工裝最理想纖維:維綸
在2010年度紡織行業兩大重要科技獎項——桑麻獎、紡織科學技術進步獎評比中,“高性能維綸及其紡織品開發”項目均榮獲一等獎。
這個項目的成功推廣使維綸回歸到了服用纖維行列,攻克了維綸的一些“軟肋”,擴大了其應用領域,提升了產品科技含量,對維綸行業的發展注入了新的活力,更為工裝生產企業提供了一類理想的面料。我們特邀高性能維綸及其紡織品開發項目的第一完成人——總后軍需裝備研究所施楣梧博士,談談他究竟是怎樣讓維綸成為結實耐穿的理想工裝面料的。
主持人:施博士,維綸纖維雖然柔軟舒適,適合制作服裝,但其缺點是染色性、抗皺性差,您是如何將其改良,并尋找其合適用途的?
施楣梧:任何纖維均有其優點和缺點,作為一種滌綸所淘汰,維綸逐漸被趕出了服用纖維的領域。前幾年軍隊還采用過維棉床單,后來也被滌棉床單所替代。
維綸的使用場合慢慢地固定在水泥增強用纖維、水溶性纖維、貨幣證券用特種增強纖維等等。國外還有采用凍膠紡等方法紡制的高強纖維,強度可達15cN/dtex。這些特殊的維綸都不能作為常規的纖維品種使用。比如水泥增強維綸的強度也可以達到10cN/dtex以上,但不耐熱水,不能經受染整加工。
但是任何材料均有其合適的用途,對于顏色不夠鮮艷、外觀不很挺括的纖維,也可以找到比較適合的使用場合。比如工作服、軍隊武警的作訓服等等,不一定需要有特別亮麗的外觀。況且維綸還有很多優點。
主持人:維綸的優點體現在什么方面?
施楣梧:維綸的主要優點有:維綸有可能在一般的紡織纖維中成為強度很高的纖維。因為從聚乙烯醇(PVA)的理論強度計算,它是僅次于對位芳綸(典型品種就是大家比較熟悉的Kevlar纖維,做防彈衣的纖維,但它是特種纖維,價格昂貴)。雖然維綸需要將PVA的很多羥基封掉形成聚乙烯醇縮甲醛的結構,但仍然有可能達到很高的強度。正因為PVA有大量的羥基,做成維綸后仍然有很多羥基,有良好的吸水性和舒適性,可以說是合成纖維中吸濕性和舒適性最接近棉纖維的品種。維綸在我國有良好的產業基礎。我國曾經有10多個維綸廠,前幾年還建設了幾家生產大豆蛋白纖維的廠,實質上也是維綸廠,故有良好的產業基礎,并且新建的廠設備狀態更好。維綸資源豐富,成本相對較低。在制成功能性維綸后,有較高的性價比。
工裝的理想纖維
主持人:任何纖維品種均有其適用面,您覺得維綸最適合做怎樣的紡織品?
施楣梧:根據其優缺點,顯然維綸特別適合制作工裝面料。因為工裝面料不需要特別艷麗明快的色調,也不需要特別挺括的外觀。并且可以采用與其他纖維混紡、采用特殊的染整工藝等方法,達到適合于工裝面料的色譜、色深、光澤和挺括抗皺性能。當然,這是指經過研發達到更高的強度、耐磨性、尺寸穩定性的高強維綸,以適合工裝的使用要求。
主持人:在維綸工裝面料推出之前,國際上通常采用什么纖維用于工裝面料?
施楣梧:這里所說的工裝面料是指在一般工礦企業的工作環境中使用,用于抵御摩擦碰撞、防止油污沾染、對人體起到一般防護作用的普通工作服面料,包括軍警日常穿用的作戰訓練服裝,而不是具有特殊功能(例如防彈、防火、防毒等)的防護服裝面料。
國外較多采用錦綸與棉混紡的面料作為普通工作服面料,因為錦綸比較耐磨,而棉纖維的存在可提供吸濕性和舒適性。國內因為錦綸資源相對比較緊缺,故多采用滌棉混紡面料。在比較高端一些的使用場合,也有采用倒比例滌棉即CVC面料,其棉含量比滌綸高,有更好的舒適性。個別場合也有采用全棉的。我軍原來的作訓服面料也是滌/棉65/35混紡面料,為提高其強度和耐磨性,還在織物中用滌綸長絲沿經緯向分別嵌織了加強筋,但使用牢度還是不能滿足要求。
棉紡廠可生產含維綸紗線{page_break}
主持人:據了解,目前這個項目已經試制了40多個批次、近10種規格的紗線。紡制紗線技術要求怎樣,什么樣的紗廠能夠紡制?
施楣梧:這個項目的主要難點還是在纖維制造上。在紡紗加工中有一些訣竅,但并不困難。在硬件設施上沒有新的要求,只是在工藝設計上要考慮到維綸的特點,在工藝參數上有一些調整,即可順利生產。含高強維綸的紗線已經生產了好幾萬噸了,沒有太大的技術問題。一般棉紡廠應該都可以生產含高強維綸的紗線。也有襪廠來采購高強維綸,據說是想利用高強維綸耐磨性好的特點,生產襪子,特別是作為戶外運動用的襪子,據反饋回來的信息,說是非常成功。
主持人:在面料的品種上,項目推出的典型產品是滌/維/棉配比60/20/20,30S,可用于軍警夏季和冬季作訓服的面料。在面料生產過程中,有哪些技術環節需要注意?
施楣梧:在面料生產過程中,應該通盤考慮工作服的使用要求。作為工作服面料,首先應該從使用牢度入手追求對人體的保護作用(例如戰士可以徒手爬上高樓、或從高樓墻面徒手滑下,這時候除了戰士的技術和體力外,主要是依靠服裝的高強耐磨性能。如果不夠結實,戰士就會受傷)。其次是要提供良好的透通性、舒適性。因此,宜采用粗紗支低密度的設計思路,兼顧強度和透通性。在染整加工中要防止濕態高溫急干,避免產生手感發硬的現象。在合適的染整工藝下,含維綸面料仍然可以獲得柔軟的手感。同時,含高強維綸的工裝面料仍然可以進行抗油拒水、易去污、抗靜電等功能性整理。
國內有600億元市場空間
主持人:與傳統工裝面料相比,含有維綸的工裝面料,在性價比上具有哪些優勢?國內外市場空間有多大?
施楣梧:在性能上,由于我們研發的高強維綸強度達到7.7~8.0cN/dtex,即使是少量混用,也可以大幅提高面料的強度和耐磨性能。我曾經做過含20%高強維綸的面料,耐平磨次數達到5000次以上的結果(軍隊原來作訓服的耐平磨合格指標只有125次);平方米重200g左右的面料,經緯向強度可以達到1400×1000N的水平。
我的染整工程師曾夸口,不論什么面料均可徒手撕開,但面對我們研發的含高強維綸軍用面料,人高馬大的染整工程師認輸了。
在舒適性方面,以軍用作訓服為例,新老品種對比,在類似平方米克重下,面料的透氣、透濕性能均有提高。此外,我們還研究實現了新的染整加工工藝技術,使這種面料可以耐95℃水洗而色牢度仍達到要求,這種性能的獲得,可以讓工裝面料適應國外的工裝運轉要求:國外工裝是由使用單位向專業工裝服務公司租賃的,洗滌服務也由工裝服務公司承擔,按使用單位的要求,幾天輪換一次,送去干凈衣服,換回穿臟了的衣服。工作服在國外不是個人物品,而是周轉使用,因此必須具有耐高溫消毒的性能。
就國內工裝市場而言,需要穿著普通工作服上班的行業有采掘工業、制造業、自來水、電力、蒸汽、熱水、煤氣、建筑、林業、水利、交通運輸、郵政、倉儲等行業,包括軍隊、武警、公安在內,據統計有約3億人口需要穿工作服上班。按每年用于工裝的費用為每人200元,則這個市場將有600億元產值。國外市場顯然會更大。
目前采用高強維綸作為增強耐磨的功能性材料生產的工裝類面料,已經應用于軍隊武警的作訓服,部分油田煤礦的工作服,并有一部分專門為國外工裝研發的面料已銷往歐洲市場。
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