0 前言
   在各種服用纖維中，聚酯纖維以其優(yōu)良的適紡性、資源可開發(fā)性以及消費者的可接受性，獲得了比其它合纖更廣泛的應用。而且源自新型纖維加工技術的聚酯纖維新品種又為其發(fā)展增添了不盡的活力。據(jù)統(tǒng)計，2002年底全球聚酯纖維產量2 100萬t，占世界化纖總產量（3 370萬t）的63 %。同年我國化纖產量達到991萬t，其中，聚酯纖維產量達到772萬t，占我國化纖總產量的77.9 %。根據(jù)國內聚酯業(yè)發(fā)展趨勢，預計到2010年，我國聚酯纖維在紡織纖維總量中的比重可望提高到50 %左右。這一數(shù)字足以說明聚酯纖維在現(xiàn)代紡織應用中的重要地位。
   然而，由于聚酯纖維緊密的大分子鏈結構以及缺乏吸濕性基團，其在舒適性方面要比棉等天然纖維差得多，由此限制了其在更大范圍內的應用。因此，對于聚酯纖維的舒適性研究就成為人們關注的焦點。這方面早期的成功進展是超細纖維的生產與應用，它在改善人們視覺、觸覺以及穿著舒適性等方面有了質的變化，甚至在一定程度上超越了天然纖維。近期，國外研究者正展開多方位的探索活動，以期改善聚酯纖維的舒適性。
   1 提高聚酯纖維舒適性的途徑
   從理論上講，只要織物（纖維）完成對汗液的吸水－保水－蒸發(fā)過程，就能達到舒適性要求［1］。但實際過程要復雜得多，它涉及到組織結構、紗線捻度、纖維及紗線間空隙、織物孔隙率以及外界風速、溫度、濕度等多種因素。因此采用多層復合結構的織物設計是最理想的：即內層纖維具有高吸濕性，能夠快速吸收汗液并具有向外層傳輸水或水汽的功能；外層纖維具有暫時儲存以及快速傳遞汗液和水汽的功能。但不管如何，這都涉及到纖維本身，要求纖維一方面具有吸濕性能，另一方面還要具有能使水分高效傳輸，即與吸水性配套的微觀結構。目前對舒適性聚酯纖維的開發(fā)，不論是化學改性、物理改性還是工藝技術改性都是基于上述原理的。
   1.1 化學改性
   化學改性方法主要有：采用功能性共聚單體聚合形成新型共聚物；共混以功能性添加劑紡制出所需纖維；利用輻射線等特殊條件對纖維進行特殊基團的接枝共聚；對纖維或織物進行涂層整理。
   1.2 物理改性
   物理改性方法包括：變化聚合及紡絲形成新型纖維，如中空、多孔纖維等；對纖維進行特殊處理如堿處理，使其表面形成凹凸結構；纖維超細化、橫截面異形化以形成有利于吸、排濕結構。
   1.3 工藝技術改性
   如對纖維進行變形加工，不同種類、纖度的纖維混合以及采用新型加工方法等手段，對聚酯纖維進行改性。當然對于以上技術聯(lián)合應用則可以更好地改善纖維的吸排濕性能，開發(fā)出高品質面料。
   2 聚酯纖維舒適性研究的進展
   2.1 提高纖維的吸濕性
   高吸濕性纖維是指可吸收空氣中的氣態(tài)水分，這種吸濕性主要取決于纖維的化學結構，與物理結構關系較小。常規(guī)聚酯纖維屬疏水性纖維，其在20 ℃×65 %相對濕度時的回潮率僅為0.4 %。與棉的7 %、粘膠的13 %相比較，常規(guī)滌綸織物所形成的濕悶感也就在情理之中了。提高聚酯纖維吸濕性的研究已進行過較多探索，其原理主要是通過接枝共聚等方法，在纖維上引入親水性基團，包括羧基、酰胺基、羥基以及氨基，或者磺酸基團等，這些基團對水分子有相當?shù)挠H和力。
   2.1.1 與高吸濕性物質共混
   采用不同吸濕性能的聚合物組分的復合紡絲方法可以制得高吸濕性聚酯纖維。日本酯公司研究的一種高吸放濕聚酯復合纖維是由中空部分、吸濕放濕熱塑性芯部分、聚酯夾層以及易堿溶的皮層部分構成。其中芯成分含乙二醇、間苯二甲酸雙羥乙酯 - 5 - 磺酸鈉、聚乙二醇、對苯二甲酸共聚物（I）和0.5 %的Ceriguard T3018（II）；夾層含PET和0.3 %的II，皮層含I成分，芯與夾層之比70∶30，皮層量占總重量的23 %，中空率7.4 %，纖維堿處理后34 ℃×90 %相對濕度下吸濕性大于4.5 %。
   2.1.2 親水性物質整理
   用親水性試劑對纖維進行后整理可以使聚酯纖維獲得較好的吸濕性。如日本帝人公司 [2] 將一種高吸濕性絲蛋白 絲膠朊牢固附著于聚酯纖維上，開發(fā)出高吸濕性纖維“WellKey MA”，用這種纖維制成的織物，其吸汗快干特性比普通聚酯織物強10倍，而且由于絲膠朊是一種氨基酸，在服裝貼身穿著時可被皮膚吸收，起到保護皮膚功能，同時它對遺傳性過敏性皮炎也有一定的療效。東麗公司將聚酯織物用含35 %甲基丙烯酸和2 % Bz 2 O 2 的混合物水溶液浸軋，在100 ℃蒸汽中置于微波下60 min，然后水洗、干燥、180 ℃熱定形30 s，染色后再用8 g/L的Na 2 CO 3 水溶液處理30 min，得到的織物在標準狀態(tài)下具有0.5 % ～ 4 %的吸濕率，而且手感舒適。
   2.1.3 接枝共聚以及間苯磺酸鈉化合物的應用
   用親水性試劑對纖維進行后整理，或與接枝共聚等方法相結合，可改善其親水性。如旭化成將136.4份對苯二甲酸二甲酯、99份乙二醇和15.1份5 - 磺酸鈉二甲酸二甲酯共縮聚，得到金屬鹽含量為0.33 g/kg的聚酯纖維，將此聚酯織物用1∶1（體積比）丙烯酸/甲基丙烯酸混合物的水化物處理（100 ℃ × 60 min），然后用2 % Na 2 HPO 4 ·12H 2 O水溶液在90 ℃處理30 min，最后用0.2 %醋酸鎂處理，得到吸濕率為6.1 %且耐洗性較好的織物。
   在提高纖維吸濕性能的共聚合成過程中，有時要加入含有離子基團的間苯二甲酸 - 5 - 磺酸鈉（Na-SIPA）或其酯類（Na - SIPM、Na - SIPE）作為第三單體，加入包括聚乙二醇、間苯二甲酸二甲酯、己二酸二甲酯、丁二醇等在內的物質（主要是分子量500 ～ 5 000的聚乙二醇）作為第四單體。最初的想法是：（1）SIP可提供染色改性用的酸性基團，同時可改變聚酯的形態(tài)結構；（2）聚乙二醇（PEG）的加入可使聚酯大分子剛性下降，柔順性增加（降低玻璃化溫度，但不影響熔點），從而使常壓染色成為可能，且實際效果（即所謂的常壓陽離子易染聚酯纖維 - ECDP）也的確如此。而進一步的研究發(fā)現(xiàn)，隨著第三單體含量的增加（最初CDP中第三單體含量一般為摩爾比1.5 % ～ 2 %），纖維的吸濕性、抗靜電性能等大大提高。日本酯公司開發(fā)的兩種吸濕性聚酯纖維，一種由29.1 %（重量比）聚乙二醇、1.5 %（摩爾比）5 - 磷酸鈉、2 %（摩爾比）二聚酯以及4.6 %（摩爾比）二甘醇共聚（290 ℃熔紡、3.5倍拉伸比、熱盤150 ℃、4.2 g / d、33.5 %伸長）纖維具有4.4 %吸濕率。另一種含0.5 %（摩爾比）間苯磺酸鈉及乙二醇等的共聚酯具有4.2 %的吸濕率。日本東麗公司、尤尼吉卡公司以及帝人公司等所做的探索也證實了這點。而且從開發(fā)的情況來看，SIP的應用對于PET潛在性能的開發(fā)方興未艾。
   2.2 改善纖維的物理、形態(tài)結構
   在改善聚酯纖維吸水性研究中，用得較多的要數(shù)改變纖維橫截面形態(tài)。這主要是基于已被證明的、不同截面的聚酯纖維織物吸水性都比常規(guī)的圓形纖維要好這樣一個事實[3]。異形纖維的開發(fā)目前包括三角形、四葉形、三葉形、多葉形、菱形、中空形和異形中空等多達上百種。日本恒川昭夫的兩份專利說明Π形截面的滌綸具有吸濕性和抗起球性，吸水高度分別為63 cm和102 cm，而相對應的普通圓形截面滌綸吸水高度分別為11 cm和25 cm。日本東洋紡開發(fā)出的Y型橫截面吸汗型聚酯纖維--Triactor，其長長的狹縫增強了吸收汗液的毛細管效應，而擴大的纖維表面也使吸收的汗液迅速擴散并干燥，其吸水速率、吸水高度以及完全干燥所需時間分別為（Triactor /常規(guī)滌綸）：1/120 s、124/50 mm和21/31 s。
   早在1953年便開始異形纖維研究的美國DuPont（杜邦）公司于1998年推出吸濕排汗聚酯纖維Coolmax，這是具有四凹槽結構的異形截面聚酯纖維。該纖維獨特的構造能將汗水快速輸出并導入空氣中，由其制成的衣料洗后30 min幾乎完全（98 %）干透。實驗證明，Coolmax纖維織成的面料穿在身上可以比棉布料溫度低2 ～ 5 ℃，從而使穿著者倍感涼爽。采用Coolmax純紡或與其它纖維混紡加工成的織物，其散濕性、透水性等都有較大提高。1999年DuPont公司又推出升級換代Coolmax Alta系列布料，這些新品因其具有的高舒適性能而極具競爭力。受Coolmax等聚酯纖維新品種的影響，我國臺灣省也相繼研發(fā)出一系列的舒爽型聚酯纖維。如豪杰公司引進旭化成吸濕排汗技術，開發(fā)出W型截面的纖維Technofine，臺灣工研院開發(fā)出中空微多孔干爽型纖維HydroPore。
日本公司在這方面研發(fā)較多的是采用可形成與中空貫通結構的纖維或皮/芯型海島纖維，同時還結合吸濕性加工。如帝人公司開發(fā)的清涼感纖維，是用聚酯經(jīng)環(huán)形開槽孔的噴絲頭熔紡，形成中空度40 %的纖維，制成針織物，經(jīng)洗滌、熱定形及堿處理使纖維產生細槽，然后將織物浸漬在100 ℃的丙烯酸鈉、丙烯酸、聚二丙烯酸乙二醇酯等的水溶液中處理3 min，由于纖維壁上有與中空部分相通的微孔，并且纖維的中空部分含有可緩釋薄荷醇的凝膠，故該針織物既具有6.4 %的初始吸濕性，又能在穿著30 min后產生清爽的感覺。用這種復合技術進行舒適性聚酯纖維的開發(fā)將是今后的方向。
   2.3 采用纖維復合技術改善纖維的輸水性
   采用不同纖度纖維（包括一定數(shù)量的超細纖維）的混合紡紗也可達到毛細芯吸效果。DuPont公司開發(fā)的異線密度舒適性聚酯纖維是利用含有1 % ～ 2.5 %（摩爾比）5 - 間苯二甲酸磺酸鹽陽離子可染共聚酯，并混有以0.05 % ～ 0.8 %（摩爾比）的鏈支化劑進行鏈支化反應的共聚酯，紡制成橢圓截面、有縱向溝槽的共聚酯長絲混合物，混合物中粗旦長絲為細旦長絲的1.2倍，由該混合絲加工成的織物具有良好的舒適性。帝人公司開發(fā)的含有超細聚酯纖維的混合紗織物亦表現(xiàn)出良好手感及舒適性，其中混合紗線纖度分別為0.88 ～3.3 dtex（0.8 ～ 3.0 D）和0.11 ～ 1.65 dtex（0.1 ～ 1.5 D），而且纖維具有40 % ～ 100 %的沸水收縮率。尤尼吉卡公司開發(fā)的體育服專用絲是由1.1 dtex / f（1D / f）、橢圓度1.6與2.8 dtex / f（2.6D / f） 、橢圓度   
   2.2的兩種規(guī)格的纖維混合而成，經(jīng)適當定形及堿處理后，織物表現(xiàn)出較好的穿著舒適性。日本鐘紡公司開發(fā)的新一代無規(guī)聚酯長絲“Random Polyester Filament”，其每根單絲各具不規(guī)則的粗細（0.1 ～ 3 D）和形狀（包括橢圓、三角形及多邊形），織物中的粗旦絲能提供良好彈性，而表面的細旦絲則使織物特別柔軟且具吸濕性。
   3 結語
   改善纖維的服用性能，提高紡織品的服用舒適性，是社會發(fā)展的要求。隨著聚酯纖維生產及加工技術的不斷改進，并結合高水平的織物加工技術，性能更高、舒適性更強的聚酯纖維及其織物必將越來越多地出現(xiàn)在人們面前。(山東省化學纖維研究所 劉 越
山東省紡織職業(yè)學院 徐潤香)

參考文獻
1 嚴建民，張啟元. 吸附與凝聚 —— 固體的表面與孔（ 第2版）.北京：科學出版社，1986
2 徐曉辰. 吸濕排汗聚酯纖維的開發(fā)及應用. 合成纖維，2002，31（6）：9 ～ 12
3 董紀震，何勤功，濮德林. 合成纖維生產工藝學（中冊）.北京，紡織工業(yè)出版社，1981