玲、蒋少军Modal 纤维的纺纱工艺研究J广西化纤通讯，2003(1)：7-8 2周蓉、李春光新型再生纤维素纤维的性能与应用J.中原工学院学报，2004，15(1)：1922 3裘愉发丰富多彩的化学纤维J上海丝绸，2004(2)：2-7 4俞觉、方雪娟几种舒适性纤维的结构、性能与染色J上海毛麻科技，2004(3)：17-20 5梁浩祥、牛祥忍、王丹妮莫代尔纤维交织物的开发和性能测试J现代纺织技术，2005(5)：3438 6李志红、任煜六种新型纺织纤维的性能及其鉴别J上海纺织科技，2006，34(4)：55-587齐文玉、朱文兵.莫代尔织物的服用性能与测试J. 上
24、海丝绸,2008(01).8 Patel, Martin K. Environmental impact assessment of man-made cellulose fibresJ. RESOURCES CONSERVATION AND RECYCLING,2010,55(2):260-274.9徐森. Polynosic 纤维的几个突出性能及应用探讨J. 纺织导报,2006 ,24( 1) :55- 57.10王福成、季明、刘大仁.Richcel(丽赛)纤维及应用探讨J.现代纺织技术,2004, 12( 6) :17- 18.11徐秀娟、胡玉群、杜仕均. Lyocell 纤维和高湿模量
25、纤维素纤维的耐碱性能研究J.浙江理工大学学报,2006，23(2):142-145.12刘森、李发学等.Richcel 纤维的耐碱性能研究J. 纺织科学研究，2004 ,21( 2) :12- 14.13 Favela-TorresE、Volke-Sepu lvedaT、Viniegra-Gonza lezG. Production of Polynosic. Carbohydrate Polymers, 2006, 44(2): 221-227.14刘阳、刘瑞香.天丝/丽赛吸湿排汗纤维混纺面料的开发J.毛纺科技，2005 ，33( 4) : 46- 48.15Raj Kumar,T.S. S
26、arma and H.C. Srivastava. Quantitative Analysis of Cotton-Polynosic BlendsJ. Textile Research Journal,2004,49: 67316刘继涛、高炳生、工小利.棉/ 毛/ 丽赛混纺休闲面料的前处理工艺探讨J.上海纺织科技,2005,33(8):49-50.17王爱民、孔晓星等. Polynsoic 织物的染整产品开发J. 染整技术,2005, 28(2):92- 194.18 WANG Leilei、HAN Guangting、ZHANG Yuanming. Comparative study of composition, structure and properties of Richcel fibers under different pretreatments J . Carbohydrate Polymers,2007,69:391-397.19 余燕平、张瑞寅等.Richcel 纤维的性能及其产品J.针织工业,2005，33(8):6-9.
