技术-低熔点纤维的开发与利用现状

技术|低熔点纤维的开发与利用现状 摘要对低熔点纤维定义及种类进行了总结，分析了常见低熔点纤维的制备及关键技术,最后从服装用产品、非织造产品及复合材料产品等领域论述了低熔点纤维的利用现状，并对低熔点纤维的开发与利用进行了思考，以期更好地指点低熔点纤维产品的开发与利用。来源|《现代纺织技术》作者|林燕燕，陈玉香，闫琳琳，杨艳秋，占海华，邹专勇低熔点纤维约20世纪70年代问世，它是1种合成纤维，具有较低的熔点，用于热熔粘结等材料及其制品的开发，通常可由聚酯、聚酰胺、聚丙烯等聚合物共聚、共混或改性后，经熔融纺丝法制得。这类纤维因其本身高温熔融，无需化学粘合剂，从而减少污染、下降本钱，作为热熔粘结材料，颇受欢迎，广泛利用于高级服装、家用

摘要

对低熔点纤维定义及种类进行了总结，分析了常见低熔点纤维的制备及关键技术,最后从服装用产品、非织造产品及复合材料产品等领域论述了低熔点纤维的利用现状，并对低熔点纤维的开发与利用进行了思考，以期更好地指点低熔点纤维产品的开发与利用。

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来源|《现代纺织技术》

作者|林燕燕，陈玉香，闫琳琳，杨艳秋，占海华，邹专勇

低熔点纤维约20世纪70年代问世，它是1种合成纤维，具有较低的熔点，用于热熔粘结等材料及其制品的开发，通常可由聚酯、聚酰胺、聚丙烯等聚合物共聚、共混或改性后，经熔融纺丝法制得。这类纤维因其本身高温熔融，无需化学粘合剂，从而减少污染、下降本钱，作为热熔粘结材料，颇受欢迎，广泛利用于高级服装、家用纺织品、医用卫生、工业利用等领域。当前，国内在低熔点纤维的开发与利用领域与国外先进水平还存在差距，主要表现在低熔点纤维创新开发不足、产品手感不够柔软等。因此本文对目前低熔点纤维生产工艺及发展现状进行了整理与分析，以求掌握各种低熔点纤维的优缺点，为低熔点纤维的利用与产品开发提供帮助。

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低熔点纤维种类

低熔点纤维按组分特点可分为单组分低熔点纤维和复合组分低熔点纤维。单组分低熔点纤维根据组分原料不同主要包括聚丙烯、聚酯、聚酰胺等低熔点纤维；复合组分低熔点纤维根据组分原料不同主要包括聚烯烃类复合纤维、聚酯类复合纤维两大类。复合低熔点纤维进1步根据截面差异可分为皮芯型，并列型，海岛型和桔瓣型等。目前市场上主要的低熔点纤维种类及代表产品见表1所示。

常见低熔点纤维制备及性能特点

1.低熔点聚丙烯纤维

单组分低熔点聚丙烯纤维主要是以聚丙烯为基本原料，添加某种低熔点聚合物，如PE、EVA、聚丁烯等进行共混纺丝，并采取特殊的拉伸工艺和润滑剂而制得。影响聚丙烯纤维可纺性及粘结能力的因素主要有聚丙烯原料特性、原料配比、添加剂的种类、共混加热温度、冷却工艺条件等。选用稍低熔融指数和份子量散布大的聚丙烯、采取缓冷成形工艺条件是提高聚丙烯纤维粘合性能的技术关键，原料的配比和添加剂的选用影响低熔点聚丙烯纤维构成和纺丝稳定。因此根据不同原料构成与特点肯定适合的共混纺丝工艺条件还是生产企业开发高粘性聚丙烯纤维面临的困难。

单组分低熔点聚丙烯纤维利用常选用细旦纤维，1般用于用即弃卫生医用制品，这是由于细旦纤维适用于生产手感柔软而薄型的产品。但纤维在使用时不耐干洗和消毒，利用受限。未来应更多关注低粘合温度、宽粘合温度范围的柔软手感聚丙烯纤维，以拓展纤维的利用领域与利用层次。

2.低熔点聚酯纤维

低熔点聚酯可通过共混法和共聚法纺丝而得。共混法是对聚酯进行物理改性，在聚酯基体中混入助剂或其他组分，以下降熔点；共聚法是指在聚酯的缩聚进程中，加入改性组分，以下降聚酯熔点。目前大多采取共聚法生产低熔点聚酯纤维，而该方法中各类改性组分添加对共聚酯的玻璃化转变温度、结晶性能影响较大。改性组分大体上可分为两类，1类为改性酸组分（第3组分），如间苯2甲酸、己2酸、癸2酸等，目的是下降份子链的规整性，从而下降熔点；另外一类为改性醇组分（第4组分），如己2醇、丁2醇、聚乙2醇等，其目的是提高份子链的柔顺性，改良结晶性能，同时下降熔点。生产中常同时添加第3组分与第4组分，并通过控制改性组分的含量配比，以制得理想的低熔点聚酯纤维，如修福晓等向常规聚酯结构中引入第3组分双羟端基和第4组分丁2醇，成功合成可用于纺丝的低熔点聚酯，熔点为128 ℃。

低熔点聚酯因改性组分的加入致使结晶度下降，造成纺丝困难，因此对纺丝工艺进程的控制极为关键，值得注意的是：低熔购买员工工作服的申请报告
点聚酯切片软化点远远低于水的沸点，切片受热极易粘结，采取真空干燥系统，严格控制干燥温度，充分提高干燥的真空度和干燥时间，从而下降切片含水率，避免切片在使用进程中再次吸湿，从而确保纺丝的顺利进行；偏低纺丝速度与拉伸温度有益于减少长丝断头率。另外，纺丝各区温度的公道选择还是纺丝获得成功的关键，主要应根据聚酯的熔融性质、熔点、特性粘度、熔体温度和各加热区相应螺杆部份所起的作用等进行综合肯定。未来低熔点聚酯纤维开发应进1步选择适合的第3、第4单体及其配比，以提高结晶度，下降结晶温度，改良纺丝可纺性。

未来应更多探索低熔点聚酯纤维的份子结构与组分设计对粘结性、耐溶剂性、耐水洗及干洗等性能的影响，以开发1种低本钱、高粘结性能的低熔点聚酯纤维，替换部份低熔点聚酰胺纤维在热熔胶领域的利用，实现产品开发本钱的下降。

3.低熔点聚酰胺纤维

低熔点聚酰胺主要是通过共聚或共混改性得到，还可从植物废物中再生而制得。其中低熔点共聚酰胺属于无规聚合物，结晶度及纤维软化点低，易产生粘结，卷绕退绕较困难。改良低熔点共聚酰胺长丝可纺性及性能主要通过选择适合的共聚酰胺切片的预结晶温度、喷丝板参数、纺丝工艺及牵伸工艺等实现。另外，在特种油剂保护下，选择低纺丝卷绕速度可避免纤维在纺丝时产生粘结现象，确保顺利退绕，减少断头和毛丝现象。

低熔点聚酰胺纤维熔点低，热粘合强度高，手感柔软，熔程范围窄，具有良好的耐磨、耐溶剂、耐洗涤性能；聚酰胺份子结构中存在酰胺基、羧基及氨基，份子链具有极强性，对许多极性材料都有很好的粘结性。低熔点聚酰胺纤维广泛利用于高级服装粘合衬和洁净用材料，但由于纤维吸湿性差，易产生静电，危害人体健康和装备，后道需要对织物进行抗静电处理，这致使了产品开发工序增加，提高产品开发本钱。因此具有抗静电特性的低熔点聚酰胺纤维是未来开发的重要方向。

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复合纤维

复合纤维是指由两种或两种以上不同熔点和组分的成纤高聚物熔体采取复合纺丝技术制成的纤维，以皮芯型结构（犹如心型、偏心型和并列型等）占多数，皮层组分比芯层组分熔点低，在1定工艺条件下，皮层起粘合作用，而芯层保持主体纤维形态。常见的皮芯复合纤维有：PE/PP、PE/PET、LMPET/PET等；常见的皮芯比例有50/50，20/80，30/70等。

复合纤维因低熔点组分的存在，使得主体纤维难以定型，致使加工工艺较为复杂，受复合比、干燥工艺、纺丝温度、拉伸倍数等因素影响。低熔点复合纤维纺丝时，复合纤维的皮芯比例高低决定了纤维粘结性能的优劣。皮芯比例太高致使纺丝困难，纤维的强力降落；皮芯比例太低会使皮层破裂，1般采取50∶50。在干燥时，采取真空转鼓干燥系统，并适当延长干燥时间，解决切片干燥粘连问题。复合纤维纺丝进程中为避免两种熔体温差过大而影响可纺性和卷绕质量，应斟酌选用螺杆挤出温度相近的熔体。适合的拉伸倍数，可以使纤维取向度良好，晶型稳定，因此可根据产品需要，选择适合的拉伸倍数。

与单组分低熔点纤维相比，低熔点复合纤维因组分差异存在潜伏卷缩性，其卷缩形态随原料品种、组分比例、拉伸条件而改变。因此低熔点复合纤维开发进程中应通过选择适合的高聚物份子量、原料配比和拉伸比大小，使纤维不产生蜷缩。低熔点复合纤维在1定加热温度下梅溪湖大剧院工作服
存在表面熔融而芯层不熔的现象，低熔点组分起粘结作用，高熔点组分保持纤维形态，故可提高被粘结制品的强度和性能，相比单组分低熔点纤维有更加广阔的利用前景。

低熔点纤维的利用领域

1.服用织物产品

利用低熔点纤维热熔黏结的特点，混入1定比例的低熔点纤维，可在1定程度上提高纤维之间的抱合性，避免纤维滑移，且不影响织物原有风格。如：采取低熔点双组分涤纶长丝与主原料交织，能够改良纬编针织产品的脱散性；羊毛织物因羊毛纤维的鳞片结构，织物存在毡缩的现象，若采取化学整理的方法来改良毡缩性能不但破坏织物手感且对环境产生污染，用ES纤维以不同比例和羊毛混纺经热处理以后，尺寸稳定性和防毡缩性能均得到了明显地提高，改良了精纺毛织物的洗可穿性能，实现绿色整理。另外，将低熔点聚酯纤维依照1定比例与丝绒混纺，经热处理后，能提高混纺丝绒的强度和抱协力，有助于保护丝绒，起到抗起毛起球作用。综合而言，低熔点纤维在服用织物中的公道应用，既能保持原织物穿着舒适的特点，同时又避免原有织物本身易起毛起球、易毡缩、易脱散等缺点，满足了消费者寻求多样化、高级化的要求，但低熔点纤维种类选择与添加量对纱线的增强机制、织物服用舒适性与机械性能的影响还是后续研究的重点。

2.非织造产品

低熔点纤维在非织造产品中主要作用是纤维加热熔融后起粘结固化作用，能保持非织造布固有的网状结构，充分发挥主体纤维的物理化学性能，从而拓宽非织造产品的利用范围。低熔点纤维非织造产品常采取热风粘合和热轧粘合两种方式，其中热风粘合有助于熔化纤维表面，增加纤维间接触面积，可开发疏松性高的非织造产品；热轧法粘合在压力作用下到达纤维粘合加固目的，可生产高强度的非织造产品。研究表明，低熔点纤维的用量与非织造产品的强度紧密相干，同时受纤维的杂乱度、加热压力、加热温度、时间和冷却时间影响。

在服用家纺领域，低熔点纤维主要用于服装用衬布、粘合衬，和床上保暖用品等开发，如低熔点聚酰胺纤维广泛利用于热轧法制造粘合衬，选用不同熔点范围的纤维品种以满足不同用处需要，用于外衣及薄型面料服装开发，可简化成衣工艺；利用复合纤维，生产热熔无胶棉，大大下降了无胶棉的生产本钱，因不含化学粘合剂，产品性能和档次高，替换喷胶棉成为保暖棉市场的主导产品。另外，在生产中加入低熔点热粘合纤维，采取热风法开发热风絮片，具有质量轻盈和保暖性好等诸多优点，广泛利用于御寒服装和床上用品等领域，未来应更多关注低熔点纤维与其他如中空、卷曲等纤维的配合使用，以开发设计更多新型复合絮片产品，提升了产品的档次和经济附加值。

在卫生用品领域，主要用于医用卫生的表面材料；工业领域，主要用于过滤材料，绝缘材料等；在土木工程领域，主要用于片材、排水装置、覆盖材料。如低熔点聚丙烯纤维生产的非织造产品，广泛利用于医用卫生领域，但产品的柔软性、抗静电性和渗水性仍需进1步提升，因此，研制新型低粘结温度柔软型聚丙烯纤维是解决的关键。桔瓣型低熔点纤维非织造产品具有柔软、悬垂性和疏松性好的特点，主要利用于汽车纺织品及医疗卫生等领域，如PU基布和医用绷带等；海岛型低熔点纤维非织造产品吸水性好，强力低，主要利用于美容面膜、过滤材料等领域。未来可开发超细低熔点纤维非织造产品，提高产品比表面积，改良产品手感，可尝试利用于高精密度过滤材料及高级擦拭布等领域。

3.复合材料及其他产品

低熔点纤维在产品开发中可作为增强基材、利用其热粘结作用开发复合材料及其它产品，广泛利用于造纸行业、汽车工业、包装材料等领域。在造纸进程中，低熔点复合纤维以其化学稳定性、使用方便，成为造纸新纤维原料品种，主要日本米店工作服
用作粘合剂，适用于制作有高湿强度要求的纸张，拓宽了纸品的利用领域，如热封型茶叶滤纸等；低熔点纤维可用于天然植物纤维复合材料的开发，并利用于建筑及土工、汽车及装潢材料、过滤材料和包装材料，如椰壳纤维复合材料开发中，加入低熔点丙纶纤维可弥补了椰壳纤维强度低，热稳定性差的缺点；将黄麻纤维与低熔点纤维PLA混合后按1定工艺成型，可制得可生物降解的环境友好型复合地膜，解决地膜难以降解和污染土壤问题，对麻地膜的发展具有积极意义，也适用于用作环保购物袋及包装材料的开发。另外，利用低熔点纤维热粘结性，可以把木棉固结成絮，避免长时间寄存引发的纤维间滑移，使材料浮力稳定，并使材料的耐紧缩性能得以改良。未来在复合材料开发方面，应重点关注低熔点纤维与复合材料的界面特性、掌握低熔点纤维对复合材料的机械性能的影响规律，以开发高性能的复合材料，拓展其利用领域。

结语

低熔点纤维在服用、家纺、产业用等领域的利用极大拓展了现有产品开发模式，丰富了产品种类，已展现出广阔的市场前景。但低熔点纤维在制备方面仍有提升空间，未来应重视与开发高粘性纤维，低加工温度、宽加工范围和高加工速度以适应产品向高速、高效发展的趋势；开发不同外观及风格的差别化低熔点纤维品种，如超细纤维、中空纤维、易染纤维等低熔点纤维，提高低熔点纤维的性能，使低熔点纤维具有良好的经济效应和广阔的利用前景。在低熔点纤维后续产业开发与利用方面，应重点解决多元组分低比例混合均匀性问题，探索低熔点纤维与其他纤维的公道科学选用，研究低熔点纤维种类及比例对产品的性能的影响规律，以开发出更柔软、更高强度、更优服用性能的低熔点纤维产品。

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发布|浙江理工大学杂志社 新媒体中心

编辑|魏旭巍