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製造された繊維は何から作られていますか?原料、ポリマーおよび仕様

製造された繊維はポリマーとして始まります。すでに構築されている性質を私たちが溶解して再形成するか、石油化学またはバイオベースの構成要素から反応器で合成されるかのいずれかです。これが 1 行ですべての答えですが、思っているよりもはるかに役に立ちません。機械上で糸がどのように動作するかを実際に決定するのは、糸がどのポリマーであるか、糸がどのように溶解または溶解されたか、その後紡糸口金と延伸ロールが糸に何をしたかによって決まります。

カーペットの糸、タオルのオーバーロック糸、スポーツ ジャージなどを原点に戻ってたどっても、フィールドにたどり着くことはありません。あなたは化学工場、溶解パルプ工場、または細断された飲料ボトルの俵に到着します。毎年世界中で紡績される繊維10キロのうち約7本は栽培ではなく製造されており、ポリエステルだけでその合計の半分以上を占めます。

製造された繊維

本来は繊維状ではない繊維形成物質から形成された繊維。ポリマーは溶融、溶解、または化学変換され、紡糸口金に押し込まれて固化して連続フィラメントになるか、ステープルに切断されます。

世界の繊維生産量に占めるおおよそのシェア
ポリエステル
54%
コットン
22%
その他の合成繊維
12%
セルロース系
6%
ウールその他
4%

製造された繊維は何から作られているのか: 2 つの原料ファミリー

製造される繊維は、木材パルプからのセルロースが溶解して再形成される再生天然ポリマー、および石油化学またはバイオベースのモノマーと、ガラスや炭素を含む小規模な無機グループから構築される合成ポリマーの 2 つの原料ファミリーのいずれかに由来します。

分割は商業的に重要だ。再生セルロースは染料が馴染みやすく、ひんやりとした感触がありますが、濡れると強度が低下します。合成繊維はより強力で均一ですが、熱染料と分散染料が必要であり、その価格は収穫量よりも石油とリサイクルフレークの市場に従います。

テキスタイルに使用される製造繊維のベース原料と形成ルート
繊維 ベース原料 形成ルート
ポリエステル (PET) PTA とモノエチレングリコール、または再生 PET フレーク メルトスピニング
ナイロン6 カプロラクタム メルトスピニング
ナイロン6,6 アジピン酸とヘキサメチレンジアミン メルトスピニング
ポリプロピレン プロピレン メルトスピニング at lower temperature
アクリル アクリロニトリル 85質量%以上 溶剤から乾式または湿式紡糸
エラスタン PTMEG および MDI のポリウレタン 乾式紡糸
ビスコースとモーダル 溶解グレード木材パルプセルロース スピンバスを通した湿式紡糸
リヨセル NMMOに溶解したセルロース ドライジェット湿式紡糸
アセテート セルロースと無水酢酸 乾式紡糸
ガラスとカーボン 珪砂と石灰石、または PAN 前駆体 メルトスピニング, or carbonised above 1,000 C
2
精製テレフタル酸とモノエチレングリコールという 2 つのモノマーが、ポリエステルのバージンレシピ全体を構成します。反応器内のその他のものはすべて、触媒、添加剤、または着色料です。

自然ファミリー、再生ファミリー、合成ファミリーを並べて、より幅広い分類が必要な場合は、 ファイバーの定義と種類 各グループがどこに座るかを示します。

ポリエステル: PTA、MEG、および多数の細断ボトル

ポリエステル繊維は、精製テレフタル酸とモノエチレングリコールを縮合するか、ボトルや繊維廃棄物から回収した PET を溶融してフィラメントに戻すことによって生成されるポリマーであるポリエチレンテレフタレートから作られます。

バージンルートは、ナフサまたは天然ガスから始まり、分解および酸化されて PTA になり、分子鎖が適切な長さに達するまで真空下 270 ~ 290℃で MEG と反応させます。そこから、溶融物は回転マニホールドに直接送られるか、チップにキャストされ、後で乾燥して再溶融されます。どちらの場合も、固有粘度として測定されるチェーンの長さが、下流のすべての要素に依存します。

バージン PET ルート

  • 原料: 石油化学製品からの PTA および MEG、またはサトウキビからのバイオベース MEG。
  • 減圧下、270〜290℃で重合させてグリコールを除去する。
  • 粘度範囲が狭く、色が予測可能で、オイルと PTA に比べて価格が安くなります。

リサイクルPETルート

  • 原料: 使用済みボトル、フレーク、または解重合した繊維廃棄物。
  • 選別、洗浄、フレーク乾燥、濾過、そして場合によっては固相重縮合。
  • 粘度範囲が広く、色がばらつきますが、PVC や接着剤による汚染のリスクがあります。

繊維の変化: 再生 PET は通常、バージンポリマーよりも広い固有粘度範囲とより多くの色のバリエーションを持って出荷されます。また、微量の PVC やラベル接着剤は、ろ過が弱い場合に脆弱なスポットを生成する可能性があります。大量注文を確定する前に、IV 範囲、色の許容範囲、リサイクル主張の背後にある証明書を尋ねてください。

Super Polyester Elastic Filament for Spandex Replacement スパンデックス代替用スーパーポリエステル弾性フィラメント 熱活性化弾性、カラー紡績オプション、OEKO-TEX および GRS 認定を備えた高級ポリエステル糸。大量調達する前に、IV、色の許容範囲、染色限界を確認してください。 製品を見る→

リサイクルポリエステルはデフォルトでは低グレードではありません。メカニカルリサイクルではポリマーを無傷に保ち、ケミカルリサイクルではポリマーをモノマーに分解するため、生成物はバージン樹脂と区別できなくなります。変化するのはインプットの品質であり、これは化学の問題ではなく濾過とテストの問題です。

ナイロン、ポリプロピレン、アクリル、エラスタン: その他の合成原料

ポリエステルの後の主な合成原料は、ナイロン 6 の場合はカプロラクタム、ナイロン 6,6 の場合はアジピン酸とヘキサメチレンジアミン、ポリプロピレンの場合はプロピレン、アクリルの場合はアクリロニトリル、エラスタンの場合は PTMEG と MDI から作られたポリウレタンです。

  • ナイロン 6: カプロラクタムの環を開いて重合させ、約 250 ~ 270 ℃で溶融紡糸します。これは深く染色され、摩耗に強いため、カーペットの表糸に使用されています。
  • ナイロン 6,6: より硬く、耐熱性に優れた高融点ポリアミドで、産業用コードや要求の厳しいカーペット仕様に使用されます。
  • ポリプロピレン: プロピレンから重合され、230 ~ 260℃で溶融紡糸されます。水より軽く、化学的に不活性で、不織布や裏地によく使用されます。
  • アクリル: 少なくとも 85 パーセントのアクリロニトリルを DMF または DMAc に溶解し、乾式紡糸してウール状の UV 安定性フィラメントにします。
  • エラスタン: セグメント化されたポリウレタンで、その長さの数倍に伸びるため、生地全体に占める割合はわずかです。
  • ガラスとカーボン: 溶融鉱物または炭化した PAN 前駆体。これらも製造された繊維であり、縫うものではありません。
用語チェック

合成繊維を単一の素材として扱わないでください。ポリアミド、ポリプロピレン、アクリル、エラスタンの染料は、異なる温度で異なる速度で収縮し、異なる点で溶けるため、ブレンドには最も弱い成分を中心に構築された染色レシピが必要です。

ポリマーからフィラメントへ: 紡糸、延伸、テクスチャリング

原料が何であれ、繊維は紡糸によって形成されます。ポリマーは溶融または溶解され、濾過され、紡糸口金を通して計量され、急冷され、その後延伸およびテクスチャー処理されて最終特性が固定されます。

溶融紡糸はポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンをカバーします。溶液紡糸は、アクリル、ビスコース、リヨセル、アセテート、エラスタンを対象とし、ポリマーを溶媒に溶解し、浴または熱風中で固化させます。紡糸口金はどちらの場合も同じ考え方です。1 つの穴または数千の穴があり、それぞれが 1 つのフィラメントを生成するプレートです。

ポリマーの調製

PET チップは、溶融する前に水分が約 50 ppm 以下になるまで乾燥されます。これを省略すると、押出時の加水分解により分子量が消費され、後でフィラメントの破損が発生します。

押出成形

溶融物を濾過してゲルと粒子を除去し、その後 260 ~ 290℃で紡糸口金を通して計量供給します。穴の直径と処理量によってフィラメントの線密度が設定されます。

焼き入れと仕上げ

フィラメントはクロスフロー空気で冷却され、延伸と製織を通じて摩擦と静電気を制御する希釈オイルであるスピン フィニッシュでコーティングされます。

図面

束はゴデット間でおよそ 3 ~ 4 回引き伸ばされます。これによりポリマー鎖が整列し、靭性、伸び、沸騰水収縮が設定されます。

テクスチャリングまたはインターレース

疑似ツイストテクスチャリングにより、DTY に嵩高さと柔らかな手触りが与えられます。代わりに、平らな糸をエアインターレースして、撚りを加えずにフィラメントを保持することもできます。

ワインディングとコンディショニング

糸が毎分 800 メートルできれいに流れるか、織機で切れるかは、パッケージの密度、テールの長さ、湿気の調整によって決まります。

POY、FDY、DTY は、同じポリエステルを 3 つの異なる方法で紡績したものです。 POY は部分的に配向されており、高速で回転しますが、完全には描画されていないため、購入者は作業を終了します。 FDY は完全に描画されていますが、フラットです。 DTY は延伸加工され、仮撚りテクスチャー加工が施されており、かさばり、伸縮性があり、手触りが柔らかくなります。 150D/144F では、フィラメントあたり約 1.04 デニールとなり、その数字は総デニールよりもはるかに大きく手を形作ります。

DTY Draw Textured Polyester Filament for Textile Uses 繊維用途向け DTY 延伸テクスチャード ポリエステル フィラメント 延伸加工と仮撚り加工を施したポリエステルフィラメントにより、嵩高さ、伸縮性、柔らかな手触りを提供します。 POY および FDY と比較し、調達前にフィラメントあたりのデニール数を確認してください。 製品を見る→

木材パルプ、溶剤、リサイクルフレーク: その他の出発点

ビスコース、モダール、リヨセル、アセテートはすべてセルロースから作られています。セルロースは樹木を構成するのと同じポリマーであり、化学システムで溶解されてフィラメントに再形成されます。

セルロースルート

溶解グレードの木材パルプを苛性ソーダに浸し、熟成させて二硫化炭素と反応させた後、酸浴中で湿式紡糸します。リヨセルはそのステップを省略し、セルロースを直接 NMMO に溶解し、溶媒の大部分を回収します。

リサイクル合成ルート

ボトルのフレークと繊維廃棄物は、リサイクルされた DTY および POY ラインに供給されます。機械的リサイクルによりポリマーが再溶解します。ケミカルリサイクルはモノマーに戻します。いずれにしても繊維の化学的性質は PET のままです。

バイオベースおよび無機ルート

サトウキビ由来のバイオベースMEGは、従来のMEGにドロップインです。コーンスターチから紡糸されたポリ乳酸は堆肥化可能ですが、低温で柔らかくなります。炭素とガラスは、ポリマーではなく前駆体や鉱物に由来します。

Recycled POY Color-Spun Polyester Yarn for Carpets カーペット用再生POYカラー紡績ポリエステル糸 幅広い仕様と持続可能性を主張する、カーペットおよびタオル用の再生ポリエステル POY カラー紡績糸。リサイクルコンテンツのトレーサビリティと認証を調達前に検証します。 製品を見る→

バイオベースという言葉はよく知られています。繊維はマスバランス計算を通じて生物由来の含有量を運ぶことができます。これは、バイオ原料がその特定のバッチではなく共有生産システムに入ったことを意味します。バイオコンテンツが仕様書に記載されている場合は、その主張が物理的に追跡可能であるか、物質収支であるか、またどの証明書がそれを証明するかを尋ねてください。

購入前に確認すべきこと

5 つの項目と 1 つの証明書を要求してください。ポリマー、デニールとフィラメント数、靭性、沸騰水収縮率、リサイクルまたはバイオベースの含有量とそれを裏付ける証明書です。

150D
デニールは9,000メートルの質量をグラム単位で表したものです。デシテックスは 10,000 メートルを使用するため、見積もりを比較する前に換算してください。
36F~288F
束ごとのフィラメント。同じデニールでより多くのフィラメントを使用すると、より柔らかく密度の高い手触りが得られます。
3.5~8cN/dtex
繊維フィラメントは最下位に位置し、工業用グレードは最上位に位置し、通常、より高い靭性はより低い伸びを意味します。
1~10パーセント
沸騰水収縮率は熱履歴によって設定されます。縦糸の場合は低く、テクスチャード加工の中綿の場合は高くなります。
購入のヒント

ロット間の一貫性は、ヘッドライン仕様よりも多くの生産上の問題を引き起こします。 2 つの出荷品はどちらも 150D/144F を読み取ることができますが、スピン仕上げレベル、インターレース密度、またはカラー ルートが異なる場合は、異なる動作をします。サプライヤーが社内でポリマーを紡績しているのか、それとも購入した糸を再販しているのかを尋ねてください。それによって、契約後 3 か月で収縮に関する質問に実際に誰が回答できるかが決まるからです。

当社では紡績、テクスチャー加工、巻き取り、梱包を 1 つの屋根の下で行っているため、仕様に関する質問はトレーディング デスクではなく機械の設定担当者に届く傾向があります。それがどのように配置されているかは、 紡績から完成品までの生産ページ .

よくある質問

製造された繊維は何から作られていますか?

これらは、溶融、溶解、または化学変換された繊維形成ポリマーから作られ、紡糸口金を通して押し出されます。原料は、木材パルプからのセルロースなどの再生天然ポリマー、またはポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、アクリル、エラスタンなどの合成ポリマーであり、より小さな無機グループを形成するガラスと炭素が含まれます。

ポリエステルは天然ですか、それとも合成ですか?

合成。ポリエステル繊維は、精製テレフタル酸とモノエチレングリコールを反応させて作られるポリエチレンテレフタレートです。グリコールは生物由来であり、ポリマーはボトルのリサイクルから得られるものですが、分子自体は成長したものではなく人工的に作られたものです。

製造された繊維は木材から作られていますか?

はい。ビスコース、モダール、リヨセル、アセテートはすべて溶解グレードの木材パルプから始まります。セルロースはリグニンから分離され、溶媒系に溶解されてフィラメントに再形成されるため、合成繊維ではなく再生繊維として分類されます。

リサイクルポリエステルはバージンポリエステルと同じ性能を発揮しますか?

繊維自体は、はい、フレークがきれいで、固有粘度が制御され、濾過が適切であれば、可能です。違いは、粘り強さや収縮ではなく、色の一貫性、粘度の広がり、微量の汚染に現れるため、リサイクル ルートよりもテスト体制の方が重要です。

簡単に言えば、製造された繊維は植物ではなくポリマーから作られています。再生セルロース繊維は木材パルプから始まります。合成繊維は、PTA や MEG、カプロラクタム、プロピレン、アクリロニトリルなどのモノマーから始まります。現在では、代わりにリサイクルされたフレークまたはバイオベースの原料からシェアが拡大しています。