国内超仿棉纤维开发及应用情况探析

2016-05-30周建迪赵连英章友鹤赵树超

浙江纺织服装职业技术学院学报 2016年4期

周建迪赵连英章友鹤赵树超

摘要：文章从开发超仿棉纤维的意义入手，对国内外超仿棉技术水平与发展趋势作了分析，并从化纤产品开发、超仿棉纱线开发、超仿棉面料开发3个方面着重介绍了我国“超仿棉项目”产业化取得的成果，综合分析了化纤领域、织造领域、染整领域在“超仿棉项目”产业化过程中攻克的技术关键，最后对超仿棉产业化提出了几点建议。

关键词：超仿棉纤维；超仿棉项目；产业化

中图分类号：TS104 文献标识码： A 文章编号：1674-2346（2016）04-0001-09

1 超仿棉纤维特性与开发意义

近几年来国内纺织企业面临棉花资源紧缺与价格居高不下的局面，而常规涤纶性能上有缺陷，为降低原料成本、改善产品性能、增加盈利空间，化纤行业正积极寻找可替代棉花及常规涤纶的新型纤维，超仿棉就是其中一种性能优良的新型纤维。何为超仿棉？我们可以解读为“以弥补棉花需求缺口为重点的涤纶纤维的高仿真”。即从改善纤维结构与性能着手，运用多种改性技术对常规涤纶的结构进行改造，使改性后的涤纶纤维（含短纤与长丝）不仅在手感、观感及性能上仿棉，而且在功能上超棉。用超仿棉纤维加工而成的织物在视觉、触觉、舒适性和功能性等方面达到或超过棉织物。

众所周知棉花有许多优良的性能，但棉花也有导湿性及散湿性较差的弊端。随着消费者越来越追求服饰舒适健康，棉花远不能满足纺织生产需求时，使用兼具棉花与涤纶优良性能的超仿棉取代部分棉花成为时代的要求。纺织工业十二五规划和《2010-2020建设纺织强国纲要》中都明确提出：要发展新型纺织材料，将发展超仿真、差别化、功能化涤纶作为首要任务。中国纺织联合会王天凯会长在多次会议上强调：“加快超仿棉开发及产业化是行业发展的头等大事。”为了加快超仿棉纤维的技术攻关，扩大在纺织品中的应用，国家科技部把超仿棉合成纤维及其产业化技术开发项目（以下简称“超仿棉项目”）列入纺织工业“十二五”国家科技支撑计划，于2012年正式启动并实施。国家把超仿棉纤维开发作为关系纺织工业持续发展的一项重要措施，其意义主要有以下两点：

第一，发展超仿棉纤维，弥补棉花资源不足。改革开放30多年来，纺织工业快速发展，但棉花产量一直停留在年产700～800万吨之间，除去絮用，可用于纺织的棉花不足600万吨，只能满足国内纺织生产量的1/3左右。国家除了出台鼓励农民种棉政策外，还花大量外汇从国外进口棉花，故棉花价格一直被国外供应商控制并逐年走高，国内纺织企业的盈利空间不断被挤压，甚至出现棉价高于纱价的倒挂局面。面对纺织工业这一发展瓶颈，“十二五”期间国家把开发超仿棉及产业化列入重大科技攻关项目，通过攻关使超仿棉纤维的性能达到仿棉似棉、仿棉胜棉的效果，并进行推广与应用，缓解纺织工业对棉花的依存度。

第二，开发超仿棉，改变常规涤纶的弊端，实现产品升级换代。目前我国化纤产量居世界第一，尤其是常规化纤中涤纶与粘纤的产能很大，是取代棉花的两种化纤。这两种纤维既有优点又有缺点：涤纶纤维挺括、洗可穿性好，但吸湿性与染色性较差，回潮率只有0.4%，而棉花回潮率有8.5%，其服用舒适性比棉花差距甚远；粘胶纤维吸湿、染色性较好，但强力特别是湿强低，制成织物磨损快，不耐穿，且生产时严重污染环境，国外已禁止生产。因此，近几年来国内化纤行业通过联合攻关，采用物理改性与化学改性等多种方法成功开发出合成纤维与再生纤维两大类超仿棉纤维。如仪征化纤公司开发的“仪纶”，四川丝丽雅公司开发的“雅赛尔”，是两款超仿棉代表品种。尤其是合成纤维开发的超仿棉纤维在有的性能上已超越了棉花，兼具了棉和涤纶二者优点。由此可见，开发超仿棉既可克服常规涤纶的弊端，实现升级换代，又促使我国化纤工业向仿真化、功能化、差异化发展。

2 对国内外化纤仿真技术——超仿棉技术水平与发展趋势分析

2.1 国外化纤企业十分重视化纤仿真技术的研发

日本是化学纤维研发和仿真技术领先的国家。早在20多年前就对“超仿棉”化纤及纺织品从3个方面进行了系统研究。一是高功能化。通过对组成纤维的分子结构设计和改性组合的植入或提高改性组合的含量来提高纤维的吸湿性、染色性和手感柔软性等外观风格。二是多功能复合化。综合运用多种复合方法，共聚改性、粉体添加、改性异形化、细旦化等赋予纤维多种功能，如阳离子可染、吸湿排汗、抗紫外线、抗起球、抗静电等功能，为后道加工产品的功能化、高附加值化提供了材料基础。三是在工业化连续装置上生产出高性能细旦化和超细旦化涤纶。

欧洲国家在再生纤维超仿棉技术方面也作出不懈努力，如奥地利兰精公司先后开发出Lyocell与Modal两种新型再生纤维素纤维。前者用溶剂法纺丝，其纤维强力比粘纤高出1倍以上，湿强可达到干强的80%以上；后者又称富强纤维，具有较高纤维强力与良好的吸湿染色、柔软飘逸等特性，是替代常规粘纤的理想纤维。这两种新颖高性能纤维素纤维在纤维强力、手感柔软性及弹性回复性方面均优于棉纤维，可称再生纤维领域的超仿棉。

2.2 我国化纤仿棉技术的发展

2.2.1 我国化纤仿棉技术历经了从外观仿棉、性能仿棉到功能仿棉3个阶段

上世纪70年代起普通涤纶与粘胶纤维实现工业化生产，这是第一代仿棉产品，1.5D？8MM涤纶（粘纤）短纤是仿棉的主打产品，但与棉花相比性能差距较大，只在外观上仿棉。80年代在学习国外化纤仿真技术基础上开发出中空纤维及异形截面纤维。中空纤维有良好的保暖性，异形截面纤维有各种光学效应，改变了常规化纤的蜡状感，如三角形截面纤维有闪光效应，五角星截面纤维有明显毛感。90年代起国内化纤企业从外观形态仿棉向功能性仿棉发展，开发生产分子改性的PTT弹性纤维及用分子改性与异性截面相结合具有吸湿快干功能的仿棉纤维等。

2.2.2 “超仿棉项目”将化纤仿真技术推到一个新高度

超仿棉研究是从2005年开始，尤其是“十二五”期间，科技部将“超仿棉项目”列入重大科技支撑项目，使我国化纤工业从初始仿棉阶段进入了超仿棉时代，将化纤仿真技术推到一个新高度。

“超仿棉项目”在中国纺织科学院、东华大学等院校与中国石化公司所属的化纤企业紧密协同下，采用了产学研联合攻关，先后建立和改造了超仿棉聚酯纤维（含短纤与长丝）纺丝示范线4条，聚酯连续聚合线2条，PTA过程示范线1条，纺织、染整、成品加工示范生产线8条，通过成果的示范和推广，推动了超仿棉及产品产业化进程。该项目至2015年由科技部组织验收时，开发生产的超仿棉纤维有短纤、长丝，包括复合、细旦、超细旦等品种，共销售4.73万吨，实现销售额5.57亿元。纺织企业通过超仿棉纯纺或与棉、其他纤维混纺等手段，开发出超仿棉系列纱线、面料及纺织品，实现销售额12.8亿元，纤维和成品两项合计实现销售额18.5亿元。据报导，国内开发的超仿棉面料已应用于职业服、运动装、休闲装、牛仔服及家居用品等领域，取代了常规聚酯纤维，在提升品质及触感同时改善了服装穿着时的吸湿排汗等性能，被消费者认可，已被应用到国内外著名运动服品牌。

“超仿棉项目”的开发与产业化，为我国聚酯纤维产业转型升级、弥补国内棉花资源不足打下了良好的基础，用超仿棉取代棉花既是目前的紧迫任务，也是我国纺织服装实现长期持续发展的重要保障。

2.2.3 再生纤维实现超仿棉生产技术也取得可喜进展

国内化纤企业先后开发出竹代尔、莱竹、丽赛、莱赛尔、雅赛尔等一大批以生物基为原料的超仿棉纤维。如：唐山三友公司开发的竹代尔是用莫代尔工艺生产的竹浆纤维，其纤维强力远高于竹浆粘纤，性能与国外莫代尔纤维相似。四川宜宾丝丽雅公司开发的超强生物质纤维雅赛尔，具有超高纤维强度，如丝绒般柔软的手感，其纤维干强高达3.8～4.0CN/tex，已超过进口Lyocell纤维，比棉纤维强力高15%～20%，沸水收缩率也小于棉纤维，不含棉籽壳等杂质疵点，具有高强度、低伸长、少杂疵等优良性能，可生产比纯棉品质更优的纱线；“雅赛尔”纤维还可在同一染色环境下与纯棉同浴染色，上染均匀，质量稳定，解决了天然棉花因白度均匀性差，染色后废液难处理等问题；此外，超仿棉雅赛尔价格低于棉花，可纺性好，高速纺纱时断头率少，可为挡车工扩大看台创造条件，它与棉混纺织成面料手感柔滑、色泽靓丽，两种纤维的优势充分显现，同时可降低原料成本，增加企业盈利空间。据相关信息目前雅赛尔已进入批量生产，未来10年内将以年生产50万吨规模来替代棉花，这是继超仿棉聚酯纤维后，用生物基原料生产的又一种超仿棉纤维，为缓解国内棉花供需矛盾作贡献。

3 “超仿棉项目”在产业化与技术攻关上取得的成果

3.1 开发的化纤产品及其性能特点

3.1.1 超仿棉聚酯短纤

1）仪征化纤公司开发的“仪纶”。“仪纶”短纤是聚酰胺制纤维，具有天然棉纤维与传统涤纶纤维的优良特性，既有棉花的柔软舒适性、优良的吸湿性，又有涤纶抗皱挺刮易打理性，并可用分散染料常压染色，符合绿色环保要求。纤维的主要指标：纤密度在0.89～1.80 dtex之间，断裂强度在2.5～3.0 CN/tex之間，断裂伸长率在20%～40%之间，回潮率0.8%，比常规涤纶提高1倍，在常压染色工艺下上色率大于90%。“仪纶”是目前超仿棉短纤的主要品种，已与国内优秀纺纱织造企业及服装品牌企业组成联盟。联盟中纺纱企业有江苏双弘、山东德州华源、恒丰纺织等，面料生产企业有山东魏桥纺织，天津天纺集团，河北宁纺集团，湖南华升集团，浙江美欣达、富丽达集团等国内著名的织造与染色企业20多家，涵盖了机织、针织、家纺及麻纺织等多个领域，用“仪纶”生产的面料已在北京李宁体育用品公司及福建柒牌集团生产的服装上应用。

2）上海德福纶化纤公司开发的超仿棉短纤。上海德福纶化纤公司近几年在超仿棉聚酯纤维开发中，运用多种物理改性技术先后开发出不同纤度、不同截面、不同功能组合的超仿棉涤纶短纤，有全消光白炭系列及全消光凉感系列产品。纤维名义纤度在1.33～1.67 dtex之间，断裂强度为3.5～4.0 CN/tex，伸长率达25%～40%，回潮率达1.3%，是常规涤纶的3倍，纤维的导湿性明显提高，手感及观感可与棉纤维媲美。此外，公司还运用化学与物理改性相结合的方法，在大分子结构上引入极性亲水基因，开发出亲水性好、光泽柔和、可常压沸染的超仿棉聚酯纤维。该纤维断裂强度为2.4～3.6 CN/tex，伸长率在25%～34%之间，回潮率达到1.8%～3.0%，并可常压沸染。用这两种超仿棉聚酯纤维与棉、粘纤、莫代尔等纤维混纺，可制作品牌休闲服、运动服及针织T恤衫等。

3）南京东华纤维公司开发的Porel超仿棉纤维。这是一种中空型的改性纤维，在大分子结构中引入亲水基因和柔性链段，并采用仿动物毛细管空腔结构，具有大于18%高中空度，截面呈椭圆形与棉纤维相似。纤维初始模量290 CN/tex，远低于常规涤纶，也低于粘胶纤维（500 CN/tex），故纤维柔软易弯曲。用Porol超仿棉纤维制成纱线与面料，具有轻柔蓬松及亲肤性特性。同时纤维还具有自动调控湿热、不易起毛球的优点。可与多种纤维混纺，已开发生产了与棉花、粘纤、莫代尔、竹纤等不同混纺比的多种纱线，经大圆机织造，在勿需添加任何功能整理剂情况下，其面料的服用功能已达到纯棉织物舒适性的效果。可用于贴身穿着舒适性织物的用纱，也可用于毛巾用纱，而且其吸湿、速干、柔软性超越全棉毛巾。

此外，上海联合纤维科技公司开发的葆莱绒改性聚酯短纤也是一种中空型纤维，其性能与Porel超仿棉纤维相同，目前也在推广使用中。

3.1.2 超仿棉聚酯长丝

1）江苏金辉纤维公司开发的“芯棉”。这是一种高亲水性细旦与超细旦化超仿棉聚酯长丝，它综合运用天然纤维和涤纶纤维的优点，是一种具有多功能的新型纤维，目前已在针织与机织面料生产中应用。其特点是：在聚酯聚合过程中添加了许多羟基单体，因羟基易于水分子结合，从而显著提高了纤维的亲水能力；单丝纤度设计采用细旦化和超细旦化及表面粗糙化、截面异形化等技术，改变了纤维表面形态，使纤维具有良好的芯吸效应，可及时将水分子排出，从而提升了纤维导湿快干功能；在纤维外观设计方面加入无机粒子消光剂，使聚酯大分子的内部结构变得松散，空隙增多，改变纤维表面蜡状感；采用碱量处理，使纤维微孔化，改善了纤维表观光泽；采用异收缩方式，在纤维表面形成规则的缠绕结构，使纤维具有良好的膨松性，经热处理后形成毛圈状，可增加面料与皮肤的接触点，手感柔软，穿着更舒适。

2）江苏斯尔克集团与上海东华大学合作研发的超仿棉复合聚酯长丝。该开发项目列入国家超仿棉产业化项目之一，规划中将建成一条年产8万吨超仿棉复合长丝的生产线。生产品种为60～200旦复合长丝，回潮率达到1.6%以上，是常规涤纶的2.5倍，使纤维具有良好的吸湿排汗速干性能。目前该复合仿棉长丝已在部分织造企业应用，制成面料具有手感柔软、光泽柔和、吸湿快干等优良特性，可用于制作秋冬季男女风衣、夹克、休闲装、防寒服装。

3）福建百宏聚纤科技实业有限公司开发的“百宏棉”。这是一种异形截面的超仿棉长丝，列入国家超仿棉产业化开发产品，规划中要建成年产11万吨超仿棉异截面聚酯长丝生产线。“百宏棉”性能上有3个显著特点：一是外观上仿棉，利用改变单纤的纤度与采用特殊的双螺旋截面形狀的纺丝杆，使制成的纤维具有十字形沟槽。二是性能上仿棉，在纤维分子结构中，加接可染基因与亲水性基因，提高纤维的可染性与吸湿速干性。三是功能上超棉，用“百宏棉”长丝制成织物，不仅具有良好的手感及服用性能，其纤维的吸湿速干性、抗静电性、热稳定性都超过纯棉织物，是替代纯棉纱线的理想纤维。

3.2 超仿棉纱线开发

国内多家著名纺纱企业利用超仿棉开发了多种混纺比与多种号数的纱线，使超仿棉与棉、粘纤、毛麻蚕等多种纤维的优良性能互补。南通双弘纺织公司是使用超仿棉“仪纶”纤维数量最多的企业之一，已开发出四大系列超仿棉纱线：1）超仿棉纯纺纱线。纺纱支数从16s～80s（即从36.9～7.38 tex），纺60s以上纱线需采用0.89～1.11dtex细旦超仿棉纤维。2）超仿棉/精梳棉混纺纱线。超仿棉比例在50%～90%，纺纱支数从16s～80s，由于超仿棉纤维的单纤维强力是常规涤纶的50%～70%，故采用精梳工艺去除棉花短绒，提高纤维整齐度，有利于混纺纱强力与条干均匀度的改善。3）超仿棉与粘胶纤维混纺纱线。超仿棉混用比例为60%～90%，纺纱支数从16s～80s，由于两种纤维整齐度好，而超仿棉纤维的单纤强力又高于粘纤，提高超仿棉的混用比例，有利于成纱强力的提高与条干均匀度的改善。4）超仿棉与莫代尔纤维混纱线。超仿棉混用比例在50%～70%，纺纱最高支数80s，由于莫代尔强力高于超仿棉，减少超仿棉纤维混用比例仍能获得较好质量水平。

福建三明纺织公司在超仿棉项目实施中也对超仿棉混纺纱性能与工艺进行研究，分别对32s超仿棉纯纺纱，40s超仿棉65%/精梳棉35%混纺纱和21s超仿棉65%/精梳棉35%混纺纱的3种纺纱工艺和纱线性能作比较分析，从试纺结果表明3种纱线质量均达到较好水平，尤其是混纺纱的质量要优于超仿棉纯纺纱，可纺性也比纯纺纱好，故用超仿棉纤维与多种纤维混纺是开发方向。

3.3 超仿棉面料开发

3.3.1 超仿棉生产的短纤纱与长丝在针织面料企业中的应用

浙江申洲。该企业用超仿棉纱线和长丝先后开发了4种针织产品：1）用160D/144F超仿棉长丝生产彩条珠地网眼（2？）面料；2）用32s阳离子改性超仿棉纱生产汗布；3）用Porel超仿棉80%/粘纤20%混纺，采用紧密赛络纺工艺生产32s纱，生产珠地网眼（2？）面料；4）用Hojoy吸湿排汗超仿棉，采用紧密赛络纺工艺生产40s纱，开发蜂窝网眼面料。通过织造与染整工艺优选，4种超仿棉针织物各项色牢度指标均达到国际先进水平，抗起毛起球效果明显，尺寸稳定性好于纯棉产品，吸湿透气性好。

北京铜牛。该企业用超仿棉长丝在大圆机上成功开发远红外功能性针织面料，其使用的原料是：100D/138F细旦异形丝92%、20D氨纶丝8%，两者组合生产氨纶平纹布。面料完成后，对各项指标进行测试，并与吸湿速干纤维与加工吸湿助剂的面料进行对比，结果显示：使用超仿棉细旦异截面长丝生产的面料吸湿效果优于其它纤维，还能达到长效吸湿速干功能。勾丝达到4～5级，透气量为10540g/（m2d），远远超过户外面料的标准要求，面料手感柔软舒适、颜色靓丽、不易出褶皱。此外，超仿棉比常规涤纶染色性好，染色时可不用加醋酸和纯碱，染化料、助剂用量减少，染色时间节省30%，节水20%，用汽量节约30%，节能减排、减少环境污染效果明显。

江苏福汇纺织印染公司。该公司在单面大圆机上用浙江春江轻纺集团开发的“仪纶”纱与常规32s涤纶纱织造珠地网眼针织布。两种原料采用同样的织造与染整工艺，结果表明：1）两种纱线织造的织物收缩率都比较小，均具有良好的尺寸稳定性。2）吸湿排汗性能差距较大。用“仪纶”纱制成的织物具有良好的吸湿排汗性，吸湿速干性好，穿着舒适；而常规涤纶纱制成的织物经过亲水柔软整理，其吸湿排汗性仍不及“仪纶”纱织物。3）染色性能。“仪纶”针织物可用100癈常压染色；常规涤纶织物要用130癈高压染色。“仪纶”织物在色变、沾色指标均略优于常规涤纶织物。4）起毛起球性能。“仪纶”织物可达到3～4级；常规涤纶织物只能达到2～3级。以上4项对比检测数据表明：用超仿棉“仪纶”加工的针织品在亲水、速干性上弥补了纯棉和涤纶纤维的不足，用“仪纶”织物手感良好、光泽柔和，基本上没有常规涤纶的极光感，外观仿棉效果良好，织物抗起毛起球性能良好，不但可取代常规的涤纶，部分性能已超过棉纤维，常压染色符合节能减排的理念。

3.3.2 超仿棉生产的短纤纱与长丝在机织面料上的应用

超仿棉已在棉织、毛织、家纺织物生产企业中得到了应用。表2是相关织造企业参加“仪纶”纺织产品创新联盟开发创新产品的情况。

由表2可知，超仿棉的应用几乎覆盖了织造的多数产品，既有与棉花、粘纤混纺的织物，也有与毛麻纤维混纺的织物；有休闲织物、毛织物、麻织物、牛仔织物及色织衬衣等；使用超仿棉“仪纶”的混纺比例可根据产品性能与品质要求从最高80%至最低13%左右。

除使用“仪纶”纤维外，也有使用超仿棉长丝及中空异截面纤维加工面料。

南通斯德福纺织装饰公司用Porel超细旦低强力中空聚酯纤维开发了酒店用的床上用品和毛巾，在保持或增加织物强力的基础上改善了面料手感及吸湿速干性能。其中床上用布组织结构设计为40s？0s/133？00平纹布和40s？0s/40？0斜纹布，使用40s纱系超仿棉65%/精梳35%混纺纱。毛巾使用原料为超仿棉Porel纤维65%/长绒棉35%，规格为底经椎孜橙Γ次？1s/2？1s/2？6 s，毛倍比1：3～7，通过浆纱工艺和组织结构设计，织造出35cm？5cm？20g混色毛巾，经对毛巾各项指标测试，超仿棉毛巾的吸湿率大于400%，水扩散时间小于3.0秒，与同类全棉毛巾相比吸湿速干指标均优于棉毛巾。超仿棉毛巾的柔软性及外观指标均优于同类全棉毛巾，超仿棉毛巾后整理中不需添加任何柔软剂仍可获得比纯棉毛巾更好的柔软性，说明可以完全取代酒店中全棉毛巾类产品。

江苏金辉化纤公司生产的超仿棉涤纶长丝是一种超细旦异形截面长丝。用该公司生产的160D/144F涤纶长丝与75D/72F吸湿排汗涤纶长丝组合生产平纹织物，在后整理中利用两种原料收缩率的不同，使面料表面呈现毛圈，产生棉型感，减弱光的反射。同时由于单丝纤维较细、毛细管效应较强和异形截面，增加了纤维的吸湿散湿性。在后整理中采用预缩及呢毯整理技术，增强了面料的膨松性及棉型感，通过柔软整理提高了面料的柔软舒适性。实践证明：用超仿棉长丝织成的面料具有手感滑糯蓬松、光泽柔和、服用舒适、挺括不易变形、吸湿散湿效果好、抗起毛起球等优良特性，具有良好的发展前景。

4 超仿棉及其系列产品实现产业化，多项关键技术的创新与突破起了积极作用

超仿棉项目实施过程中，产学研联合对多项关键技术的攻克起了积极作用，也为超仿棉纤维性能的进一步改善與提高指明了方向。

4.1 化纤领域

在上海石化、仪征化纤、金辉化纤等特色科技型企业共同努力下，超仿棉项目攻克了PET聚酯分子结构设计、高比例改性组合的精确添加与高效分散、大容量连续纺丝与超高速纺丝、高异型化细旦纤维等难题，成功突破了开发超仿棉纤维所必需的易染色、高亲水细旦和高亲水连续聚合纺丝新技术，使超仿棉纤维取代棉纤维、长丝取代棉纱成为现实，实现了万吨大规模装置稳定生产。

4.1.1 提高超仿棉纤维亲水性技术依托共聚或共混添加改性，通过亲水改性、单组分或多组分改性实现超仿棉聚酯纤维吸水性的显著提高。目前超仿棉纤维回潮率多数已达1%以上，最高的已达到3%，但与棉纤维8.5%的回潮率相比仍有较大差距，是超仿棉纤维今后进一步攻关方向。

4.1.2 亲水细旦技术主要是控制嵌段共聚物的分子量，在实现共聚亲水改性的同时还要保证聚酯有较低的溶体拉伸粘度，以纺出超细旦、高异形度的超细旦纤维。在超仿棉聚酯长丝生产中必须采用这项技术。

4.1.3 易染色技术主要是指在实现涤棉混纺织物一浴一步染色色牢度良好，同时能显著改善纤维的抗起球性和手感，通过分子结构改性，既要保证与染料分子之间较强的相互作用，又要适当降低纤维成形过程中的结晶度和结晶速率，实现常压沸点上色，使上染率大于90%。同时要灵活赋予纤维的不同功能组合。例如在亲水聚酯中，通过添加高比例的TiO2，采用异形纺丝技术，在保持纤维吸湿快干功能的同时，改善纤维光泽，提高纤维的抗紫外线功能。总之，超仿棉以纤维攻关为重点，其综合性能将在后续纺织品上体现出来。

4.1.4 高功能聚酯的产业化技术超仿棉聚酯的产业化技术攻关重点是在工业化连续化聚合纺丝装置上，通过高比例改性组合的稳定添加，可控聚合，实现高功能聚酯产业化，这是实现超仿棉规模化制造的技术瓶颈，不突破这以瓶颈就难以实现超仿棉及其纺织品市场的规模化应用，用超仿棉涤纶来取代百万吨棉花的目标也无法实现。

4.2 纺纱与织造领域

在纺纱与织造领域，众多企业根据超仿棉特性从原料互配、工艺优化等方面进行创新与攻关，主要有以下几点。

4.2.1 不同性能原料科学互配在开发“超仿棉”新型纱线时，首要对品种繁多的新型纤维分类别区分，了解其化学性能及对染化料适应性，采用性能相近的纤维进行互配，原则上搭配原料控制在3种以内（特殊品种例外）。尤其是对染色性能和耐酸耐碱性能完全不同的纤维组合时更需要注意染色的一致性和染色牢度。超仿棉与其它纤维混纺比一般采用T55/45、T65/35、T70/30，也有较高混纺比T80/20，追求不同风格也可以采用多种不同混纺比的3种以上原料混纺，发挥多种纤维优点的同时，必须考虑对主要染料的融合与易染性。

4.2.2 重视纺纱工艺优化为了充分体现仿棉似棉的风格，采用100%超仿棉短纤维纯纺时要重视纺纱工艺优化，克服纺纱中的“三绕”（绕罗拉、胶辊、胶圈）及“出硬头”等问题。如福建三明纺织公司生产32s超仿棉纯纺纱时在细纱工序中采用后区大隔矩大后区牵伸及降低粗纱捻系数与采用硬度为73度胶辊，表面涂料等措施后，杜绝了生产中“三绕”与“出硬头”等现象发生。

4.2.3 优化织物组织结构设计为了使织物达到超仿棉要求，在织物设计中要优化织物组织结构设计。不同组织结构会影响织物性能，超仿棉织物要重点把握好织物的柔软舒适性、轻薄透气性、尺寸稳定性与纯棉产品特性具有可比性，体现似棉胜棉的特点。南通斯得福公司在家纺织物设计时，采用40s？0s，133？00平纹布与40s？0s，140？0缎纹布两种织物组织设计，由于面料经纬密度与纱线捻度较高且交织点多，织物结构紧密限制了超仿棉性能的发挥，与同规格全棉产品相比，织物的柔软性不及纯棉织物，且透气性也较差，不能显示出超仿棉织物手感柔软的优势。该公司将超仿棉纱线用在毛巾织物上，由于组织结构设计合理，织出的35cm？5cm？20g染色毛巾，经测试：毛巾的吸湿率大于400%，滴水扩散时间小于30秒。与同类全棉毛巾相比，吸湿性可提高80%以上，速干指标、柔软性及外观指标均优于棉，充分显示出超仿棉纤维的优越性能。

4.3 染色与后整理领域

由于超仿棉长丝或短纤不同于常规涤纶纤维，它的异形度和改性使纤维的拉伸强力与断裂伸长降低，耐碱性也低于普通涤纶，且纤维的玻璃化温度与熔点温度均低于普通涤纶，故用超仿棉制成的织物，其染色温度与整理时的定型温度均要重新设计。

上海纺科院与上海三枪针织集团合作，攻克了超仿棉聚酯纤维制成的针织物深染难与热定型后手感差两大问题。纤维深染难，即在保持超仿棉纤维织物蓬松、柔软有弹性的棉手感前提下要成功染深色难度很大。热定型后织物的手感差，即经过高温定型，特别是与氨纶混纺后预定型织物的蓬松、柔软、弹性的棉手感即刻消失，导湿性明显下降。针对上述问题，通过多次试验发现，采用红光助染剂AC-G105作用能有效解决超仿棉纤维深染效果差及染黑色偏光严重的缺点，同时采用纤维保护剂DP-9810对热定型织物隔离保护，能有效消除超仿棉纤维与氨纶混纺织物在热定型加工中因高温使纤维塑化造成手感粗硬的缺陷，保持了针织物应有的柔软蓬松的棉质手感。

此外，东华大学与上海三枪集团合作也对超仿棉针织物热定型工艺进行试验，得出：在超仿棉针织物热定型过程中，加入纤维保护剂可以提高热定型温度至140癈，在获得稳定尺寸的同时，织物具有良好的褶皱回复性、顶破强力与手感。试验结果表明：纤维保护剂的浓度和热定型温度是影响超仿棉针织物热定型效果的重要因素。

江苏盛虹集团通过对超仿棉聚酯长丝织物研究制定出一套科学的染整加工工艺，即经过冷堆→水洗→圈码蒸缸预缩→预定型→碱减量→染色→烘干→吸湿排汗整理后，使超仿棉长丝面料具有手感软糯蓬松、光泽柔和、吸湿排汗、穿着舒适、不易褶皱变形、抗起毛起球性优良及色牢度好等优良特性。尤其是在吸湿排汗、抗起毛起球性及染色牢度方面优于纯棉织物。

另外，浙江申洲针织集团对超仿棉长丝针织面料，采用连续不断减量技术来提高染色深度；江苏金辉化纤公司在超仿棉长丝织物后整理加工中，对织物进行柔软整理和呢毯整理二道工序，使织物手感更加丰滿、柔软，进一步提升了仿真度和服用性能。

江苏盐城工业职业技术学院专门研究了针织牛仔布靛兰染色工艺。研究结果表明，靛兰主要以隐色酸亚的形态实现对超仿棉纱线染色，其最佳工艺为PH=6，染色湿度为120～130癈，染色时间为30分钟，靛兰染色后超仿棉纱线色光纯正，提升性好，其耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、耐日晒牢度均超过纯棉纱靛兰染色纱。牛仔布历来是用棉大户，用超仿棉来制作牛仔布用纱，既可解决国内棉花资源紧缺、棉价高位运行的困境，又可以提升涤纶产品附加值，为企业获得较好的盈利空间。

4.4 对超仿棉产业化的几点建议

超仿棉纤维应用及产业化在我国时间尚较短，尚有许多技术关键需进一步研究提高，主要有以下几点：1）在超仿棉制造技术和新纤维开发中尚有许多研究课题。如：实现高分子之间的相互嵌入，大分子结构的设计排列，实现“超仿棉”纤维的质量稳定，吸湿性与回潮率的提高等，有待于更深入的研究。2）超仿棉纺织品要完全达到似棉胜棉的水平还有一定距离，尤其是聚酯长丝仿棉难度更大，是今后技术研究攻关的主要目标。3）超仿棉织物采用常温常压染色要得到优良的染色性及色牢度仍是今后进一步研究的课题。4）超仿棉产品的研究不仅仅在吸湿透气、放量快干、抗静电性方面，更应该关注织物的手感、抗菌防螨、抗紫外线等功能性方面如何超越棉织物。

5 结语

1）超仿棉是以常规涤纶纤维高仿真开发的一种性能超棉的新型纤维，是从纤维结构与性能改进着手，运用多种改性技术对常规涤纶的结构进行改造，使改性后的涤纶纤维（含短纤与长丝）不仅手感、观感上仿棉，而且在性能上超棉。超仿棉的开发及产业化对弥补我国棉花缺口，替代棉花及克服常规涤纶纤维的弊端，实现产品升级均有积极意义，故超仿棉开发与产业化已列入国家科技“十二五”规划中纺织工业的重大攻关项目。

2）超仿棉及产业化项目从2012年立项开始到2015年通过国家验收，在3年多的时间里由于采取产学研究与纤维制造、纺织加工业上下游联合攻关，已取得显著效果，用超仿棉加工的纺织产品已基本上达到视觉像棉、触觉像棉、穿起来親和性、舒适型也像棉的效果，已被各层次消费者接受，发展前途看好。

3）超仿棉的研发及产业化在我国时间尚较短，与国外超仿棉产品在性能上比较尚有一定差距，如纤维吸湿回潮率与棉纤维尚有较大差距，在后道加工纺织织造及染整加工技术等方面尚有许多关键技术需要攻克，故提高超仿棉纤维及产品水平尚需纤维制造企业与后道纺织加工企业继续努力，进一步提高我国超仿棉纤维及制品的质量水平。

参考文献

[1]王鸣义.超仿棉聚酯纤维的开发现状及发展前景[J].纺织导报，2011（2）：26-28.

[2]任婉婷.新型超仿棉涤纶的产业化研究[J].纺织导报，2011（2）：25.

[3]谈辉，郑耀伟，汪涛.涤纶长丝超仿棉产品的开发及应用[J].纺织导报，2011（2）：32-33.

[4]金鹏，金鑫.Porel型超仿棉在酒店布草上的应用[J].纺织报告，2015（1）：56-58.

[5]王华平.“超仿棉”开辟化纤新空间[J].纺织服装周刊，2011（20）：10.

[6]马良.棉价高，超仿棉或引领风骚[J].中国纤检，2014（11）.

[7]董勤霞，马仁和，钟国能，等.超仿棉现状及其新产品的研究开发[J].针织工业，2014（4）：36-39.

[8]朱祎俊，郭建生，邓秀萍.超仿棉混纺纱性能与工艺探究[J].河南工程学院学报：自然科学版，2015（2）：9-12.

[9]程国磊.贴身穿着舒适性织物用纱的开发与研究[C]//申洲杯针织面料技术开发论坛论文集，2011.