涤纶长丝超仿棉染整加工技术探究

2015-01-09 07:02:00钱琴芳赵学谦张建国

现代丝绸科学与技术 2015年1期

钱琴芳，赵学谦，张建国

（盛虹集团有限公司，江苏苏州 215228）

棉花是关乎国计民生的重要物资，棉纤维则是纺织工业的重要原料。棉纤维具有优异的吸湿性、柔软性、保暖性等，光泽度也很好，其织物服用性能优良。怎样寻找到一种长期途径，既能弥补日益紧缺的棉花资源，又能满足消费者的“棉花”情结，涤纶长丝“超仿棉”被提到了前所未有的高度。

顾名思义，“超仿棉”是指面料的属性既与棉花相仿，又要在某些指标上超过棉花。通俗地讲有以下特点：看起来像棉（视觉）、摸起来像棉（触觉）、穿起来像棉（亲和性）超棉（舒适性），用起来比棉方便（洗可穿性），兼有棉与涤纶的优良特性，达到仿棉似棉、仿棉胜棉的效果［1］。科学地讲有超仿棉以下特点：产品要保证有棉花优异的吸湿性、穿着舒适性等，还要有涤纶良好的力学性能、耐热性、色牢度，甚至还要根据要求具备抗静电、抗起毛起球、抗菌、勾丝性、悬垂性、抗紫外线等性能［2］。

“超仿棉”产品将利用涤纶的特性，既弥补了棉制面料的不足，还能利用不同的细旦丝组合改变纤维的表面形态，在蓬松性、吸湿性和光泽等方面模仿棉纤维的基本特性，达到以假乱真的程度［3］。同时，涤纶本身耐光性、耐热性、耐霉菌等性能较好，可以弥补棉面料耐用性方面的不足；涤纶初始模量较大，硬挺，不易变形，具有较好的保形性，可以弥补棉制面料易绉、易变形、不耐磨等不足［4］。

由于聚酯长丝超仿棉属于比较新颖的产品，为保证产品风格，其加工与普通涤纶织物加工略有不同，通过大量小样试验和大生产实践，本公司摸索出一套比较成熟的超仿棉加工工艺，织物成品风格优良，各项性能也能满足消费者的需求。

1 织物原料组成及规格

经向：（22.2dtex POY＋29.9dtex FDY）／72F涤涤复合丝

纬向：FDY 83.3dtex／72F16捻

门幅：168cm

克重：75g／m2

经密：60×2.54根／10cm

纬密：36×2.54根／10cm

超仿棉织物在织造中将不同特性的原料进行组合，以增加纤维的比表面积，减弱面料对光的反射，使光泽柔和，同时利用两种原料的收缩率不同，在面料表面呈现出较多的毛圈，具有棉型感，同时也减弱了光的反射。此外，在织造前加捻及FDY长丝纺丝时利用不均一超倍率延伸技术，使部分纱段形成超顺向性，纱线经织布染整后，该超顺向纱段的染着率比较低，而形成白纹状“节点”，在染色完成后“节点”处与其他地方上色不一致，来模仿棉织物的视觉效果。

2 超仿棉织物加工工艺

冷堆→水洗→圈码蒸缸预缩→预定型→碱减量→染色→烘干→吸湿排汗整理→成品。

2.1 冷堆

涤纶坯布在织造过程中，为了保证织造的连续性，减少织造中的断头等现象，同时增加经纱表面的光滑度，一般都先对经纱进行上浆、上油处理，所上浆料主要是PA、PVA、PVC等类型的化学浆料。但是所上的浆料、油剂会对织物的染色及后整理产生影响，因此在染色之前一般都要对坯布进行前处理，除去织物上的部分浆料，以保证染色加工的正品率。以前对涤纶长丝织物的退浆一般采用间歇式退浆，需要采用强碱，退浆后需要大量水洗，耗水量大。为节能减排，走清洁生产的道路，我厂采用冷堆工艺＋高效水洗进行前处理。

冷堆主要是对杂质的氧化漂白反应。冷堆处理有以下优点：（1）常温条件下处理，化学性能比较稳定，对纤维的作用力柔和均一，对纤维损伤小，可以避免产品批量间的质量差异。（2）化学反应可控，可以有效控制化学助剂的分解，纤维的物理指标不下降，克服机缸炼布质量差异，提高染色重现性和一次成功率。（3）全过程低张力，纤维可充分溶胀和释放内应力，较为彻底的解决织物在缸内张力不一，易产生的不均匀折皱问题，手感较好。（4）处理完全，碱的使用率高。

工艺处方和条件如下：

液碱 100g／L去油剂E 5g／L五合一精炼剂 5g／L带液率 60%温度 24℃时间 36h

2.2 高效水洗

利用平幅退浆机对完成冷堆的坯布进行处理，使在冷堆中从布面脱落的杂质更快的去除，加速氧化产物的化学降解及碱的水解。处理工艺如下：

氧化退浆剂DL 5g／L螯合分散剂AB 2g／L液碱 5g／L温度 98℃机速 80m／min

通过高效超声波震荡水洗，将织物上已降解的、皂化、乳化、碱水解的浆料和杂质洗除，为后续染色做准备。

2.3 圈码蒸缸预缩

圈码蒸缸预缩可以让织物在宽松的环境下自由收缩，使其纤维蓬松三维立体效果明显，棉感更强。在本厂的生产中，圈码机的直径设定为1500mm，吊坯绳的间距为8针，织物起皱均匀绒感好。蒸缸预缩工艺为：

液碱 2g／L纯碱 5g／L三聚磷三钠 1g／L转速 10转／min

浴比 1∶17温度 135℃时间 60min

蒸缸预缩可以消除纤维在加捻定型时产生的内应力，使之得到彻底解除，同时在应力产生→回复→固定的过程中还能使织物产生弹性，在织物表面产生大量细小皱纹，增强织物对光的漫反射，同时增强超仿棉织物的棉感。

2.4 预定型

涤纶纤维具有很高的结晶度，其纤维的结晶区和非结晶区紧密排列，通过预定型可以使涤纶的结晶区和非结晶区的排列变得有序，这样就可以有效提高染色和减碱量的均匀度。同时，通过预定型还可以提高织物表面的平整度和抗皱能力，减少织物在染色中产生的皱印，同时可以增加织物在后续加工中的尺寸稳定性，预定型的工艺条件要根据织物成品要求进行控制定型温度，温度太高织物会发硬影响手感，温度太低则织物抗皱性不好，同时涤纶的结晶区和非结晶区未能有效重排，也会影响到织物的染色均匀性。通过试验，我们发现在温度160℃，机速50m／min条件下对超仿棉涤纶织物进行预定型可以获得比较理想的效果。

2.5 减碱量

由于涤纶丝具有高结晶度，结晶区和非结晶区密切堆砌，涤纶在减碱量时水解反应不均匀进行，在纤维表面及非结晶区向内层逐步渗透，是纤维表面部分被碱腐蚀形成虫蚀甚至龟裂形态，对光产生漫反射，使织物光泽柔和，同时纱线交结处吃液碱较多，导致织物交织阻力下降，组织结构变松弛，刚性变小，从而产生悬重感。但是减量率要选择合理，减量率太高，织物悬重感加强，柔软性好，但织物强力下降较多，布面风格很差；减量率太低，织物强力不会下降，但是织物最终手感不好，达不到仿棉的要求，本厂通过试验，发现将减量率控制为8%时织物的手感能达到仿棉的要求，同时织物的强力不会下降很多，不会影响后续加工。

2.6 染色

由于超仿棉涤纶长丝纤维与普通涤纶纤维有些许不同，因此在染色时工艺和条件会做一些改变，以保证超仿棉涤纶纤维在工艺完成后可以达到我们预期的目标。

工艺处方和条件：

冰醋酸 2g／L匀染剂TF-212K 2g／L浴中柔软剂K 2g／L德士达染料 X%

（浅色选用AM高日晒系列，深色选用XF高水洗系列）

图1 涤纶长丝超仿棉面料染色工艺曲线

本工艺所选用的匀染剂具有优异的匀染性、良好的染料分散性和极低的起泡性，能有效地提高超仿棉涤纶纤维的染色均匀性，超仿棉纤维的仿棉效果很大一部分是通过后整理才体现出来的，为了保证后整理的有效进行，同时提高织物的色牢度，去除织物上的表面活性剂残余，避免对后整理产生不良影响，在染色后对织物进行还原清洗，可以在提高织物色牢度的同时保证后整理的有效进行。

2.7 后定型烘干

由于涤纶模量较大，面料表现比较挺括，客服了纯棉面料易变形、不耐用的缺点。但硬挺性太强，穿着会不舒服。为使面料具有适度柔软的手感，要对面料进行柔软整理。并在织物受热收缩的过程中，在考虑织物已有充分收缩的条件下对其进行拉幅定型，以加强织物的棉感。

工艺流程：清水浸轧→烘干定型（150℃）

2.8 吸湿排汗整理

由于涤纶先天的拒水性，为使超仿棉涤纶纤维具有和棉相似的吸水性，需要对超仿棉织物进行吸湿排汗易去污整理，以提高织物的吸湿性，增强织物的棉型感。欧特菲HSD就是含亲水性聚硅氧烷和亲水性聚酯的分散体。由于其分子结构中有与涤纶分子结构相同的苯环，在高温作用下，分子链段被锚牢在涤纶的表面，使涤纶由原来的疏水性表面变成耐久的亲水性表面，但由于涤纶组分本身的拒水性质并未被改变，所以其吸收的水分又可以很快地散发到大气中，并经亲水性柔软剂HSD整理后，除能明显提高织物的导湿快干功能外，尚有抗静电和易去污效果。工艺如下：

欧特菲HSD 20g／L冰醋 0.5g／L温度：130℃成品门幅：150cm成品克重：80g／m2成品密度：经密：66×2.54根纬密：42×2.54根

3 性能测试与对比

为了证实超仿棉织物具有和棉织物相似，甚至是优于棉织物的性能，我们对加工好的超仿棉织物进行各项性能测试，另外，我们也选择了与所染超仿棉的颜色、克重比较相近的纯棉织物（40s×40s，110／76，75g／m2）进行对比测试，比较两者之间的差异。

测试内容包括：断裂强力、撕破强力、吸湿性、快干性、硬挺度、抗起毛起球性、抗静电性、织物回潮率、水洗牢度、汗渍牢度、摩擦牢度、光照牢度、织物经向、纬向尺寸变化率。除以上测试外，同时比较两者的手感与光泽，以验证超仿棉的仿真度。

3.1 物理机械性能测试与比较

断裂强力按GB／T3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定》进行测试；撕破强力按GB／T3917.2-2009《纺织品织物撕破性能第2部分：裤型试样（单缝）撕破强力的测定》进行测试；硬挺度按ASTM D1388-2007《织物硬挺性测试方法》Option A进行测试；尺寸变化率按GB／T 8628-2001《测定织物尺寸变化时试样的准备、标记和测量》和GB／T 8629-2001《纺织品试验时采用的家庭洗涤及干燥程序》进行测试。测试结果列于表1。

表1 超仿棉与棉织物物理机械性能比较

从测试结果我们不难看到，超仿棉织物具有与纯棉织物相似的断裂强力，力值均超过国家产品标准规定200N要求，而超仿棉织物具有比纯棉织物更加优良的撕破断裂强力。

涤纶的模量比较大，外观表现为织物比较挺括，织物不易变形。但是作为超仿棉织物，我们要求它要有接近棉织物的柔软手感，在进行柔软整理后，涤纶的硬挺度势必会受到一定的影响，但经过柔软整理的超仿棉涤纶织物在硬挺性上依然优于纯棉织物。从表1还可看出，超仿棉织物具有比纯棉织物小得多的回潮率，而具有比纯棉织物更加优良的水洗缩率，超仿棉织物水洗前后基本不缩水。

3.2 几种功能性的测试与比较

吸湿性采用毛细上升高度法，按照FZ／T01071《纺织品毛细效应试验方法》进行测试；起毛起球性能按GB／T 4802.1-2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第1部分：圆轨迹法》进行测试。抗静电性按EN 1149规定进行测试，在指定大气压下，测定在（35±5）%相对湿度和（20±2）℃温度条件下处于平衡的样品，用电阻测试仪测试织物的表面比电阻。快干性测试方法如下：取两块大小差不多的织物，在织物中央滴定量的水，隔10min测定一次，计算织物上的含水率，直至含水率为1%。测试结果列于表2。