Lyocell纖維印染布生產(chǎn)實踐
來源:錦橋紡織網(wǎng)
發(fā)布時間:2003-12-19 10:26:50
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Lyocell纖維是一種新型再生纖維素纖維,纖維生產(chǎn)對環(huán)境無影響,纖維廢棄物能自然降解,因此有“綠色纖維”、“環(huán)保纖維”之稱。1 Lyocell纖維性能
(1)Lyocell纖維具有纖維素纖維的優(yōu)異特性,吸濕透氣,柔軟舒適,有優(yōu)良的染色性能和生物降解性。
(2)由于Lyocell纖維紡絲過程中木質(zhì)纖維素原有的晶體未遭破壞,纖維縱向結(jié)晶度高,晶區(qū)長,具有相當(dāng)高的干強(qiáng),接近滌綸;濕狀態(tài)下僅下降15 %,比濕態(tài)棉還強(qiáng),而粘膠濕態(tài)強(qiáng)力是干態(tài)的50 %。
(3)具有原纖化特點(diǎn)。Lyocell原纖間結(jié)合較弱,又不具備溶脹性較差的皮層結(jié)構(gòu),在濕態(tài)機(jī)械作用下,纖維縱面剖離產(chǎn)生微細(xì)纖維,直徑小于1~4 mm,使得整理后織物有泛白效果。利用這一特性可生產(chǎn)具有桃皮絨效果產(chǎn)品。
(4)Lyocell纖維濕態(tài)時橫向膨脹40 %,烘干后能賦予織物懸垂感和流動性??椢餄駶櫤?,紗線直徑明顯增大,包繞紗線的路徑變長,而紗線長度未增長,結(jié)果是織物尺寸縮小。烘干后紗線直徑恢復(fù)到原來大小,而織物尺寸不變,這樣紗線間空隙較大,產(chǎn)生優(yōu)良的懸垂性。
(5)Lyocell纖維有較高的楊氏系數(shù),有較好的尺寸穩(wěn)定性。
(6)Lyocell纖維選用纖維素纖維染色用染料,其染色性能超過其它纖維素纖維,其上染率類似于粘膠,高于棉纖維,不易勻染。
2 生產(chǎn)工藝流程制定
選用英國Acordis公司G100纖維作為坯布原料,生產(chǎn)桃皮絨產(chǎn)品。100 % Lyocell纖維織物的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為 : 燒毛 → 退漿 → 原纖化 → 酶處理 → 染色 → 拉幅 → 機(jī)械柔軟處理 → 成品。除前后處理外均采用繩狀松式處理,該工藝生產(chǎn)的成品風(fēng)格獨(dú)特,手感柔糯,懸垂飄逸,尺寸穩(wěn)定性好,但加工時間長、效率低、成本高,且質(zhì)量難以控制,極易產(chǎn)生擦傷,影響成品外觀。
為此,我們將溢流染色改為平幅軋染或卷染,減少染色過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題,并增加一道堿處理,使纖維充分溶脹,改善濕態(tài)下的硬挺度。對于Lyocell纖維含量較低的混紡產(chǎn)品,可采用輕磨毛達(dá)到表面桃皮的效果,工藝流程為:燒毛 → 退煮 → 堿處理 → 輕磨毛 → 平幅染色 → 上柔拉幅 → (Airo - 2000)柔軟處理 → 成品。該工藝流程生產(chǎn)的成品在機(jī)洗時仍會發(fā)生不同程度的原纖化,影響成衣外觀效果。因此,根據(jù)需要可在后整理時增加免燙處理,即燒毛 → 退煮 → 堿處理 → 輕磨毛 → 平幅染色 → 免燙整理 → (Airo - 2000)柔軟處理 → 成品。總之,生產(chǎn)工藝流程的確定要綜合考慮面料成份、成品風(fēng)格、生產(chǎn)成本和效率等諸多因素。
3 關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備
Lyocell纖維桃皮絨產(chǎn)品是利用其原纖化特點(diǎn)生產(chǎn)的,由于Lyocell纖維織物濕態(tài)下手感硬挺,加工中易產(chǎn)生擦傷,對生產(chǎn)設(shè)備要求較高,適宜在氣流設(shè)備中原纖化、酶處理,我們選用意大利Airo - 2000柔軟處理機(jī)和德國Thies高溫高壓氣流染色機(jī)。
4 關(guān)鍵生產(chǎn)工藝分析
4.1 堿處理
堿處理是將Lyocell纖維織物短時間浸濃堿:純紡織物一般用12°~ 15°Be燒堿(約90 ~ 110 g/L),混紡織物可提高堿濃,促使纖維充分溶脹。這樣,洗滌去堿烘干后,紗線間存在著較大空隙,在后序的濕加工過程中織物硬挺度大大降低,減少擦傷和折痕的產(chǎn)生。纖維充分溶脹后,染色時染料分子更易進(jìn)入纖維,并向內(nèi)部擴(kuò)散,上染率得到明顯提高(表1)。
| 表1 堿處理對染色性能的影響 % |
| 測試指標(biāo) |
未堿處理 |
堿處理 |
上染率
表觀深度 |
60
75
|
100
120 |
選用荷蘭Brugman直輥絲光機(jī)進(jìn)行堿處理,浸堿時間控制在40 ~ 45 s,加強(qiáng)去堿水洗,并用醋酸中和布面帶堿,確保布面pH值呈中性,滿足后工序要求。
4.2 初級原纖化
原纖化是Lyocell纖維的一大特點(diǎn),在濕狀態(tài)下受機(jī)械力的作用纖維表面會產(chǎn)生不同程度的原纖化,即單根纖維表面有微細(xì)纖維裂離。利用這一特點(diǎn)可以生產(chǎn)桃皮絨效果的面料,同時也給染整加工帶來了麻煩,在整個過程中必須確保不發(fā)生不均衡的原纖化,否則染色會出現(xiàn)白條、擦傷。
我們先后在德國Thies Luft - roto溢流機(jī)和意大利Airo - 2000柔軟處理機(jī)中進(jìn)行原纖化,從批量生產(chǎn)效果看,柔軟處理機(jī)生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定,原纖化均勻,而Thies溢流機(jī)由于是半氣流,織物還借助提布輥運(yùn)行,不可避免地會產(chǎn)生局部過原纖化。在處理浴中加入平滑劑,可以改善其硬挺度,減少疵布的產(chǎn)生。
影響原纖化效果的因素有堿用量、處理溫度和時間、運(yùn)行速度、浴比等。pH值越高,溫度越高,機(jī)械力作用越強(qiáng),原纖化程度越明顯,而強(qiáng)力隨著下降。因此必須合理控制工藝條件,使纖維表面的長原纖充分裂離,又不損傷織物本身 。以Airo - 2000柔軟處理機(jī)為例,工藝如下(100 %Tencel,20×20、102×57、63")。
液位,1 500 L;車速,80 m/min;風(fēng)量,75 %;處理條件,80 ℃ × 60 min。
原纖化處方:純堿 3 g/L
燒堿(36°Be) 2 g/L
洗滌劑 1 g/L
浴中柔軟劑 1 g/L
4.3 酶處理
經(jīng)過原纖化處理后的織物表面出現(xiàn)許多纖毛,需通過纖維素酶處理去除。
酶的活性受溫度、酸堿度影響較大,受熱不穩(wěn)定,活化能低,僅能適應(yīng)較窄的pH值范圍,生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制,最好用緩沖劑調(diào)節(jié)處理浴pH值,可選用醋酸 - 醋酸鈉緩沖液。酶處理還要控制適當(dāng)?shù)奶幚頃r間,既要去除表面原纖,又不至于破壞織物強(qiáng)力。酶處理可在Thies氣流機(jī)和Airo - 2000柔軟處理機(jī)中進(jìn)行。我們選用諾維信公司Cellusoft Plus L進(jìn)行酶處理,用量范圍2%~3%(o.w.f),調(diào)節(jié)pH值5 ~ 5.5,處理條件50 ℃×45 min,酶處理結(jié)束后加入純堿2 g/L,并升溫至80 ℃使酶失活。
從酶處理效果看,Cellusoft Plus L適合純Lyocell織物酶處理。酸性纖維素酶對麻纖維作用較為劇烈,麻纖維失強(qiáng)難控制,因此Lyocell / 亞麻織物酶處理時須綜合考慮去原纖效果和強(qiáng)力變化,根據(jù)不同品種調(diào)整酶的用量和生產(chǎn)工藝。Lyocell織物從退漿、原纖化到酶處理,強(qiáng)力有所下降,以 20×20、102×57、63" 為例,在Airo - 2000中進(jìn)行原纖化、酶處理緯強(qiáng)變化如表2。
| 表 2 前處理各工序緯強(qiáng)變化比較 |
|
退漿下 |
原纖化下 |
酶洗下 |
緯強(qiáng)/N·(5×20cm) -1
下降幅度(%) |
658
-
|
580
11.8 |
471
18.7 |
4.4 磨毛
Lyocell / 棉織物磨毛可以安排在織物堿處理后染色前,通常選用320目、400目砂皮,可以磨出細(xì)密的短絨,類似桃皮絨手感。我們使用德國Suker Muller 四輥磨毛機(jī),磨毛輥在高速轉(zhuǎn)動時(1 600 r/min)能左右小幅度移動,避免磨毛條痕的產(chǎn)生。磨毛需選擇張力、磨毛輥包覆角、車速等工藝參數(shù),正常運(yùn)行時隨時檢查對比磨毛效果,調(diào)整張力和包覆角,確保磨毛前后一致性。以 12×12、78×60、47"、40 % Tencel / 棉為例,磨毛車速15 m/min,總張力2.1,磨毛輥包覆角控制在160°~ 180°,磨毛絨感好。
4.5 染色
Lyocell纖維可選用纖維素纖維染色用染料,如活性、還原等,其染色性能超過其它纖維素纖維。瑞士Ciba公司通過試驗比較幾種纖維的得色量,以棉纖維(未絲光)得色量為標(biāo)準(zhǔn)(100 %)(表3)。
| 表3 幾種纖維得色量比較 |
|
棉
|
Modal |
粘膠 |
Lyocell |
直接染料染色
活性染料染色 |
100
100 |
130
111 |
162
161 |
172
185 |
| 注:直接染料 Solophenyl綠BLE; 活性染料 Cibacron大紅LS-2G |
生產(chǎn)可選用連續(xù)平幅軋染、卷染、冷軋堆染色和氣流機(jī)染色工藝。連續(xù)平幅染色效率高,是避免織物擦傷的主要手段,但對設(shè)備平整度要求高,特別要防止加工過程中出現(xiàn)皺條;同時浸染液時間短,染料滲透不如浸染。卷染和冷軋堆染色可以明顯提高染成品質(zhì)量,但要求操作工有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗和操作技巧,確保色光的符合性。氣流機(jī)染色的優(yōu)勢在于染色過程中織物表面產(chǎn)生次級原纖化,通過機(jī)械作用和織物間摩擦表面出現(xiàn)短小細(xì)密的絨毛,使成品具有桃皮絨風(fēng)格,值得注意的是織物呈繩狀運(yùn)轉(zhuǎn),必須嚴(yán)格操作,盡量減小提布輥、導(dǎo)輥和織物線速度差距。使用氣流染色機(jī),織物循環(huán)一次后能重新展開,避免持久保持一種狀態(tài),減少擦傷,同時在染浴中使用抗皺潤滑劑,防止織物內(nèi)部纖維之間的粘附,使纖維間位移容易,提高織物彈性,改善手感。
我們選用Ciba公司開發(fā)的染浴寶(Cibafluid C)和意大利寧柏迪公司生產(chǎn)的抗折痕劑AM,效果良好,有效減少了擦傷和折皺,不影響染色過程。從以上分析可以看出,選擇染色方式要根據(jù)織物組織規(guī)格、成品風(fēng)格、設(shè)備操作性能和生產(chǎn)批量等多方面因素考慮??偟膩碚f平幅染色正品率較高,操作更為容易,可以作為首選,但成品風(fēng)格如手感、懸垂性次于繩狀松式染色,要通過后序加工得以改善。
由于Lyocell纖維價格昂貴,成品質(zhì)量要求高,技術(shù)人員選擇性能優(yōu)良的Ciba公司Cibacron HW型、C型和上海萬得化工公司B型雙活性染料用于生產(chǎn),雙活性基團(tuán)染料可以控制原纖化均勻程度。以B型染料浸染為例,采用65 ℃恒溫染色,元明粉促染30 min,純堿固色40 ~ 60 min。
4.6 免燙整理
為了避免成品在服用過程中進(jìn)一步發(fā)生原纖化,提高其抗皺性能,有必要進(jìn)行免燙樹脂整理。我們使用德國BASF公司生產(chǎn)的FR - ECO樹脂整理劑改善棉織物的平整度和折皺回彈性。FR - ECO的主要成份是改性二羥甲基二羥基乙烯脲,是超低甲醛樹脂交聯(lián)劑,整理后產(chǎn)品游離甲醛含量非常低,能達(dá)到“Oeko - Tex標(biāo)準(zhǔn)100”對紡織品甲醛含量的要求,低于75 ×10 -6 ,可以應(yīng)用于Lyocell纖維織物。
根據(jù)Lyocell織物的組織規(guī)格,用量控制在70 ~ 100 g/L,催化劑MgCl 2 ·6H 2 O用量是交聯(lián)劑量的15 %。為確保整理后平整度達(dá)3 ~ 4級,必須嚴(yán)格控制工藝操作,加強(qiáng)染色后水洗,充分去除浮色和表面活性劑,最好在最后一格用醋酸中和,待整理織物布面呈中性。嚴(yán)格控制焙烘工藝,生產(chǎn)時注意表頭顯示溫度與布面實際溫度的差距,使交聯(lián)劑在合適溫度充分交聯(lián)。
4.7 機(jī)械柔軟整理
為生產(chǎn)Lyocell纖維織物,公司購置了意大利白卡拉尼公司Airo - 2000四管道新型柔軟處理機(jī),容布量為300 kg??椢镆岳K狀方式進(jìn)入到氣動噴射管,獲得很大的推力高速撞擊到機(jī)器后部的格柵,消除平幅處理產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,織物得到充分拋松,如此循環(huán)運(yùn)作,獲得懸垂飄逸、豐滿柔糯的手感和質(zhì)感。
機(jī)械柔軟整理結(jié)合化學(xué)柔軟整理效果更佳,可采取濕柔、含潮機(jī)柔和干柔等3種處理方式。濕柔即按一定比例在料槽中配制柔軟整理液,通過給液裝置噴灑在運(yùn)行的織物上,待織物均勻潤濕后利用每管小軋車軋去多余的整理液,排液后織物邊運(yùn)行邊烘干,調(diào)節(jié)合適的布速和風(fēng)量,直到完全烘干,整理時間取決于容布量、克重、熱風(fēng)溫度等。含潮機(jī)柔即織物先平幅浸軋柔軟劑,帶液率70 % ~ 80 %進(jìn)入Airo處理機(jī)拋松烘干。干柔即織物在拉幅機(jī)上軋柔軟劑烘干后進(jìn)行干態(tài)機(jī)械整理。3種處理方式各有優(yōu)缺點(diǎn),對比如表4。
| 表4 三種機(jī)械柔軟處理方式比較 |
|
能耗 |
助劑消耗
|
生產(chǎn)效率 |
強(qiáng)力損傷 |
整理效果 |
濕柔
含潮機(jī)柔
干柔 |
大
一般
最小 |
大
一般
最小
|
低
較高
高 |
較大
一般
較小 |
最好
較好
一般 |
由于織物在濕狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械柔軟整理表面產(chǎn)生次級原纖化,因此獲得更豐滿的手感。含潮機(jī)柔要控制好帶液率,且對織物染色牢度要求較高,防止?jié)駹顟B(tài)下堆置造成色斑,影響成品質(zhì)量。生產(chǎn)過程中要根據(jù)成品風(fēng)格要求選擇Airo機(jī)械處理方式,以滿足客戶要求。通常Airo機(jī)械柔軟整理后布面有細(xì)微堆皺,可增加一道噴霧拉幅整理,穩(wěn)定成品門幅,同時改善外觀平整度。
5 成品物理技術(shù)指標(biāo)
目前Lyocell纖維印染布尚無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn),我們根據(jù)國外客戶的具體技術(shù)要求,參照GB/T411 - 93、GB/T 5326 - 1997制定了《Lyocell纖維印染布企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,并在實際生產(chǎn)應(yīng)用中不斷修改完善,指導(dǎo)批量生產(chǎn)。
6 總結(jié)
應(yīng)用先進(jìn)的染整技術(shù),我們已成功試驗、生產(chǎn)了幾十個品種Lyocell纖維織物,有Lyocell純紡、Lyocell/棉、Lyocell/滌、Lyocell/亞麻、Lyocell/棉/氨綸和Lyocell/粘膠等六大類:紋路有平紋、斜紋和小提花;有交織和混紡面料;Lyocell纖維含量有40 %、45 %、50 %、60 %、70 %等。其中已有7個產(chǎn)品獲得英國Acordis公司亞洲技術(shù)部授予的TQ號碼,允許申請Tencel吊牌。Lyocell纖維印染布色彩絢麗,手感柔糯,光澤柔和,懸垂飄逸,有桃皮絨風(fēng)格,穿著舒適透氣,是高檔的服裝面料。
淮北印染有限責(zé)任公司 代 明 劉儒初 吳桂英
淮北長華印染公司 梅肖瑾 蘭 峰
參考文獻(xiàn)
1 趙培華.Lyocell織物染色.印染,1999(3):44 ~ 50
2 高鵬.Lyocell織物堿處理的應(yīng)用研究.印染,2002(1):13 ~ 15
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