提升牛仔布附加值的新工藝
牛仔布是服裝面料的重要部分,而靛藍(lán)染色的牛仔布更是全球流行,無人不曉,由于靛藍(lán)染料在棉牛仔布上的流行外觀,它可能是惟一被大眾所認(rèn)識的染料。 在牛仔布市場中,雖然棉無可置疑最為重要,但也有采用一系列的混紡織物,如棉/聚酯(50/50)混紡織物,以及棉與其他纖維如Tencel、亞麻、甚至是黃麻、羊毛紗線一起織造。 全球牛仔布的產(chǎn)量超過20億米,有氣流紡或環(huán)錠紡紗線。過去,美國以生產(chǎn)緯向彈力牛仔布為主,歐洲則大多為經(jīng)向彈力或經(jīng)緯雙向彈力牛仔布;現(xiàn)在,人們不斷研發(fā)具有時尚變化的牛仔布,通過染色和整理獲得新穎的外觀、手感和性能。 厚重組織的棉牛仔布已用作褲子和夾克衫的面料,但在20世紀(jì)90年代,消費者對面料的柔軟、舒適和易護理的性能,提出了更高的要求,因此牛仔布整理者必須要響應(yīng)這些要求。 在20世紀(jì)80年代,美國牛仔布產(chǎn)量是全球產(chǎn)量的50%,但在最近的十年之中,中國、印度、巴基斯坦、馬來西亞、土爾其和墨西哥建立了大量的牛仔布生產(chǎn)廠,美國乃至世界的牛仔布生產(chǎn)重心已轉(zhuǎn)移至亞洲低勞動力成本的國家。2000年,中國牛仔布產(chǎn)量約為2424t,進口靛藍(lán)染料759t,而2001年,其產(chǎn)量已升至2717t,進口靛藍(lán)染料下降至702t。 通過各種化學(xué)處理,以及使用如植絨、刺繡和涂層的效果,以改變牛仔布外觀的研究一直繼續(xù)著。除此之外,開發(fā)的產(chǎn)品還有,靛藍(lán)染色的提花織物,亞麻和棉的機織或針織物,以及牛仔布上的激光縷空,暗淡光澤圖案,以及更富個性化的產(chǎn)品。 這些牛仔布產(chǎn)品不同于牛仔布市場上的眾多的產(chǎn)品,它給予消費者一種高水平的的產(chǎn)品設(shè)計和高附加值服裝。絲光彈力牛仔布以及環(huán)錠紡紗線的使用,也可提升產(chǎn)品的價值,一些公司已在這些領(lǐng)域進行了投資。環(huán)錠紡紗線具有更高的強力性能、柔軟的手感和一種棉牛仔布表面粗節(jié)紗的外觀。 特別需要指出的是,利用成衣整理,能在牛仔布上產(chǎn)生獨特的外觀,還可采用各種化學(xué)處理,如手工砂洗,以及用噴槍噴射高錳酸鉀產(chǎn)生一種斑點漂白效果;或增加更為個性化的效果,如噴砂處理、激光縷花、扎染、局部染料/漂白劑處理、淺地染色、套染和靛藍(lán)染料褪色處理;或使用漆酶/介體處理。后幾項處理能獲得一種無光澤的、發(fā)白的仿舊外觀,不同于氯漂白(如次氯酸鈉)所獲得的效果。 靛藍(lán)染料染色 用于靛藍(lán)染料染色的連續(xù)經(jīng)紗染色機已廣泛使用,通過調(diào)整染色工藝,可產(chǎn)生不同程度的染料滲透,由此而改變了后續(xù)摩擦或水洗褪色處理的效果。靛藍(lán)染料是一種還原染料,它不溶于水,需要采用還原劑(一般用保險粉,即連二亞硫酸鈉或硫酸氫鈉)和堿處理使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇艿碾[色體形式,才能進行棉經(jīng)紗染色,并將浸軋和中間透風(fēng)相結(jié)合。 使用保險粉會給工藝控制帶來一些麻煩,這是由于保險粉的不穩(wěn)定性,其曝置于空氣中會被氧化,分解生成酸性的副產(chǎn)物,這需要添加堿來中和,以及需要增加保險粉用量,以維持靛藍(lán)染料的化學(xué)還原。 為了克服使用保險粉的這些問題,出現(xiàn)了探索研究一些新的染色工藝。在成衣染色方面,向染色機通入氮氣,即一種惰性氣體,可置換出空氣中的氧。在織物染色中,Brazzoli公司與DyStar公司合作聯(lián)合開發(fā)的InnoVat/InnoDye系統(tǒng),它配置有一個真空泵,以抽去設(shè)備中的氧/空氣,同時減少了保險粉的用量。 一種對環(huán)境更為友好的探索,尤其是針對含有化學(xué)還原劑的廢水排放會產(chǎn)生環(huán)境污染的情況,則采用靛藍(lán)染料的電化學(xué)還原方法。目前已完成了還原染料和硫化染料的電化學(xué)還原染色的試驗,并繼續(xù)在奧地利的一家工廠進行紗線中試染色。這種連續(xù)經(jīng)紗染色技術(shù)的延伸,即將上漿工藝與染色工藝相結(jié)合,能減少工藝廢水的化學(xué)負(fù)載,該方法被認(rèn)為很有前景。此外,回收利用從水洗后處理中去除的靛藍(lán)染料的過程得到了簡化。 pH值對靛藍(lán)染色的影響非常重要,由于靛藍(lán)染料在pH值約為10.5-11.5時是以單離子狀態(tài)存在,而pH值為12.5以上時是以雙離子形式存在。在含有過量保險粉的高堿性浴中,雙離子形式的靛藍(lán)染料的親和力較低,并隨著pH值提高,棉纖維表面的負(fù)電荷也隨之增加,從而加大了在雙離子靛藍(lán)染料與帶電荷纖維表面之間的陰離子的排斥作用,降低了染料上染率。 單離子形式的靛藍(lán)染料在纖維表面具有良好的親和力和較高的染色上染率,但這又降低了染料在紗芯內(nèi)的滲透,在使紗線表面得色量大大增加。當(dāng)采用高pH值時,以雙離子形式的靛藍(lán)染料將具有低的親和力,并因此在紗芯內(nèi)有較大的染料滲透和較低的紗線表面得色率。因此在靛藍(lán)染色過程中,pH值隨時間發(fā)生的變化會影響得色量以及后續(xù)靛藍(lán)染色紗線的洗凈性能。 用于連續(xù)棉經(jīng)紗染色的Denim-Ox工藝,采用科萊恩公司的Diresul RDT染料,其工藝流程為:苛化處理→水洗→濕罩濕染色→固色→淋洗。在60-90℃軋液,進行硫化染料的吸附,這過程包括使染料遷移和擴散的透風(fēng)時間,再進行固色。固色階段加入醋酸,以防止染料溶落,為氧化劑(Diresul Oxdant BRI liq)提供所需的pH值。后者使染料分子內(nèi)形成蒽醌基團,在被氧化階段,產(chǎn)生最終色澤。一種陽離子型固色基(Indosol E-50 liq)與染料中的巰基以及纖維發(fā)生反應(yīng),以離子鍵使染料固色。工藝中還需加入硫酸鈉和分散劑(Ekaline F liq.),硫酸鈉可防止染料從纖維上解吸至固色浴中。 科萊恩公司的Denim-Ox工藝是一種靈活、簡單的染色工藝,其還原劑消耗低,廢水中染料少,并大大節(jié)省了水耗。Denim-Ox工藝使用的染料范圍廣,用于生產(chǎn)粗斜紋及時尚織物。 酶處理 采用機械磨損以獲得褪色的外觀,它主要采用浮石處理以去除表面的靛藍(lán)染料。但是,浮石會損傷濕加工設(shè)備,產(chǎn)生污泥砂粒,殘留在牛仔褲的口袋和縫線中。使用纖維素酶處理,在中性或酸性pH值條件下,進行生物拋光,可作為浮石的替代方法,而纖維強素酶能部分水解纖維的表面,釋出靛藍(lán)染料。在淋洗或在纖維素酶處理結(jié)束時,提高纖維素酶的用量或添加蛋白酶,以克服因靛藍(lán)染料對真菌纖維素酶的蛋白質(zhì)有親和力而引起的沾染。 纖維素酶能去除織物表面的毛羽,因而減少了機織牛仔布表面外觀的茸毛,并降低了洗滌時的起球性,獲得一種更為柔軟、光滑的手感,若使用合適的化學(xué)柔軟劑可進一步改善和提高其性能。 真菌漆酶可用于漂白靛藍(lán)染色織物,基于漆酶系統(tǒng)能降解溶液中或織物上的靛藍(lán)染料,因此,可用于替代氯漂白體系,如次氯酸鈉漂白。研究工作已證明由不同真菌菌種制得的漆酶,對去除由棉纖維表面蛋白質(zhì)的吸附所引起的沾污很有效。 漆酶能提供電子,因而具有非常廣的基質(zhì)專一性,通過提取孤電子,能催化去除單酚或多酚上鄰位或?qū)ξ簧狭u基取代基或芳香胺上的氫原子,導(dǎo)致生成自由基,進而能參與很多反應(yīng)。對兩種真菌漆酶(Polyporus sp.和Sclerotium rolfsii)進行研究,結(jié)果顯示,它們都能氧化不溶性的靛藍(lán)染料,生成靛紅(吲哚-2,3-二酮),然后進一步降解為2-氨基苯甲酸。由Polyporus sp制得的真菌漆酶顯示對靛藍(lán)染料具有更高的親核力,當(dāng)與此漆酶一起培養(yǎng)時,靛藍(lán)凝聚物可以分散成相對較小的粒子。靛藍(lán)轉(zhuǎn)化成靛紅較快,因此在纖維素酶作用后,2-氨基苯甲酸還具有減少再沾污的功效。 采用一種介體化合物,一般為低分子有機化合物,可增強漆酶的作用,在此介體中,漆酶更易接近不溶性的靛藍(lán)分子,更快地攻擊靛藍(lán)分子,靛藍(lán)分子在漆酶的作用下降解,起漂白作用,從而改變了靛藍(lán)染色牛仔布的外觀。 電化學(xué)漂白 已由DyStar公司申請了專利的電化學(xué)漂白工藝,是在一個電解池的氯化鈉溶液中通入電流,產(chǎn)生次氯酸鈉,用于漂白靛藍(lán)染色的牛仔布。通過控制電流和鹽的濃度,以控制所產(chǎn)生的次氯酸鈉量,提升處理的效能和重現(xiàn)性,降低污水負(fù)載。而在傳統(tǒng)的工藝中,經(jīng)常出現(xiàn)次氯酸鈉過量。在此電化學(xué)漂白工藝中,殘余的處理液可以循環(huán)使用,意大利一家著名的服裝加工設(shè)備生產(chǎn)商Tonello Srl已完成了初步的生產(chǎn)試驗。 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專稿請注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)" |

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