第一节 尼龙纤维概念
尼龙(Nylon)纤维学名为聚酰胺(polyamide)纤维﹐其原为杜邦公司所生产之聚己二酰己二胺之商品名﹐即一般通称为尼龙六六(Nylon 66)。聚酰胺纤维是第一个合成高分子聚合物商业化之合成纤维制品﹐其为在1937年由美国杜邦公司卡罗瑟斯(Caarothers)
研究发明聚六甲基己二酰胺(即尼龙六六酰)﹐因而开启了合成纤维的第一页﹐其至今仍是聚酰胺纤维的代表。(立项报告)
第二节 尼龙纤维种类用途
尼龙六及尼龙六六纤维占聚酰胺纤维95%以上,它们的主要性能如附表,其物理性能虽然有差异,但在一般用途上,其在外观、手感、强力及耐磨性都十分接近,从其平织布及针织布亦难分轩轾,因而往往可互相替代,但如从成本考虑,则尼龙六较占优势‧尼龙六长丝之收缩率较尼龙六六略高,其较适合针织物及起绒织物‧尼龙六因具较低之软化点,因此较尼龙六六柔软,但其卷曲变形较困难,故尼龙六六之加工丝卷缩坚牢度较尼龙六优越,故如做裤袜材料,尼龙六六要比尼龙六弹性佳,也较耐穿‧因尼龙六六之熔点较尼龙六高且缩率可较低,因此,用于轮胎帘布较尼龙六于制成轮胎后较能耐高速行驶,轮胎亦可行驶较长之里程‧另尼龙六六与聚酯纤维之熔点接近其与聚酯之交织物,可与聚酯相同之温度同浴染,因此尼龙六六之N/T织物(尼龙及聚酯交织物)要较尼龙六之N/T织物染色牢度聚酰胺纤维可制成长纤或短纤,其用途如下。
1﹑长纤:聚酰胺长纤可单独使用,也可与其它纤维交织,也可假捻加工成加工丝供针织或平织用途,在内衣用途可用于男女儿童服装、被套面料、袜子、雨衣等‧另聚酰胺纤维用于航天员外衣之外层及内里,利用其高度强度来保护航天员不受外层空间陨石之袭击,在家饰布可用于窗帘布、浴帘布及雨伞布等,在产业用途可用于渔网、滤布、缆绳、轮胎帘布、轮送带衬布及降落伞布等‧由于其强力高、耐冲击、耐磨性佳,用于轮胎帘布制成轮胎后其行驶里程较以往之嫘萦轮胎帘布行驶之里程高,据实验证明聚酰胺轮胎帘布轮胎可行驶约三十万公里,而嫘荧萦轮胎帘布轮胎仅能行驶约十二万公里,使用于轮胎帘布之聚酰胺长纤以尼龙六六为大宗,其占尼龙六六纤维使用量约50%。
2﹑短纤:聚酰胺短纤与长纤相比在美国其使用量约占21%,在地毯用纤维中,短纤维占90%以上,而聚酰胺纤维又占地毯纤维用量之53%,另外其可与其它纤维混纺用于袜子、华达呢布料、凡立丁布料、毛毯、滤布等。
第三节 尼龙纤维技术的发展趋势
一、尼龙加工技术及趋势
从用途上区分,全球尼龙纤维可分为三大类:衣着用、产业用以及家饰用。其中产业用途占22%,家饰用途占50%最多,而衣着用途却只占28%.
尼龙纤维在柔韧性、弹力回复性和耐磨性、耐碱、抗酸方面均有极佳的表现,另外在吸湿性及轻量化方面,更是人纤产品中的佼佼者。美国杜邦与德国BASF合作成功地开发出可同时生产尼龙6与尼龙66切片的免开环新工艺,因此可节省1/3的生产成本,进而可降低尼龙纤维售价,提高市场竞争力。可见现阶段的尼龙纤维产品必将朝向高附加值方向迈进,以弥补其高价成本所带来的差距。
二、 尼龙仿蚕素材
尼龙纤维具有优异的伸长恢复率,其杨氏系数又较聚酯纤维低,因此具有较为柔软及丰厚的手感,可以用为仿蚕丝材料。它是由不同收缩率的尼龙混纤丝,经过不同的拉伸及热处理加工而得。利用这种不同收缩率的尼龙混纤丝和超细纤维复合纱制成的织物,在染色及整理加工后,由于织物表面浮出0.6旦的超细纤维,因此织物具有温和光泽和柔软的手感,其性能远优于传统的尼龙塔夫绸。日本Unitika公司推出的仿短纤蚕丝调尼龙织物"Meling"就是这种产品,Meling织物还具有高发色及染色坚牢度。
三、 新轻盈感材料
尼龙纤维比重较轻,因此其织物具有轻盈感。利用差别化中空纤维技术,或是由双十字型断面,呈双轴交差中空结构体,可以得到超轻盈蓬松纤维。日本Unitika的Microart就是双十字型断面,呈双轴交差的中空结构体。 Microart纤维中空率设计高达38%,织物蓬松、轻盈、保温性好,特殊的异形断面使之具有防水透湿效果,主要用于休闲装或春夏秋装。
四、新弹性复合材料
这种纤维是以PU弹性纤维为芯,以尼龙为鞘的双组分复合纤维,它兼具PU弹性高和尼龙重量轻的优点,在热处理后会呈现自动卷曲效果,因此其织物具有很好的弹性及舒适性,具有豪华的自然透明肤色效果。主要用途是女性内衣,针织袜品如裤袜和短袜等,适宜于作妇女衣料,呈现了柔软和大方的特性。
五、新机能性材料
这些材料有阻燃纤维、抗起球纤维、抗紫外线纤维、抗菌防臭纤维、抗静电纤维、防污纤维、释放控制芳香纤维、高收缩纤维、远红外纤维等。
第四节 尼龙纤维特点
1﹑导电性:在衣料及地毯用途,抗静电为必要之性能之一,早期是添加聚醚,但在低温下不理想,近来以炭黑等导电性微粒,可涂布或内加以消除静电,此在地毯用途已迅速扩大。
2﹑高强度高模数纤维:使用于轮胎帘布之帘线具有高强度及高模数(high modulus)及耐疲劳之特性,由于聚酰胺分子键成折迭状结构,目前尼龙66及尼龙6之聚酰胺纤维其实际强度及模数仅达到理论值之10%,因此而有液晶纺丝之开发,杜帮公司开发且已量产之“kevler”纤维其属芳香族之聚酰胺纤维,其模数可达理论值之90%。
3﹑衣料服饰用绢绸仿蚕丝素材:衣料服饰用纤维要求穿着舒适及鲜美之外观,除了上述之抗静电外,对光泽、柔软性、吸湿性都需改善,对光泽方面之改善有增加消光剂二氧化钛之添加量至2~3%以达类似棉纤维之钝光之效果,有以亮光粒并以三角或星形断面纺制类似蚕丝之光泽,由于尼龙纤维之弹性回复率较聚酯纤维佳,且其模数(杨氐系数)较低,因此具有较柔软及丰厚之手感‧以不同收缩率之尼龙混纤(如40d/68f+30d/12f高缩),在染整加工后织物表面浮出0.6d之细丹,因此织物具柔和之光泽及柔软之手感,细丹尼龙使织物之柔软性得到改善,而异收缩混织使织物之丰厚感及鲜明性得到改善,因此今后尼龙纤维之纤维加工必朝此趋势发展。
4﹑轻盈感新尼龙素材:尼龙纤维之比重要较聚酯轻,因此织物具有轻盈之特性,如以中空断面纺制则纤维更具轻盈感,加工后之蓬松感亦较佳,且具有保温性,因此如何研制高中空率之尼龙纤维为尼龙纤维厂之重要研发课题。
5﹑弹性新复合素材:复合纺丝以pu弹性纤维为蕊心,以尼龙为鞘之双组分复合纤维,兼具了pu之高弹性和尼龙轻盈之优点,其在热处理后会呈现自然卷曲之效果,因此其织物具有很好之弹性及舒适且具有自然之透明肤色效果,因此适合于女性内衣、超弹裤袜。
6﹑防水透气新素材:以尼龙6或尼龙66与聚酯行复合纺丝,其断面为橘瓣形(segment pie)即所谓之分割形,增加分割数,其织物之防水透气性会增加,目前之生产技术已可达64分割。
7﹑抗菌防臭素材:在尼龙纺丝制程中混綀一种特殊陶瓷材料,其会释放出微量之银离子而达到良好之抗菌效果,以混綀法可提高抗菌之持久性,纤维经加工、织造、染整后,抗菌性不会遭破壤且至少要经50次以上之洗濯仍能维持抗菌之效果‧
8﹑保健性素材:尼龙纤维混綀一种能释放远红外线之陶瓷微粒,而能提高织物之保暖性及舒适性,远红外线是一种具有波长4到50微毫米波长之电磁波,具有促进血液循环因而有保暖之效果。
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