紡織新材料與染整加工特性

1、 . . 23/23紡織新材料與染整加工特性 日期：紡織新材料與染整加工特性在20世紀40年代，科技發(fā)達國家開始研制和生產(chǎn)粘膠、滌綸、錦綸、腈綸等化學(xué)纖維。在相繼半個世紀中，由于合成纖維具有強度高、彈性好、耐穿耐用以與易護理等優(yōu)點，化學(xué)纖維得到迅猛發(fā)展，其化纖總量超過了天然纖維。從80年代開始，科技高速發(fā)展，人們對紡織品要求越來越高，普通的化學(xué)纖維滿足不了不同的需要，因此，日本、美國、德國等相繼開發(fā)出新合纖、差別化和功能性纖維，增加了許多紡織新材料，使紡織產(chǎn)品具有多元化、功能化、仿真化和個性化特點。近年來生產(chǎn)這些化纖原料的石油資源嚴重短缺，化纖的生產(chǎn)量受到一定限制。因此，許多研究者和開發(fā)商尋找

2、其它途徑，利用自然界豐富的動植物資源，開發(fā)紡織新材料，滿足紡織品發(fā)展需要。本文對近年來開發(fā)的紡織新材料的基本特性和染整加工特點作些闡述。 1 紡織新材料的開發(fā)應(yīng)用與基本特性 11 新型天然纖維 111 天然彩色棉 天然彩棉是一種自身具有天然色彩的棉花新品種，具有色澤自然、質(zhì)地柔軟、穿著舒適、不用染色加工、減少污染環(huán)境的一種生態(tài)環(huán)保纖維。目前，彩棉基本色調(diào)只有棕色和綠色兩大類，由于彩棉深淺不一，可顯現(xiàn)出多種顏色。彩棉雖然有許多優(yōu)點，但存在可紡性差，色澤不穩(wěn)定、易變色等缺點。彩棉形態(tài)結(jié)構(gòu)與白棉相似，纖維較細、生成的纖維素次生胞壁很薄，胞腔很大，色素主要分布在纖維次生胞壁中。彩棉中纖維素含量占85%

3、-90%，而由棉中纖維素含量在 94%左右。其余物質(zhì)主要是蠟質(zhì)，其含量是白棉的6-13倍，灰分含量是白棉的1.4-1.6倍，蛋白質(zhì)含量是白棉的1.75-2.1倍，含氮物質(zhì)也較多。彩棉中銅、鐵、鋅、鉑含量高于白棉，其它金屬含量低于白棉。彩棉中天然色素不穩(wěn)定，在染整加工中遇酸和堿、氧化劑易變色，加工中要注意變色問題。 中國彩棉（集團）股份自育品種和美國BC公司彩棉品質(zhì)指標基本接近。目前國培育的彩棉纖維長度接近于普通白色陸地棉品種，同時培育了長度達32mm、強度為27cN/tex以上的中長絨彩棉新品，并逐漸解決彩棉的質(zhì)量和產(chǎn)量低的難點。 112 天然彩色繭絲 蠶（繭）絲是天然纖維中珍貴品種，素稱纖維

4、皇后，而天然彩色繭絲更為珍貴。天然彩色繭絲色彩自然、色調(diào)柔和、色澤豐富而艷麗，有些顏色還是采用染色加工難以達到的色澤。桑蠶彩色繭絲主要有黃紅繭系和綠繭系兩大類，黃紅繭系包括淡黃、金黃、肉色、紅色、篙色、銹色等；綠繭系包括竹綠和綠色兩種。黃紅繭系的顏色來自桑葉中的類胡蘿卜素（-胡蘿卜素、新生-胡蘿卜素）和葉黃素色素（葉黃素、蒲公英黃素、紫黃素、次黃嘌呤黃素）；綠繭絲的色素主要為黃酮色素。 天然彩色繭絲的特性: （1）柞蠶、天蠶、野桑蠶、蓖麻蠶、琥珀蠶等所吐的絲大部分部有很多空隙，最多達10%，是一種多孔蛋白質(zhì)纖維，輕盈漂逸、吸濕性優(yōu)良、透氣性好、穿著舒適。 （2）天然彩色繭絲具有很好的紫外線吸收

5、能力，對UV-B透過率小于0.5%，UV-A和UV-C透過率不足2%。 （3）繭絲外層絲膠有很好的抗菌作用，用野蠶絲無紡布接種黃色葡萄球菌、綠濃桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌等，使接種的細菌數(shù)減少99.9%。 （4）抗氧化功能好：生物在生命活動中，在不良環(huán)境中會不斷產(chǎn)生多種活性氧自由基（02、H202、HO等），這些自由基氧化能力強，能破壞生物機體。彩色繭絲分解這些自由基的能力遠遠高于白繭絲，其中綠色繭絲能分解90%左右活性自由基，黃色繭絲有分解50%左右自由基的功效。將彩色繭絲制成衣、或者做化妝品有很好護膚養(yǎng)顏作用，可免除這些活性基對人體的危害。 在天然彩色繭絲的開發(fā)應(yīng)用方面，日本、中國、泰國、柬

6、浦寨、越南、印度等進行了很多研究工作。中國地域廣大，大部分地區(qū)都適宜開發(fā)彩色桑蠶繭和野蠶繭資源。彩色資源開發(fā)應(yīng)用，關(guān)鍵技術(shù)是品種選育和制絲技術(shù)。彩色蠶繭線色澤較穩(wěn)定，在染整加工中變色較小，有一定的耐光牢度，是開發(fā)高檔紡織品的極優(yōu)材料。 113 原竹纖維 目前生產(chǎn)的竹纖維有兩種：一種為天然竹纖維（也稱原竹纖維或天竹纖維），另一種為竹漿粘膠纖維（屬再生纖維素纖維）。天然竹纖維大多以纖維束存在，在物理-機械與化學(xué)加工過程中不破壞竹材的纖維素結(jié)構(gòu)，只去除纖維素束外的雜質(zhì)（木質(zhì)素、多戊糖、竹粉和果膠等），保留天然竹纖維素形態(tài)、分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。原竹纖維的優(yōu)點很多：有較高的強度，吸濕排汗性好，具有很好

7、的抗菌性能和抗紫外線功能，制成服裝具有涼爽舒適性。但原竹纖維在纖維提取過程中保留著纖維束狀態(tài)，長度差異大，短者約2cm左右，最長的與竹節(jié)相近（約3Ocm左右），纖維纖度較粗，離散度大，手感稍有粗硬。目前，產(chǎn)量較低，價格偏高。由于原竹纖維性狀和結(jié)構(gòu)與苧麻相近，容易魚目混珠。 114 麻類新原料 我國盛產(chǎn)各種麻類纖維，其中苧麻、亞麻產(chǎn)品已有較長歷史，生產(chǎn)工藝己趨成熟。它們具有粗獷、涼爽、抗菌、抗紫外線等功能，制成紡織品深受國外消費者青睬。為了擴大紡織用麻類原料，將可紡性差、染色難的大麻、黃麻、胡麻等用于開發(fā)中高檔紡織產(chǎn)品，關(guān)鍵問題要解決麻的精練、紡紗質(zhì)量和印染后整理技術(shù)等。在我國熱帶、亞熱帶地區(qū)熱

8、帶植物較多，開發(fā)利用熱帶天然植物纖維，如:劍麻、椰衣纖維、菠蘿葉纖維、香蕉莖桿纖維，已引起紡織界的關(guān)注，將這些纖維制成地毯、沙發(fā)布、墻布等家用紡織品有很大的市場潛力。菠蘿葉和香蕉莖桿纖維資源豐富，纖維品質(zhì)比劍麻柔軟纖細，可紡性好，也可制作高檔服裝面料。這兩種纖維具有麻的特性外，還有風(fēng)格獨特，特殊光澤、熱傳導(dǎo)性好、涼爽光滑等特點。用純天然香蕉莖桿纖維制成的時裝在巴黎展出時，引起大家關(guān)注。日本日清紡織公司獨自開發(fā)了香蕉莖桿纖維生產(chǎn)技術(shù)，用香蕉莖桿纖維和棉混紡（30/70）制成牛仔服和網(wǎng)球服、床單、毛巾等紡織品投放市場。我國也正在積極開發(fā)此類新原料和紡織品，開發(fā)成功將會有較大的效益。 115 新動物

9、纖維狗絨（寶絲絨） 在天然動物纖維中，山羊絨稱之為軟黃金，具有很高的性價比。我國、等地盛產(chǎn)山羊絨。近年來對山羊絨的需求劇增，過度放牧導(dǎo)致草原沙化，破壞了生態(tài)環(huán)境。因此，放牧養(yǎng)殖規(guī)模受到控制，尋求新的途徑開發(fā)新的類似于羊絨性能的纖維引起重視。目前狗肉食品加工不斷發(fā)展，在、等地都有養(yǎng)狗場，將狗肉和狗絨綜合利用，狗肉用于食品加工，狗皮用于皮革制造，狗絨可用于毛紡原料，狗身上還有其它藥用價值的部位可以綜合開發(fā)利用。寶絲絨是一種理想的毛紡原料，各項物理機械性能接近于羊毛、羊絨，具有較好的可紡性，與其它纖維混紡制成織物，手感柔軟，具有羊絨光澤和優(yōu)異服用性能。據(jù)文獻介紹，國巳開始組建一定規(guī)模的養(yǎng)殖基地和配套

10、毛紡加工企業(yè)，在全國形成一個新型的綜合加工企業(yè)，發(fā)展寶絲絨生產(chǎn)。 116 天然蜘蛛絲 人類利用蜘蛛絲始于1909年，在第二次世界大戰(zhàn)時蜘蛛絲曾被用作望遠鏡、槍炮的瞄準系統(tǒng)中光學(xué)裝置的十字準線，但對蜘蛛絲結(jié)構(gòu)和性能了解甚少。到了20世紀90年代后開始對蜘蛛絲蛋白基因組成、結(jié)構(gòu)形態(tài)、力學(xué)性能等有了深人研究，為蜘蛛絲商業(yè)化生產(chǎn)提供了可能性。蜘蛛絲的理化性質(zhì)與蠶絲相比，具有非常明顯的優(yōu)勢，在力學(xué)強度方面，蜘蛛絲纖維與強度最高的碳纖維與高強合纖Aramid、Kelve，等強度相接近，但它的韌性明顯優(yōu)于上述幾種纖維。因此，蜘蛛絲纖維在國防、軍事（防彈衣）、建筑等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。天然蜘蛛絲主要來源于結(jié)

11、網(wǎng)，產(chǎn)量非常低，而且蜘蛛具有同類相食的個性，無法像家蠶一樣高密度養(yǎng)殖。所以要從天然蜘蛛中取得蛛絲產(chǎn)量很有限。隨著現(xiàn)代生物工程發(fā)展，用基因工程手段人工合成蜘蛛絲蛋白是一種新突破，不久有可能形成具有一定規(guī)模的人工蜘蛛絲纖維生產(chǎn)廠。 12 再生纖維素纖維 121 綠色再生纖維素纖維Lyocell Lyocell纖維是采用NMMO作溶劑溶解木漿纖維素，經(jīng)濕法紡絲制得，整個生產(chǎn)過程是環(huán)保的，溶劑NMMO基本全部回用。在20世紀 80年代末實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，到目前全世界生產(chǎn)Lyocell纖維的年產(chǎn)量已達15萬噸以上，是近10年來發(fā)展速度較快的一種新纖維。在近十多年生產(chǎn)和開發(fā)了很多Lyocell纖維紡織品，

12、巳摸索了許多成功經(jīng)驗，對Lyocell纖維性能和染整加工特性已很熟悉，這里不再重復(fù)，可參考 Lyocell纖維紡織品染整加工技術(shù)一書。 122 高濕模量纖維 由于普通粘膠纖維濕強力低、模量小，在濕態(tài)時有易變形、保形性差等弱點，許多國外公司開發(fā)了新的高濕模量纖維，如：日本東洋紡公司的 Polynosic纖維、Lenzing公司用木漿生產(chǎn)的Modal、中國京洋特種纖維引進日本東洋紡公司波里諾西克纖維的紡絲技術(shù)生產(chǎn)的 Richcel纖維。高濕模量纖維具有初始模量高，織物有身骨、濕態(tài)變形小、尺寸穩(wěn)定性好，織物平滑、懸垂性好、吸濕導(dǎo)濕性好、色澤鮮艷、富有光澤，并具有較好的耐堿性，與棉混紡織物可進行絲光加

13、工，是制作衣、外衣服裝的中高檔新材料。 123 竹漿粘膠纖維 采用化學(xué)方法將竹材制成竹漿粕，將漿粕溶解制成竹漿粘膠溶液，然后通過濕法紡絲制得竹漿粘膠纖維。這種竹漿纖維已批量工業(yè)化生產(chǎn)，例如：化纖集團XX公司（下屬的藁城化纖公司）、化纖漿粕總廠、月季化學(xué)纖維、天竹竹資源開發(fā)等生產(chǎn)竹漿粕與竹漿纖維。目前生產(chǎn)的竹漿纖維在某些性能上不同于普通粘膠纖維，竹漿纖維具有可紡性好、纖維吸濕導(dǎo)濕透氣性好、手感柔軟、織物懸垂性好、染色性能優(yōu)良、光澤柔亮等特點。開發(fā)的竹纖維紡織面料服裝具有質(zhì)地輕、穿著清涼爽快，并有抗紫外線、抑菌防臭防霉等保健功能。 13 再生蛋白質(zhì)纖維 131 含牛奶蛋白纖維 從20世紀90年代初

14、開始國外致力于開發(fā)再生動物和植物蛋白纖維，日本東洋紡公司以新西蘭牛奶為原料與丙烯腈接枝共混制成再生蛋白纖維 Chinon，正家牛奶絲服飾在1995年研制開發(fā)出牛奶纖維長絲，最近報導(dǎo)了恒天紡織新纖維科技研制了牛奶短纖維。牛奶絲具有蠶絲般光澤和柔軟手感，有較好的吸濕和導(dǎo)濕性，較好的強度和延伸性，是一種制作衣的優(yōu)良材料。但因纖維耐熱性差、色澤鮮艷度較差、價格較貴，影響了牛奶纖維大量推廣使用。 132 大豆蛋自復(fù)合纖維 大豆蛋白纖維屬于再生蛋白纖維類，是采用化學(xué)、生物化學(xué)的方法從榨掉油脂的大豆渣中提取球狀蛋白，通過添加助劑，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，與聚乙烯醇（PVA）共混制成紡絲原液，經(jīng)濕法紡絲而成。該纖

15、維單絲纖度細、比重輕、強伸度較高、耐酸耐堿性較好，具有羊絨般的柔軟手感、蠶絲般的優(yōu)雅光澤、棉纖維的吸濕和導(dǎo)濕性與穿著舒適性、羊毛的保暖性。目前主要有常熟江河天絨絲纖維和嘉利綠纖生產(chǎn)的大豆纖維，大豆纖維可在棉紡、絹紡、毛紡、（羊絨）等生產(chǎn)設(shè)備上紡紗，能與其它天然纖維和化學(xué)纖維混紡交織開發(fā)針織產(chǎn)品（衣、外衣、襪子等）和機織產(chǎn)品（服裝面料、床上用品等）。此纖維本身呈現(xiàn)米黃色，難以漂白，色澤鮮艷度較差，耐濕熱性差，在染整加工中應(yīng)注意溫度控制等關(guān)鍵技術(shù)問題。 133蠶蛹蛋自纖維 蛹蛋白絲由絲麗雅股份試生產(chǎn)，將蠶蛹蛋白提純配制成溶液按比例與粘膠共混，采用濕法紡絲形成具有皮芯結(jié)構(gòu)的含蛋白纖維。纖維具有較好的

16、吸濕性、透氣性，手感柔軟、懸垂性好，但濕強力較低，纖維本身呈現(xiàn)較深黃色，會影響紡織品色澤鮮艷度。可采用活性、酸性、中性等染料染色，在染整加工中要注意它對酸、堿的敏感性，合理制定加工工藝。 134 納米抗菌再生蛋白纖維 將豬毛、羊毛等廢毛溶解，經(jīng)提純和改性與棉漿或木漿或竹漿溶液共混，在紡絲中加入納米級二氧化鐵，經(jīng)濕法紡絲制成一種抗菌再生蛋白纖維。這種新纖維的加工技術(shù)由中科院工程研究所開發(fā)，在天鵝化纖集團公司試紡，還處于研發(fā)階段。 14 其它再生纖維 141 甲殼胺纖維 甲殼素是一種天然生物高分子聚合物，廣泛存在于昆蟲、甲殼類動物（蝦、蟹等）的硬殼中，它在門然界中的含量僅次于纖維素。甲殼胺是甲殼素

17、的脫乙酰化產(chǎn)物，與纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，都是六碳糖的聚合體，基本單元是乙酰葡萄糖胺。甲殼胺用稀酸溶解后紡絲制得的甲殼胺纖維是自然界中唯一帶正電荷的再生纖維，在纖維中含有羥基和氨基官能團。兼有纖維素和蛋白質(zhì)纖維的官能團，具有相當?shù)纳锘钚?、生物相容性，生物可降解性和?yōu)良的抗菌性能。它被廣泛用作醫(yī)用纖維制品，它與棉、毛、絲、麻、粘膠等混紡制成保健紡織品，當甲殼胺纖維含量在10%-30%圍，已有很好的抑菌性能和保健護理性能。由于甲殼胺纖維帶正電荷，與陰離子型染料如：直接、活性、酸性等染料郡有很好的直接性，染色速度較快。 142 海藻Lyocell纖維Seacell纖維 Seacell纖維也稱海藻纖維

18、，是將海藻與Lyocell 纖維結(jié)合而成的一種創(chuàng)新纖維。海藻種類很多，能用于纖維制造的有褐藻、紅藻、綠藻幾種，海藻中含有許多礦物質(zhì)、碳水化合物、氨基酸、脂肪和纖維素等物質(zhì)。海藻用在化妝品中可促進皮膚血液循環(huán)，激活細胞新代，具有保護皮膚嬌嫩、結(jié)實、光滑功效，還具有消炎止癢功能，海藻中含有胡蘿卜素，可被采用治療癌癥等。 Linzing公司在制造Seacell纖維過程中，首先將海藻粉末制成小于9m的微細顆粒，將其粉末加在纖維素的NMMO溶液中，或在纖維素溶解前加入，形成由纖維素、海藻、溶劑（NMMO）和水組成的分散紡絲液，通過干濕法紡絲加工制得Seacell纖維。其強度與普通Lyocell 纖維相近

19、，具有較好的可紡性。采用電鏡分析，Seacell纖維具有明顯的橫向取向，晶區(qū)取向低，截面呈現(xiàn)多孔性結(jié)構(gòu)。對Seacell纖維活性檢測，證明海藻的活性成分在纖維制造過程中沒有被破壞，并與多孔纖維基體結(jié)合。當使用時， Seacell纖維中海藻的活性物質(zhì)在濕環(huán)境中會從纖維中慢慢釋放出來，使皮膚具有健康保健作用。 15 新型和功能性合成纖維 151 超細纖維 纖維細度達0.50.350.250.27（dpf）的滌綸，規(guī)格有：50/144、50/216、50/288超細滌綸。還有杜邦公司生產(chǎn)的超細尼龍Tactel纖維，直徑小于10 m。做成服裝具有極佳柔軟手感、透氣防水防風(fēng)效果。 152 復(fù)合纖維（海島

20、型和分割型） 主要由PET/COPET或PET/PA組成，海島型纖維：細度可達0.04-0.06dpf，還有易收縮海島型復(fù)合纖維，可做仿麂皮絨外衣、家紡和工業(yè)用布。復(fù)合分割型纖維細度為0.15-0.23（dpf），有DTY絲80/3612，也可做仿麂皮、桃皮絨紡織品。 153 吸濕排汗纖維 紡織品要達到吸濕排汗功能的方法可采用：（1）纖維截面異形化：Y字型、十字形、W形和骨頭形等，增加表面積，纖維表面有更多的凹槽，可提高傳遞水氣效果。（2）中空或多孔纖維：利用毛細管作用和增加表面積原理將汗液迅速擴散出去。（3）纖維表面化學(xué)改性：增加纖維表面親水性基團（接技或交聯(lián)方法），達到迅速吸濕的目的。（4

21、）親水劑整理：直接用親水性助劑在印染后處理過程中賦于織物或纖維紗線親水性。（5）采用多層織物結(jié)構(gòu)：利用親水性纖維作層織物，將人體產(chǎn)生之汗液快速吸收，再經(jīng)外層織物空隙傳導(dǎo)散發(fā)至外部，達到舒適涼爽性能。 吸濕排汗纖維有合纖CoolTech、中興紡織股份的產(chǎn)品Coolplus、南亞塑膠工業(yè)股份的Delight纖維、遠東紡織股份的吸濕排汗纖維滌綸Topcool纖維、日本旭化成株式會社生產(chǎn)的Technofine纖維（W型結(jié)構(gòu)的PET），杜邦公司的 CoolMax纖維等。 154 易染性滌綸纖維 （1）在分子結(jié)構(gòu)中引進可染性基團（第三單體）如：分子中引進陰離子可染基團的陽離子染料可染滌綸CDP或HCDP和

22、分子中引進陽離子基團的酸性染料可染型滌綸； （2）改變分子規(guī)整性的聚對苯二甲酸1，3丙二醇酯（PTT）纖維和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纖維。 PTT纖維在1941年已有這種聚酯生產(chǎn)專利，由于生產(chǎn)1，3丙二醇（PDO）原料成本很高，一直未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。直到1995年德國 Degussa公司工業(yè)化生產(chǎn)了1，3丙二醇，使成本大大降低，隨后美國shell公司在1995年5月推出了Corterra Polymer產(chǎn)品，建成了年產(chǎn)2.2kt丙二醇和年產(chǎn)5.5ktp門生產(chǎn)線，商品名為Corterra有長絲和短纖維品種。還有美國杜邦公司生產(chǎn)的 PTT纖維稱Sorona、日本旭化成公司的Solo、國SK化

23、學(xué)公司、華隆和中國也有PTT生產(chǎn)。2004年11月加拿大聚合物建了世界上最大的年產(chǎn)9.5萬噸PTT纖維的生產(chǎn)廠。PTT纖維具有彈性優(yōu)良、模量較低、手感柔軟、易染色等特點，是一種發(fā)展前景很大的聚酯纖維。 155 聚乳酸纖維（PLA） 生產(chǎn)原料乳酸是從玉米淀粉制得，故也稱為玉米纖維，PLA纖維是在美國著名的谷物公司Cargill公司研制成功的玉米聚乳酸樹脂的基礎(chǔ)上，在1997年該公司和美國Dow Polymers公司合股成立了 Cargill Dow Polymers公司，全力發(fā)展了聚乳酸原料，到2002年聚乳酸年產(chǎn)已達14萬噸，生產(chǎn)的PLA纖維商品名為Ingeo。日本鐘紡、尤尼契卡和可樂麗公司生

24、產(chǎn)的PLA纖維商品分別為Lactron、Terramac和 Plastarch，美國杜邦公司和孟山都等公司也開始開發(fā)PLA纖維。目前，商業(yè)化生產(chǎn)的PLA纖維是以玉米淀粉發(fā)酵制成乳酸，經(jīng)脫水聚合反應(yīng)制得聚乳酸酯溶液進行紡絲加工而成。PLA纖維之所以受到眾多纖維公司和消費者關(guān)注，并顯示強大的生命力，主要PLA纖維有許多突出的優(yōu)點： （1）原料來自于天然植物，容易生物降解，降解產(chǎn)物是乳酸、二氧化碳和水，是新一代環(huán)保型可降解聚酯纖維。 （2）有較好的親水性、毛細管效應(yīng)和水的擴散性； （3）模量和彎曲剛度是滌綸一半，故手感柔軟； （4）有良好的回彈性、抗皺性和保形性； （5）限氧指數(shù)較高（L0I 24-

25、29），點燃后自熄性好、燃燒發(fā)煙量低，有較好阻燃性； （6）有防紫外線能力，紫外線吸收率低； （7）折射率低、染色制品顯色性好； （8）易染性，染色溫度低于滌綸。 PLA纖維也存在一些缺點：a.耐磨性差，b.熔點低（約175）。 156 其它功能性滌綸 有抗紫外線（Anti-UV）、中空蓄熱纖維、抗菌防臭纖維（Anti-bacterial）、阻燃纖維、遠紅外纖維、負離子纖維等，這里不再一一介紹了。各種新纖維開發(fā)成功拓展了紡織新原料，開發(fā)紡織新品種給紡織印染企業(yè)帶來了許多挑戰(zhàn)和機遇。二、新纖維紡織品染整加工特性 上面介紹了國外已商業(yè)化或正在開發(fā)的新紡織纖維，由于紡織原料的多樣化和新穎化，給染整加

26、工帶來了很多困難和技術(shù)難題，這里將已商業(yè)化的部分新纖維染整加工要點作一介紹。 (一)聚乳酸纖維(PLA)的染整加工要點 l.PLA纖維結(jié)構(gòu)和性能: 將日本鐘紡公司生產(chǎn)的PLA纖維Lactron與滌綸比較，列于表1中。 表1 LactronPLA 纖維和滌綸性能比較*根據(jù)PLA特性制定染整加工工藝。 2.PLA纖維織物染整工藝流程(染色產(chǎn)品) Cargill Dow polymers公司建議的PLA織物工藝: (1) 機織物:上漿一織造一預(yù)定型一退漿一精練一染色一還原清洗一干燥一后定型一整理; (2) 針織物:紡織一預(yù)定型一精練一染色一還原清洗一干燥一后定型一整理。 3.PLA織物前處理工藝 P

27、LA針織物精練主要去除纖維上油劑、塵埃等，機織物要進行退漿。PLA纖維分子中含有酯鍵，對堿較敏感，精練時采用純堿在中低溫條件下進行。 Dystar公司推薦的精練條件：純堿0.5g/L、Kielaron Jet B O.5-1.0g/L、在60下處理15-20分鐘，冷卻到40- 50時排液。PLA纖維由于模量小、彎曲剛度小，纖維本身較柔軟，不需要進行堿減量加工。又因為 PLA不耐燒堿，在稀燒堿溶液中80處理幾小 時后，纖維失重嚴重、分子量下降、纖維表面被刻蝕、強度下降，不能進行堿減量加工。 4.PLA纖維染色 合理選用分散染料對PLA纖維染色，將有利于降低染色成本、減少廢水排放、提高染色牢度。D

28、ystar公司根據(jù)有關(guān)PLA纖維染色性能的研究結(jié)果，推薦使用如下染料: (l)Dispersol嫩黃XF、黃棕C一VSE、紅C-4G、玉紅C一B、紫C一VS、湖藍C一2G、軍 藍C一VS和Palanil深藍3RT一CF、藏青3GR一 CF和黑3G一CF等，這些染料能滿足常規(guī)耐洗牢度要求； (2)Dispersol嫩黃XF、黃棕XF、深紅SF、玉紅XFN、藍XF、藏青XF、黑XF等，這些染料能滿足高耐洗牢度要求。原日本三井 BASF株式會社推薦的中濃色染料是:Dispenol嫩黃XF、黃棕C一VSE:、玉紅C一B、藍XF、湖藍XF，Palanil玉紅ECO CC 等。還有高日曬牢度淡色用三原色是

29、Miketon黃ECO CC一E、紅 ECO CC一E和Trial藍01。在上述所推薦的分散染料多是中溫型染料比較適合于染PLA 纖維。 盡管PLA纖維的結(jié)晶度高于滌綸，但熔點和Tg溫度較低，折射率也低，因此分散染料可染性好，易染得深濃色。一般情況PLA纖維在110下染色即可，沒有必要采用紡織新材料與染整加工特性更高溫度染色，高溫反而使PLA 纖維降解。滌綸染色時間取決于所染顏色深度(濃淡)，深濃色需要時間長。而對PLA纖維來說，染中等色深時，保溫30-45分鐘即可完成。分散染料對滌綸染色的勻染性主要決定于 上染速度和高溫移染性，PLA纖維也遵循這個規(guī)律。研究表明PLA纖維用分散染料染色時，染

30、料上染主要發(fā)生在85-105溫度之間，該溫度圍即為PLA纖維的臨界染色溫度，它比滌綸纖維低15- 20左右。臨界染色溫度圍是控制勻染的重要溫度區(qū)，在該溫度區(qū)開溫速度應(yīng)放慢些，才能保證PLA纖維的勻染。PLA纖維染色后進行還原清洗是十分重要的加工環(huán)節(jié)，適當?shù)倪€原清洗有助于染色牢度的提高。但由于PLA纖維的玻璃化溫度(Tg)較低、且對堿劑比較敏感，因此還原清洗條件要緩和。Dystar 日本公司建議如下還原清洗條件:保險粉2g/L、非離子洗滌劑2g/L、純堿1-2g/L，在60條件下清洗15分鐘即可。也可采用BASF公司的酸性還原清洗條件:還原清洗劑Cyclanon ECO 2-3g/L，用Euly

31、sins或醋酸調(diào)節(jié)pH值到3.5-4.0，80還原清洗15分 鐘。 Dystar公司和Cargill Dow Polymers公司共同推薦的染色方法如圖1所示:5.PLA纖維的熱定型 熱定型能增加熱塑性纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能使其紗線、織物尺寸穩(wěn)定，提高染色穩(wěn)定性和均勻性，同時也會影響到纖維的著色性能，影響程度取決于熱定型的溫度和時間。由于PLA纖維Tg和Tm溫度比滌綸低，因此熱定型溫度不能過高，Cargill Dow Polymers公司建議染前預(yù)定型溫度為 120-130，染后定型溫度可采用135左右。根據(jù)PLA纖維紡織品用途，可以進行阻燃、抗菌、防紫外線等功能整理，這里不再介紹。 (二)竹纖

32、維紡織品染整加工要點 竹纖維有兩種，原竹纖維結(jié)構(gòu)和性能與苧麻和棉相似，它的染整加工可以參考苧麻和棉的工藝；竹漿粘膠纖維與普通粘膠、Modal纖維等再生纖維素纖維加工相類似。為了提高原竹纖維的染色性能，與棉和麻一樣需要進行絲光加工。 1.原竹纖維紡織品的燒堿絲光處理 (1)處理方法 天然竹纖維的結(jié)構(gòu)比棉緊密，結(jié)晶度比棉高(原竹纖維結(jié)晶度71.3%、棉為65.7%)，為了提高其化學(xué)反應(yīng)性能和染色性能，織物需用燒堿進行絲光(有力)或堿縮(松弛)處理。燒堿處理試驗方法：天然竹纖維在不同濃度的燒堿溶液中松弛處理3min，處理溫度23，浴比1:30。處理后水洗、酸中和、水洗、晾干。 (2)結(jié)晶結(jié)構(gòu)變化 天

33、然竹纖維結(jié)晶變體屬于典型的纖維素I，經(jīng)堿濃度為130g/L燒堿溶液處理后，纖維素的結(jié)晶變體由纖維素I部分轉(zhuǎn)變成纖維素。當燒堿濃度達190g/L時，纖維素的結(jié)晶變體全部為纖維素，原竹結(jié)晶性大大降低，反應(yīng)能力提高，與棉一樣具有絲光化作用。 (3)濃燒堿處理后性能變化 堿處理后竹纖維的強力降低，而斷裂延伸度增加。末堿處理的竹纖維回潮率為7%左右，當堿處理濃度為130g/L以上時，回潮率迅速增大，堿濃為 190g/L時，竹纖維的回潮率達到最大值，接近11%。這說明燒堿濃度達到一定值時引起纖維膨化，結(jié)晶性下降，結(jié)構(gòu)變疏松；另外，纖維素大分子中葡萄糖環(huán)上游離羥基數(shù)量增多，纖維外表面積增加，導(dǎo)致了堿處理后的

34、竹纖維吸濕性增大、化學(xué)反應(yīng)能力增強。 竹漿粘膠纖維結(jié)晶度約為46%，因結(jié)構(gòu)疏松、不耐濃燒堿，不需要絲光或堿縮處理。 2.原竹纖維的染色性能 了解竹纖維的制造過程、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)以與一些主要化學(xué)、物理機械性能后，不難掌握竹纖維的染色性能和染色工藝。天然竹纖維的紡織品染色與棉麻制品相似，竹漿粘膠纖維的染色與普通粘膠纖維的染色類似，采用直接染料、活性染料、還原染料、硫化染料等都能用于竹纖維染色。竹纖維的染色性能可從染料上染率、染色試樣的表現(xiàn)色深K/S值、染料提升性、染色速率等方面進行討論。并采用Everdirect紅BWS 對原竹纖維染色，染色結(jié)果表明: 直接染料對天然竹纖維的直接性、上染速率、提升性能

35、比棉纖維差，染一樣深度的顏色，竹纖維需要更多的染料。竹纖維經(jīng)松弛式燒堿處理后吸附染料的能力增強，當燒堿濃度為1.15-1.30g/L時，直接染料上染量增加的幅度最大，采用190g/L以上濃度燒堿處理，可使直接染料對竹纖維的平衡上染百分率、染深性和染色速度達到與堿處理棉纖維一樣水平。 3.竹纖維紡織品染色工藝 天然竹纖維和竹漿粘膠纖維制成的紡織品，因其具有許多優(yōu)良的服用性能，深受國外消費者歡迎。目前已有許多企業(yè)攻克了天然竹纖維的紡紗技術(shù)、織造和染整技術(shù)，開發(fā)了各種純紡或混紡(交織)針織或機織產(chǎn)品，下面介紹兩個實例: 例一:第二印染廠費浩鑫高工介紹的 竹漿/Tencel混紡織物高溫濕短蒸工藝竹漿纖

36、維70/Tencel 30混紡織物:30/30(75 75)平布、40/40(13372府綢、30/30(10858)卡其、40/40 (133100)緞紋、20S/2x20S /2(80 46)卡其。 工藝流程:翻布縫頭燒毛(二正二反)無堿退煮漂一步法(100%H2O2、3%owf、助劑A lO-15% Owf，lOO，2h)染色整理。 染色工藝：多浸一軋高溫濕蒸(溫度160，RH35-40%，2-3min)皂洗平洗整理。采用Megafix BES染料，染浴中加小打、尿素。 成品指標: 表2 竹纖維/Tencel混紡織物質(zhì)量指標例二 原竹/絹絲針織物染整加工 原竹/絹絲(30/70)混紡針織

37、紗(紗線燒毛)由桐鄉(xiāng)天隆綿制品生產(chǎn)，由明麗雅真絲針織時裝編織和染整加工，制成女裝和T恤。 染整加工流程：坯綢準備前處理(精練、漂白)染色(一浴法)固色皂洗(在溢流機上進行) 水洗柔軟成品。 采用精練漂白一浴法:精練劑1-2g/L、滲透劑0.5-1g/L、純堿3-5g/L、30%雙氧水4-8 g/L、穩(wěn)定劑2-3 g/L，在98條件下處理60-90min。 染色工藝：采用活性染料(Megafix B、BES或Everzol ED)染成同色或異色，染色方法同真絲織物，染后充分皂洗，水洗，能獲得較好色牢度。 （三）大豆蛋白纖維紡織品染整加工特性 大豆纖維具有羊絨般柔軟的手感、真絲般柔亮的光澤、天然棉

38、的吸濕和導(dǎo)濕性、較高的強伸度等優(yōu)良的性能，各地紡織廠、針織廠、印染廠和服裝廠等企業(yè)積極開發(fā)大豆纖維與其混紡交織紡織品投放國外市場，已有部分漂白纖維原料、大豆纖維/羊絨或絹絲的針織品和大豆/棉交織床上用品銷往國外。大豆纖維雖然有許多優(yōu)點，但也有一些缺陷，如： (1)纖維本身較黃，難以漂白； (2)纖維較細而滑，易產(chǎn)生起毛現(xiàn)象； (3)纖維由兩種成分組成(大豆蛋白質(zhì)和聚乙烯醇)，導(dǎo)致染色均勻性差； (4)纖維耐濕熱性差，對染整工藝和設(shè)備要求高；因此，如何在染整加工中保留其原有的優(yōu)良特性，克服大豆纖維的缺點，這給染整加工帶來了較大難度。 這里把開發(fā)大豆纖維紡織產(chǎn)品過程中，幾個關(guān)鍵技術(shù)問題作一探討:

39、1.不同漂白方法的漂白效果和對染色影響 (1) 各種漂白方法的工藝條件見表3所示： 表3 各種漂白方法的工藝條件(2)不同漂白方法的漂白效果 表4 不同漂白方法大豆纖維紗的性能和漂白效果比較注:(a)試樣為50S/2(11.66tex/2大豆纖維紗; (b)亨特白度指數(shù)(WI)在美國HunterLab公司的Ultrascan XE測色儀上測量; (c)在Cario Erba MODl106型元素分析儀上測定含氮量，按含氮量(%)6.25計算大豆蛋白含量; (d)最大熱分解溫度在TA Instruments公司的SDT-2960 DSC-TGA熱分析儀上測定。從表4可知，氧漂法普遍比還原漂白度高

40、，但纖維失重率較大，而纖維強力差別不大，說明大豆纖維在雙氧水堿性中漂白時，纖維中蛋白質(zhì)水解流失較多；其中亞氯酸鈉漂白劑對大豆纖維中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化和氯化作用，使蛋白質(zhì)分子鏈斷裂，致使蛋白質(zhì)組分流失嚴重，由于蛋白質(zhì)大量流失，使殘留的大豆纖維白度趨于提高，從表4看出，亞漂后的大豆纖維紗的白度可達80以上。大豆纖維用亞氯酸鈉漂白時，隨著亞氯酸鈉濃度增高，纖維白度提高，而失重率明顯增大，蛋白質(zhì)損失嚴重。建議對白度沒有特殊要求的情況下，不要采用含氯氧化劑(亞氯酸鈉，次氯酸鈉與其他含氯助劑)處理大豆纖維，以免大豆纖維中蛋白質(zhì)流失過多，影響纖維性能。 (3)不同漂白法對大豆纖維染色性影響 氧化和還原漂白的大豆

41、纖維用酸性染料Everacid紅N-B和活性染料Remazol艷藍R-X染色，由酸性染料染色結(jié)果可知，保險粉和硼氫化鈉/亞硫酸氫鈉漂白試樣的可染性較原樣沒有降低，二氧化硫脲漂白試樣的可染性略有降低。氧化漂白后大豆纖維的酸性染料可染性均發(fā)生了較大程度的降低，其中尤以雙氧水/TAED和亞氯酸鈉漂白降低得最多。由活性染料染色結(jié)果可知，還原漂白對活性染料上染率的影響很小，氧化漂白對活性染料上染率和固著率的影響較大，其中雙氧水/TAED和亞氯酸鈉漂白的影響更大。因此，不同漂白方法對大豆纖維的染色都有一定程度影響，在實際生產(chǎn)中必須嚴格掌握漂白工藝，才能保證染色品色澤的穩(wěn)定性。 2.大豆纖維耐堿性與絲光工藝

42、探討 用雙氧水或還原劑漂白時，用純堿調(diào)節(jié)漂液PH值為10-10.5圍，在90-95時漂白60-100分鐘條件下，纖維受損較小，纖維中蛋白質(zhì)組分基本不損失。燒堿對大豆纖維的作用要比純堿大得多，在高溫下低濃度燒堿使大豆纖維中蛋白質(zhì)水解而流失，隨著燒堿濃度增大，處理溫度增高、處理時間延長，其蛋白質(zhì)流失更為嚴重，纖維破壞。 對大豆纖維/棉混紡(或交織物)(棉比例50%)的深濃色產(chǎn)品來說，為了提高棉組分的化學(xué)反應(yīng)性、增加染料的上染和透染性，需要進行絲光加工，在絲光過程中燒堿對大豆纖維的影響如何?采用50:50大豆纖維/棉混紡的直貢呢進行絲光加工試驗，絲光前織物先經(jīng)燒毛、退漿、漂白。絲光工藝：在直輥絲光機

43、上進行加工，燒堿濃度為180-200g/L，去堿箱溫度控制在85-90，其它按棉布工藝。經(jīng)絲光織物測定平方米重量、強力、含氮量(N)等指標。結(jié)果表明絲光前后變化不大，蛋白質(zhì)基本不流失，織物未受損傷，但毛效值和染色布染料滲透性和深度都比未絲光織物好。因此，大豆纖維棉或麻混紡織物可以采用中低濃度燒堿絲光工藝(半絲光)，來提高織物的染色性和棉光澤效果。 3.大豆纖維與其織物染色簡介 大豆蛋白纖維是由大豆蛋白質(zhì)和聚乙烯醇按一定比例共混而制得的一種含大豆蛋白纖維。在纖維中含有一定的羥基、氨基、羧基等極性氨基酸，還有小部分未交聯(lián)的聚乙烯醇分子上羥基。因此，它能用活性、酸性、中性、陽離子、直接、還原、硫化、

44、分散等染料染色。陽離子染料、分散染料和直接染料色牢度較差，生產(chǎn)上很少使用；還原和硫化染料因染色在強堿條件下進行，導(dǎo)致大豆纖維中蛋白質(zhì)的損傷而不使用。 目前使用的主要染料是：弱酸性染料、中性染料、活性染料和部分牢度好的直接染料。中深色可選用價格低的國產(chǎn)KN型、M型、Everzol ED 型、Megafix B型或BES型活性染料;淺色可選進口染料，如：Remazol RR、Levafix CA、Cibacron LS和FN等。建議不使用毛用活性染料，如Lanasol、Realan、Eversol等染料，因為這些染料在大豆纖維上的上染率和固著率很低。 4.大豆纖維耐熱性和濕加工溫度控制 (1)干、

45、濕熱處理對大豆纖維性能影響 根據(jù)試驗結(jié)果，干熱處理溫度21O以上大豆纖維有明顯的泛黃、白度下降，收縮率增大(18%左右)和強力下降，在210以下短時間處理，纖維性能基本不變。 在濕熱處理溫度為100以上大豆纖維軟化，發(fā)生明顯收縮強力下降嚴重、斷裂伸長增大、白度下降。大豆纖維耐濕熱性較差，主要由于大豆纖維中PVA組分不耐高溫，軟化溫度低而造成的。 (2)染整加工過程中溫度控制 大豆纖維耐干熱處理而不耐濕熱性處理。因此，在染整濕加工中特別對溫度的控制嚴格要求，溫度過高會導(dǎo)致纖維泛黃、強力下降，蛋白質(zhì)組分流失、染色不勻，產(chǎn)生色花色差。在力較大設(shè)備上加工織物伸長、門幅收縮嚴重、尺寸穩(wěn)定性差、織物手感發(fā)硬等問題。 具體來說，在染整加工中應(yīng)注意： (1)小洋前處埋、染色試驗不能直接在電爐上，應(yīng)在水浴上進行； (2)退漿、漂白、染色等濕加工過程中溫度必須控制在95以下，(最好在90左右)，溫度越低對織物手感、纖維性能影響愈??； (3)大豆纖維與氨綸、滌綸、錦綸等混紡交織物熱定型溫度應(yīng)控制在185記以下; (4)織物從濕態(tài)到干態(tài)烘千過程中溫度應(yīng)控制在1OO以下，低溫慢速烘干比高溫快速烘干產(chǎn)品手感好; (5)染整濕加工應(yīng)采用低力、無力設(shè)備加工為宜。 (6)成衣熨燙溫度要低些，不能將熨斗直接重壓接觸織物，熨斗和織物之間要有墊