各种超细纤维擦拭布的制备工艺与性能分析

修俊峰 程博闻 张孝南 贾 佳

(1.天津工业大学纺织学院，天津，300160;2.中国纺织科学研究院江南分院，绍兴，312071)

随着社会的进步和人们生活水平的日益提高，人们更加注重家庭、工作、个人周边的环境卫生，于是擦拭布作为清洁工具中的一种受到越来越多的关注。此外，各行各业中的设备尤其是精密仪器需要更好的清洁，所以人们在满足基本需求的同时开始更加注重商品的功能性应用。在这种情况下，超细纤维这种性能优越的差别化纤维研制成功，并被应用到擦拭布中。

超细纤维［1］，又称微纤(Micro Fiber)，是通过复合纺丝或直接纺丝方法制取的线密度小于0.8 dtex的纤维，而通常所说的超细纤维是通过复合纺丝制造的。目前复合超细纤维主要有两种，一种是海岛型超细纤维，另一种是裂片型超细纤维［2］。

通常的海岛型复合超细纤维大多为定岛型，它包括海组分和岛组分两部分，在纤维内部两种组分的聚合物在纵向连续密集、均匀分散。定岛型复合纤维中有许多单独连续的岛组分，经碱减量处理开纤之后每个岛得到一根超细纤维。一根复合纤维中岛的个数越多，得到的超细纤维越多，单丝线密度就越小［3］。

裂片型复合超细纤维有多种形式，按其成型截面形状分为橘瓣型、并列型、皮芯型、齿轮形、葵花形等，其中橘瓣型又有 8、16、24 瓣等［4］。橘瓣型超细纤维是一种由两种聚合物以三角形或圆弧形相互交错排列组成截面类似橘子的复合纤维。橘瓣型超细纤维由于自身的结构特点而比较容易开纤，当受到碱处理或机械外力的作用时会分裂，从而开纤达到超细纤维的效果。

超细纤维具有较复杂的三维空间结构，能吸收较多的液体或灰尘，并且纤维很细，布很柔软，用作擦拭布时不会对物品表面造成损伤，因而可用作精密仪器的高级擦布。

生产制备超细纤维擦拭布的工艺多种多样，性能也各有优缺点。目前市场上的擦拭布主要有机织布、针织布和非织造布三类，而非织造布主要包括针刺擦拭布和水刺擦拭布等［5］。

1 织造擦拭布

1.1 机织擦拭布

用于机织工艺上的超细纤维既有长丝又有短纤，采用不同纤维其制备工艺不同，制备出的产品性能也各不相同。其制备工艺分别如下：

复合超细短纤：海岛型超细短纤→纺纱→织造成布→退浆精练→碱减量(开纤)→水洗→浸渍聚氨酯溶液、固化→整理、磨绒→热定型→成品。

复合超细长丝：橘瓣型超细长丝→织造成布→碱减量(开纤)→水洗→烘干→整理、磨绒→热定型→成品。

超细纤维机织擦拭布是近年来开发的高技术含量、高附加值的纺织新品。由上述两种超细纤维制备的擦拭布都具备手感柔软、擦拭效果好等特点，通过碱减量开纤之后进行磨绒处理可获得表面吸附能力极强的擦拭布。用短纤制备的超细擦拭布多为麂皮巾，碱减量处理时需要将表面纤维的海组分全部溶掉再浸渍PU，而长丝擦拭布只要用碱稍作处理，使橘瓣从接缝间裂开完成开纤即可。开纤再经磨绒之后，织物表面的纤维被拉断而获得易于去污的绒面效果，但是有些超细短纤擦拭布也因此变得结构松散而易掉绒。由于超细长丝擦拭布具有不掉绒的特点，因而得到了更广泛的应用，如集成电路、精密仪器制造等高新技术产业的净化室中［6］。

虽然超细纤维机织洁净布在国内研发时间不长，但已得到广泛应用，产品有逐步替代国外同类产品的趋势。超细纤维机织洁净布的开发生产具有良好的市场前景。

1.2 针织擦拭布

超细纤维针织擦拭布主要以复合长丝为原材料，其制备工艺如下：

复合超细纤维长丝→针织物→碱减量(开纤)→酸洗、水洗→热定型→成品→剪裁。

超细纤维针织擦拭布主要采用涤/锦复合长丝为原材料由经编机织成，再经染整加工形成高吸水、高清洁能力及高柔韧性的高档擦拭毛巾［7］。制得的超细纤维毛巾不易断裂、不抽丝、不脱圈和不脱毛，纤维也不易从毛巾表面脱落，特别适合擦拭光亮油漆面、电镀表面、玻璃、仪表及液晶屏等。在汽车贴膜过程中，用超细纤维擦拭巾对玻璃做清洁处理可达到非常理想的贴膜效果［8］。

目前，超细纤维针织擦拭布以其柔软的手感、较好的耐用性、较高的除尘性能在无尘室内使用较为广泛。由于成本的降低，该类擦拭布已进入很多日常领域，如地板拖布等，显示了科技进步对人们生活的改变。

2 非织造擦拭布

2.1 针刺擦拭布

超细纤维针刺擦拭布由于其工艺特点，故主要以海岛型复合超细纤维为原料。海岛型复合纤维经梳理铺网、针刺加固，然后进行碱减量处理开纤，使复合纤维超细化制得超细纤维擦拭布。其制备工艺如下：

开松→梳理→铺网→牵伸→针刺→碱减量(开纤)→水洗→烘干→卷绕→检验包装。

超细纤维针刺擦拭布具有纵横向强力高、延伸率均匀、厚实耐用、清洁能力强、耐磨性好、可重复使用、无掉绒性［9］等一系列优异性能，主要用于汽车擦拭布和人造麂皮擦拭布。随着汽车消费的日益平民化，汽车擦拭布市场份额将日益扩大。

虽然超细纤维针刺擦拭布的各方面性能优越，但昂贵的原材料和复杂的工艺制约了其市场的扩大和发展。超细纤维针刺擦拭布主要采用海岛型超细纤维，由于这种纤维的纺丝难度较大，因而成本较高。此外，在加工超细纤维擦拭布的过程中，还需要对织物进行碱减量开纤处理，在开纤过程中会产生大量的污染，而且碱减量自身和污水处理的成本很高;开纤时，碱将海岛纤维中的海组分溶解，使原料纤维的利用率下降20%～30%，相应地提高了成本［4］。因此，使用海岛型超细纤维制造擦拭布具有工艺复杂、流程长、生产成本高、污染环境等不足。

2.2 水刺擦拭布

超细纤维水刺擦拭布使用的纤维种类广泛，主要包括橘瓣型短纤和长丝等［10］。用橘瓣纤维生产非织造布的方法有两种：一种是橘瓣短纤维经梳理成网后用水刺法，另一种是纺黏加水刺法［11］。

2.2.1 短纤擦拭布

橘瓣型超细短纤水刺擦拭布的制造工艺流程如下：

开松→梳理→铺网→牵伸→水刺(开纤、加固)→烘干→卷绕→检验包装。

超细纤维水刺擦拭布主要以橘瓣型复合短纤维为原材料，纤维中的橘瓣在一定的机械力作用下会改变原来的黏合状态而分裂开来，在生产超细水刺擦拭布时，该机械力即为高压水针的冲击力。在水刺工艺中，水针既将经梳理成网的纤维网缠结加固成布，又对橘瓣型复合纤维进行打击开纤，使橘瓣复合纤维分裂成超细单纤并再次缠结加固，最后得到超细纤维水刺布。

水刺工艺不像针刺工艺那样，针刺机的刺针对纤维的冲击力较大，在将橘瓣复合纤维开纤时容易损伤超细纤维，同时水刺法还避免了针刺工艺中倒刺针损伤纤维的问题。因此，水刺法制备超细纤维擦拭布具有工艺流程短、制成率高、生产成本低、无污染等优点。制成的超细纤维水刺擦拭布具有密度高、手感柔软、不掉绒、可反复使用等优越性能，经染色之后可制成各种高档会所、精密仪器、珍贵物品的无尘擦拭布，而且不像机织物和针织物那样需要锁边，直接裁剪即可使用。

2.2.2 长丝擦拭布

橘瓣型长丝擦拭布的制备工艺流程如下：

纺黏纺丝→直接铺网→水刺(开纤、加固)→烘干→卷绕→检验包装。

纺黏水刺超细纤维擦拭布是一种高级材料，生产过程中，该制备工艺通过纺黏法直接纺制橘瓣型超细纤维，不必先制成短纤维经梳理成网后再来水刺加固。由于纺丝时不用切断纤维，也不用上油，纤维杂质很少;水刺时，纤维网对水针穿过后的水污染很少，且不必使用复杂的水处理设备，所以双组分纺黏水刺擦拭布相对于短纤维水刺擦拭布具有生产流程短、成本低、污染少等优点。

双组分纺黏水刺擦拭布的纤维特别细，毛细管多，吸附力强，因此具有卓越的擦拭性能。由于擦拭布纤维是超细长丝，所以相对于短纤擦拭布强力较高，耐洗、耐用，而且易于染色，悬垂性好，是光学电子工业、眼镜、电视、汽车等理想的擦拭材料。但纺黏水刺擦拭布较硬，故大多需经柔软处理。

目前，国内纺黏超细纤维水刺布的生产刚刚起步，技术还不够成熟，尚处于发展阶段。但由于优异的制备工艺和性能，双组分纺黏水刺擦拭布具有很好的市场前景，值得我们大力研发。

2.3 其他非织造工艺擦拭布

非织造擦拭布制备工艺除了针刺、水刺两种之外，还有干法造纸、熔喷、纺黏等方法［12］。

干法造纸非织造布又叫无尘纸，它具有独特的物理性能，表现为高弹力、手感柔软、垂感极佳，具有极高的吸水性和良好的保水性能，被广泛应用于卫生护理用品、特种医疗用品、工业擦拭用品等领域。纺黏擦拭布强度高、耐高温性能好、耐老化、抗紫外线、稳定性和透气性好、耐腐蚀等，多用于工业擦拭。熔喷擦拭布具有很大的比表面积，吸水、吸油性能好，主要用于工业和医用擦拭。这三种擦拭布中，只有熔喷擦拭布为超细纤维非织造布。据报道，瑞士立达公司和美国诺信公司采用正压气流牵伸和静电分丝技术得到纺黏超细旦产品，将来的纺黏擦拭布不仅强力高，而且具有像熔喷非织造布一样的超细纤维、去污能力强、手感柔软等优点［13］。这些擦拭布都具有优越的性能，但有一个共同的缺点，多为用即弃的一次性产品，对环境有一定的损害。

3 结语

超细纤维非织造布同其他非织造布相比，具有手感柔软、不掉绒等优点。由于超细纤维比表面积大，毛细效应好，因此超细纤维擦拭布具有很强的纳尘、去污能力。随着国内工业的进步及人们日常生活消费水平的提升，我国超细纤维擦拭布市场前景日益广阔。目前，擦拭布正在逐步渗透到各类市场领域中，而且在中高端产品市场中的需求更是紧缺。同时，国际上超细纤维擦拭布的需求量很大，出口市场也将越来越大。因此，我国超细纤维擦拭布值得大力研发，各种环保型的高档超细纤维擦拭布更值得期待。

［1］宣志强.复合超细短纤维在非织造布擦拭布上的商业化应用［J］.纺织导报，2007(8)：72-76.

［2］张芸，施淑波.超细纤维水刺非织造布的开发与应用［J］.产业用纺织品，2001，19(3)：4-8.

［3］吴霞玲，宋心远，杨华芬.海岛型超细纤维的组成和剥离的研究［J］.染整技术，2003，25(3)：1-4.

［4］张孝南，吴伟.超细纤维水刺非织造布的开发［J］.纺织信息周刊，2001(7)：14.

［5］周杰，陈兰.无尘室用超细纤维擦拭布的制造及使用［J］.产业用纺织品，2012，30(9)：51-54.

［6］陈兰，周杰.净化室用超细洁净机织物的研发［J］.科技，2012(5)：44-46.

［7］王丽秋.涤锦复合型超细纤维高吸水毛巾的后整理［J］.辽宁丝绸，1998(3)：25-26.

［8］怡静.超细纤维毛巾［J］.纺织装饰科技，2012(1)：8-10.

［9］云高杰，焦晓宁.非织造汽车擦拭布的研究进展与发展趋势［J］.非织造布，2010，18(2)：7-10.

［10］冯静.双组分纤维非织造布的市场浅析［J］.非织造技术，2010(3)：87-88.

［11］郭合信，黄有佩.纺黏法非织造布急需创新［J］.纺织服装周刊，2007(19)：17.

［12］徐英.新型擦拭布的开发应用与探讨［J］.非织造布，2011，19(3)：18-21.

［13］赵博.纺黏法非织造布的先进技术与发展方向［J］.非织造布，2007，15(2)：3-7.