Groz-Beckert:“另类纤维”制备非织造布

2020-10-15童艺翾

国际纺织导报 2020年7期

全球化的不断发展和世界人口的持续增长使人们对纺织品和纤维的需求量日益增加。由于石油和某些矿物型天然原料的储存量有限，因此，人们对新的可再生能源和可持续原料的需求更加迫切。

化学纤维在纺织工业中的大规模应用，使世界各地海洋中的塑料垃圾和塑料微粒增多。据估计，全球每年投放到海洋的塑料废品约为480～1 270万t。因对化学纤维废弃物的不当处理，15%～31%的塑料垃圾分解为非常小的塑料微粒。

基于此，一些企业正在首次深入研究废弃纤维的处理问题，并尝试利用回收的废旧材料生产新的纺织产品。如由聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)或聚酯(PET)制成的渔网，便是对废弃物进行特殊加工并提取出纤维后，重新制备的纺织品。也有部分企业使用其他行业(如食品)产品的生产废料制备新的纺织材料。优化纺织工艺和产品创新都将有助于更好地实现纺织纤维的可持续发展。

1 香蕉纤维或非织造椰棕垫

香蕉纤维来源于香蕉。香蕉纤维并不是香蕉果实的纤维，而是来自蕉杆。因香蕉植株每年只结一次果，因此完成香蕉收割后需将蕉杆砍掉。制备香蕉纤维时，首先切开蕉杆，单层平铺，在机器中去除其中的液体部分，然后通过加工分离出香蕉纤维束。最后，将香蕉纤维束悬挂并晾干。

香蕉纤维除了用于制造服装面料、茶包和日元纸币以外，还可进一步加工为非织造布垫，也可用于制备土工织物，如防腐布或防草布。

椰壳纤维因具有耐湿性，适用于制造防腐材料，也可用于园艺和景观领域。椰壳由外果皮、约8 cm厚的纤维层、坚硬的内果皮、白核(即椰肉)和核中的椰汁组成。纤维层质量约占椰子总质量的30%～35%。椰壳纤维由短纤维和最长达30 cm的纤维束组成。这种纤维束可通过一种机械处理，加工成单根纤维。采用非织造技术加工的椰棕垫可用于隔热装备，也可以用作床垫和地毯底布，或作为增强材料用于制造天然纤维增强塑料(NFRP)。椰壳纤维还可用于加工汽车内饰品。采用针刺法制备天然纤维垫的工艺如表1所示。

表1 针刺法制备天然纤维垫

2 龙舌兰纤维用于汽车制造

汽车制造商福特公司非常重视全球的可持续发展和资源问题。福特与龙舌兰酒生产商Jose Cuervo合作，研究开发将龙舌兰纤维用于汽车内饰或轻量部件的技术。

龙舌兰纤维常被称作西沙尔麻或剑麻，是制造龙舌兰酒的副产品，可以从切割下来的龙舌兰叶中获取。龙舌兰叶的纤维比例约为5%，通过一种类似获取香蕉纤维的机械处理，可从龙舌兰的叶肉中分离出纤维。除了应用在汽车领域外，龙舌兰纤维与香蕉纤维和椰壳纤维类似，也可用作非织造布垫和土工材料的生产。

3 菠萝纤维制作人造革

菠萝纤维来源于食品业的废料。与获取龙舌兰纤维相似，收获菠萝时也要将其植株的叶子割下，从中分离出纤维。菠萝叶的叶肉较少，含有的纤维比例较高，易于获取。欧洲一家企业已证实，在某种程度上，菠萝纤维可取代聚酯(PET)或聚酰胺(PA)纤维，用于生产人造革基布。菠萝纤维经多次针刺黏合，能制成非织造布。然后，对这种非织造布进行涂层和化学处理，将其制成人造革。这种不含动物毛皮的皮革材料可用于加工鞋、服装和饰件，也可用于制作家具、汽车饰件等装饰品。

4 纤维和刺针的协调配合

天然纤维的横截面各不相同，给针刺加工带来了一定难度。这意味着要使用锥形或不同倒钩尺寸的刺针，以确保加工的稳定性并减少针头断针率，提高非织造布的使用寿命。尤其是对椰壳纤维这类易磨损的天然纤维，刺针的选用非常重要。

格罗茨-贝克特的Gebecon刺针如图1所示。该刺针的结构特点是锥形的工作部位以及直达针杆的整个锥形区域，该刺针的穿刺力较小，同时能够减少针刺机的负荷。此外，细窄的针尖能够减小成品的针刺孔，可明显改善成品的外观品质。与中间较细的标准刺针相比，Gebecon刺针在负荷测试中表现出更高的韧性，这一改进的动态特点可抵抗最大负荷，从而减小断针风险。同时，模量高、抗弯强度均匀的特点使刺针不易发生变形，可实现更高的刺针运行速度。