新型纤维简介 - 玉米纤维

1.玉米纤维的简介

近年，美国粮食公会和卡吉尔、道(CARGILL-DOW)聚合物公司与日本钟纺纤维公司，共同开发一种新型的环保纤维，该纤维是由玉米提练制成的聚乳酸纤维，即PLA纤维，商名为"INGEO"。

玉米纤维是由美国合资CARGILL- DOW公司开发，CARGILL主要是一间开发农业及壳物技术的公司，而 DOW是主要生产化工原料公司，1997年两间公司合组CARGILL-DOW公司，共同开发生产玉米纤维之工艺。并授权日本钟纺纤维公司联合岛津制作所共同开发出商品名"LACYRON"之玉米纤维，2003年台湾远东纺织亦继日本钟纺后亚州第二间获授权生产玉米纤维，商名仍为"INGEO"。

2  玉米纤维的好处

大部份化学纤维原材料都是出自石油，其产品在分解过程中对地球产生污染，而玉米纤维是由玉米提炼而 成的PLA植物纤维，采用环保概念，因植物纤维分解性高，能达到环保之效果。PLA纤维的燃烧值与纸一 样偏低，燃烧后不产生氮化物等气体，最后被焚化之污染亦较轻。

由日本纤维科学杂志介绍，"LACYRON"纤维初始原料淀粉再生循环周期短，约为1-2个周期。

由原料至产品之循环过程：
淀粉开始练制成聚乳酸----经缩聚合制成PLA纤维---制成各类产品----使用后被废弃---被埋土或水中处理---- 藉微生物分解----产生二氧化碳和水----通过光合作用----转化成原料淀粉。

通过循环过程既能重新而得到初始原料淀粉，又能利用光合作用减少空气中之二氧化碳的含量。

PLA纤维分解性高，采用土里理藏法，2-3年几乎完全分解，采用海水浸泡法，活性河泥法，标准捆包法，其结果亦完全分解，其方解性十分高。

3. 玉米纤维的生产

玉米纤维的提炼方法：
首先把玉米粒粉碎，再过滤出淀粉，加入酶等成份，使其转化成葡萄糖，再加上乳酸菌发酵成乳酸，从中产生一种聚合体的物质，即(PLA)，利用一般熔融纺丝法，可制成长纤及短纤。

4.玉米纤维的特性

聚乳酸纤维的特性：具有高结晶性与高配向性，所以它既耐热又耐拉，利用一般熔融纺丝法，即可制成各种长丝及短纤，但因耐酸不耐碱，无法进行碱减量加工，纤维外观透明度好，其制成品特性如下：

拉伸强度：高达590公斤 / 平方厘米。
弯曲强度：730公斤 / 平方厘米。
弯曲弹性率：30400公斤 / 厘米。
一般单纤支数：I.44D。
单纤强力：3.7g/D。
伸长率：47%。
缩率：0.3%。
T/G：60度C。
TM溶点：166度C。
耐温度：130度C以内。
耐酸碱性：耐酸不耐碱。

5 玉米纤维在纺织应用领域

玉米纤维在纺织纤维形态上有单丝，复丝，切短纤维等，可生产各类织物及非织造布产品，纺织品一般为内衣，运动服等，PLA纤维与棉，粘胶等纤维混纺，可生产外套，T恤等，其成衣产品，有着良好形态 稳定性能，处理方便，具光泽且有蓬松的手感，与涤纶同样富有疏水性能，故适宜做内衣用。PLA纤维是以价廉量多的淀粉作原料，能自然循环，是良好的环保生态纤维。

6. 玉米纤维在纺织生产上之问题

长纤与短纤：
聚乳酸纤维因具有高结晶性与高配向性，所以它既耐热又耐拉，利用一般熔融纺丝法， 即可制成长纤或短纤，长纤一般有光丝(Bright)及普通(Regular)，而PLA长丝收缩性大， 一般在20-23%，故在生产织物时要考虑，必要时可先进行蒸纱工序。

短纤一般以1.2-1.4D为主，在进行纺纱时，因考虑伸长率高达47%，影响纺纱张力，及 络筒打卷张力，都需要适当降低，而PLA纤维因对温度较敏感及变硬，故如工序上因速 度高而引致高温，都需减速生产。
织造方面：
因伸长率高，需要织布时张力适当配合，而缩率低，织物设订时要考虑，否则影响成品规格。PLA纱在针织布生产时注意事项指引:

生产车间尽量温度控制在25度以内，湿度60%以上。
生产机台必须清理干净， 用透明胶纸围住， 以免有棉飞花飞入， 形成飞花。
织布时不作上卷须放布， 避免折痕。
织布机速不能太快， 须控制在20转/分以下， 以减少爆孔等疵点。
机台纱道各接触点，尽量有瓷性导纱装置为佳。
如需翻纱，必需留意飞花，翻纱车速度不能太快。
织短纤时设定织物规格，不宜太疏，因PLA纱扭骨情况大，尤以平纹布。

染色整理：
因PLA纤维对温度及碱剂(尤其是强碱)特别敏感，如染色温度超过110℃-会使PLA 纤维手 感明显变硬，如定型温度超出130℃-会使PLA纤维融熔(因其Tg(融点)在130-166℃)，如染色过程加入强碱,使PLA降解(爆破力明显降低)，为此，整过染整过程，温度必需尽量控制适当。

基于PLA纤维对温度敏感的特性，只可在110℃下染色，而PLA纤维亦是Polymer 的一 种，必须以分散料染色。PLA纤维需要用分散料在110℃下染色，但因分散料的特性 需高温才可把染料推进纤维内，故在颜色的控制上十分困 难。曾试过以105℃/110℃/115℃，温差5℃之差距，已使其上染率相差变大。

因在110℃下染色，染料较难进入PLA纤维内,尤其染深色时(因染料用量较多),大量染料 仍留在水中,造成染不深的问题。

不同纤维交织：

PLA纤维/棉混织物：
在染PLA纤维/棉混织织物时，因需要除去棉纤维上的杂质及棉子壳等，故必须以强碱做前处理，而PLA纤维特性耐酸不耐碱，强碱令PLA纤维脆弱、爆破力下降，再者染PLA纤维及染棉后煮碱时，不但使 PLA纤维较易脆化、降解，煮碱时更使已上染的PLA纤维掉色，煮水次数越多、时间 越长， 使PLA纤维掉色越严重及难控制。

一般普通Poly/棉染色工艺，通常染Poly后会以硫酸将棉部分溶掉，以Poly追色。但因硫酸会令 PLA纤维产生色变,故PLA纤维/棉不可用溶解法对色,造成PLA纤维/棉追色方面有较大的困难。

因PLA纤维对温度敏感，在染缸内处理时间越长，对PLA纤维造成越大的损害,故PLA纤维在回修 问题上未能解决，PLA纤维在加色时亦有问题，加色时使已上染的PLA纤维的染料 严重脱落，加色工艺明显不可用于PLA纤维上。
PLA纤维/氨纶混织物：
按PLA纤维的特性，全 PLA纤维与氨纶混织的效果应不错，有着光泽，弹性，飘逸的感觉，但 因PLA纤维对温度敏感的原因，建议采用低温氨纶生产，比较有保障。
PLA纤维染整注意事项：
综合各种原因，在设定 PLA纤维与其它纤维交织时，要考虑如何配合，颜色深度方面亦需配合，牢度方面， PLA纤维的洗水牢度较差，PLA纤维／棉混织织物，染深色时 摩擦牢度(PLA纤维一 面)也较差。

PLA纤维跟一般纤维素纤维，同样存在起毛的问题， 成品布布面毛羽及Pilling均较差，因 PLA纤 维的特性不耐碱，故不能使用蚀毛工序改善毛羽， 现阶段正研发蚀毛新工艺, 但仍未成功。

PLA纤维生产花灰纱，存在严重的色变问题，成品后的颜色差异很大。

PLA纤维染色纱，存在易染花情况，颜色控制困难，工艺要摸索改良。

PLA纤维纱织扁机领后折领存在一定问题， 如领的顶端出现爆裂等现象， 必需注意连接线之粗度及成份，加入合适软油改善，领边圆筒部份需更改织法配合。

PLA纤维在染整生产上各阶段的工艺，如颜色不稳定、起毛、Pilling、强碱处理及 温度变化出现脆化及变硬等问题，有待逐项攻关，其它后处理如抓毛，磨毛及刷毛等工序，更需要有成熟工艺配合。

成衣穿著：
PLA纤维织物，在洗漂，晒晾，熨干等工序上，均要特殊处理及注意。

7. 结论

玉米纤维的特性配上针织物的特点，使织物更具蓬松柔软手感，织物形态稳定性强，光泽外观 佳，疏水性能对皮肤接触时，有干爽感觉，并对皮肤无剌激性。

玉米纤维更具有完全自然循环和生物分解之性能，对地球生态十分有好处，玉米是全球最丰富之农产品，用之不竭 。

须然，玉米纤维织物生产上仍有很多问题，工艺条件不成熟，有待改进开发，但玉米纤维是一种 极具发展潜质的生态性纤维，值得业内人仕开发，相信不久将来，各种问题被克服后，玉米纤维 是21世纪的最受欢迎的环保纺织材料。