NaiaTM醋酯纤维与棉纤维混纺面料的染整工艺

孙 臣，席亚伟，王佳凯，孙玉涛，罗维新，盛守祥，3

（1.山东省短流程印染新技术重点实验室，山东滨州 256617；2.华纺股份有限公司国家级企业技术中心，山东滨州 256617；3.滨州华纺工程技术研究院有限公司，山东滨州 256617）

NaiaTM醋酯纤维是以具有可持续认证的林木为原料，对其中的纤维素进行乙酰化后形成纤维素酯化衍生物，生产过程为闭环生产。NaiaTM醋酯纤维不仅具有柔和的光泽、良好的吸湿快干性能，不易起球、起皱，还具有良好的生物降解性［1］。

2021 年夏初，华纺股份与伊士曼、银仕莱共同开发NaiaTM醋酯短纤维的初步应用。在印染方面，NaiaTM醋酯纤维具有强力低，不耐高温、碱、氧化剂，得色率不高，易产生擦伤等问题［2］，印染加工难度较大。本研究围绕NaiaTM醋酯纤维与棉纤维混纺面料的生产工艺及关键点、注意事项进行讨论与分析。

1 实验

1.1 材料与设备

织物：NaiaTM醋酯纤维30/棉纤维70，60×60 200×100，缎纹，269.24 cm。试剂：丙酮，醋酸，纯碱，氢氧化钠，复合精练酶，双氧水，精练剂，去油灵，双氧水稳定剂，分散蓝ECF，分散黄ECF，分散红ECF，活性蓝SNE，活性黄SNE，活性红SBE，保险粉，元明粉。设备：烧毛机，卷染机，拉幅机，预缩机，测色仪，摇摆机，玻璃砂芯漏斗。

1.2 测试

1.2.1 纤维质量分数

采用GB/T 2910.8—2009《纺织品 定量化学分析第8 部分：醋酯纤维与三醋酯纤维混合物（丙酮法）》进行纤维质量分数的测定。1 g 纯棉布和醋酸纤维样品采用100 mL 丙酮进行溶解实验，纯棉布样品剩98.19%，醋酸纤维全部溶解。此方法适用于醋酯纤维与棉混纺织物质量分数的测定。

1.2.2 白度

按照GB/T 8424.2—2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》进行测定，测3次取平均值。

1.2.3 色牢度

耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试。耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测试。

1.2.4 断裂强力

按照GB/T 3923.1—2013《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（条样法）》进行测试。

1.2.5 起毛起球性能

按照GB/T 4802.2—2008《纺织品 织物起毛起球性能的测定第2 部分：改型马丁代尔法》进行测试，测试条件采用2 000转。

1.2.6 水洗尺寸变化

样品按照GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》进行洗涤，40 ℃悬挂晾干，然后按照GB/T 8628—2013《纺织品测定尺寸变化的试验中织物试样和服装的准备、标记及测量》、GB/T 8630—2013《纺织品洗涤和干燥后尺寸变化的测定》测试水洗后样品尺寸的变化。

1.2.7 吸水性

按照AATCC 79—2018《纺织品的吸水性测定》进行测试。

2 染整工艺

工艺流程：翻缝→烧毛→前处理→染色→拉幅→预缩。

2.1 烧毛工艺

醋酯/棉混纺面料本身具有较多的绒毛，为了使布面光洁，减少后续染色疵点，需进行烧毛处理。又由于醋酯纤维不耐高温的特性，要车速快、火势小，以免过烧［3］。工艺条件选择车速120 m/min，火口一正一反，气压1.4～1.6 kPa。

2.2 前处理工艺

前处理工艺的好坏决定着染整工艺的成败。NaiaTM醋酯纤维没有太多的杂质，只有少量的油剂；但棉纤维除了94%的纤维素纤维外，还存在6%的杂质。这些杂质的存在使得棉纤维的吸水性很差，造成后道染色困难［4］。棉纤维面料的常规前处理方法包括碱处理和生物酶处理。但由于醋酯纤维容易在碱性条件下发生皂化反应［5］，因而选用生物酶处理的方法，且在前处理过程中注意碱剂的用量，以免皂化过度影响分散染料的上染性能［6］。

采用复合精练酶对面料进行精练处理。复合精练酶是由精练酶与多功能精练剂复合而成，多用于棉纤维及其混纺织物的前处理工序，能够有效地去除杂质，获得稳定的半成品指标，且在节水降耗方面有明显优势，符合绿色生产的要求［7］。生产工艺：复合精练酶5 g/L，温度80 ℃，时间30 min。

酸碱与温度对醋酯纤维皂化程度的影响见表1。

表1 酸碱与温度对醋酯纤维皂化程度的影响

由表1 可以看出，醋酸对醋酯纤维皂化程度基本没有影响，但酸性条件下不能有效去除棉纤维中的杂质；而在碱性条件下，纯碱在用量较低、温度较低的条件下对醋酯纤维皂化程度基本没有影响，烧碱对醋酯纤维皂化程度的影响较大。所以需控制碱剂用量，选择纯碱2.5 g/L 之内或烧碱0.5 g/L 之内，才能减少对醋酯纤维的皂化影响。最终选定碱剂为纯碱，用量为2 g/L。

前处理工艺不仅要获得良好的退浆精练效果，还要具有良好的白度，确定采用氧漂工艺。常规氧漂工艺温度为90～95 ℃。在氧漂工艺过程中需加入双氧水稳定剂，减少双氧水的活化作用，稳定双氧水分解，避免纤维损伤。双氧水稳定剂常规用量为双氧水用量的1/3。在上述条件下，分析双氧水用量对半成品白度及醋酯纤维质量分数的影响，结果如图1所示。

图1 氧漂双氧水用量对白度及醋酯纤维质量分数的影响

由图1可以看出，氧漂工艺中双氧水用量在10 g/L以内时，醋酯纤维质量分数的变化不大；在双氧水用量低于5 g/L 时，面料白度随着双氧水用量的升高而增加，在双氧水用量为8、10 g/L 时，面料的白度有所下降。由于醋酯纤维本身的白度较高，面料的白度主要受棉纤维白度的影响。在双氧水对棉纤维的作用过程中，双氧水分解及漂白机理［8］如下：

（1）常温无碱条件下缓慢释放：

由上述漂白机理可知，当双氧水用量小于5 g/L时，有效成分HOO-随着双氧水用量的增加而增加，对色素的作用也不断增大，面料的白度随着用量的增加而增大；当双氧水用量为8、10 g/L 时，由于纯碱的用量固定为2 g/L，在漂白作用中，有效成分HOO-消耗，H+不断增加，OH-不断减少，漂白液的pH 变小，导致H2O2快速释放变少，有效成分HOO-也变少，面料的白度不升反降。

通过上述实验，确定最终生产工艺如下：纯碱2 g/L，双氧水5 g/L，精练剂3 g/L，去油灵1 g/L，双氧水稳定剂2 g/L，温度90 ℃，时间40 min。

上述工艺生产获得的半成品指标如下：白度68.80，毛效（30 min）12.7/13.6 cm，退浆级别7 级，抓样强力（经/纬）736/372 N，醋酯纤维质量分数29.1%。

2.3 染色工艺

染色工艺流程：进布→称化料→分散染料染色→还原清洗→水洗→皂洗→水洗→活性染料染色→水洗→皂洗→水洗→出布。

醋酯纤维的染色性能与棉纤维存在差异，醋酯纤维采用分散染料在低温下进行染色，而棉纤维采用活性染料进行染色［9］，且需要注意活性染料染色的碱性条件对醋酯纤维的影响。就目前使用分散、活性染料一浴染色醋酯/棉混纺面料的工艺而言，对色难度较大，且中深色的色牢度较低，所以仍然采取分散、活性染料两浴染色工艺［10］。由于家纺面料幅宽较大，为减少擦伤和折痕，使用卷染机对醋酯/棉混纺面料进行染色。

分散染料染色工艺配方：分散蓝ECF 0.34%（omf），分散黄ECF 0.29%（omf），分散红ECF 0.09%（omf）。先称取约克夏低温分散染料，研磨搅拌1 h，充分过滤2 遍，染料分成2 份（质量比为2∶1），在第一道初、末分两次加入，加入醋酸调pH 为4.5～5.5，搅拌均匀，打开循环泵，升温至90 ℃，染色30 min，排染液；85 ℃热水洗10 min，排水。

还原清洗工艺：保险粉2.0 g/L，纯碱1.5 g/L，温度85 ℃，时间10 min，排水；85 ℃热水洗10 min，排水；95 ℃皂洗20 min，排水；55 ℃温水洗10 min，排水。

活性染料染色工艺配方：活性蓝SNE 0.31%（omf），活性红SBE 0.16%（omf），活性黄SNE 0.11%（omf）。升温至65 ℃，染料分成2 份（质量比为2∶1），在第一道初、末分两次加入，控制染色时间30 min。

固色工艺：元明粉2 g/L，纯碱2 g/L。元明粉分成2 份（质量比为2∶1），在第二道初、末先后加入，20 min 后排水；纯碱分成2 份（质量比为2∶1），在固色第一道初、末分两次加入，20 min 后排水；然后55 ℃温水洗10 min，排水；95 ℃皂洗20 min，排水；55 ℃温水洗10 min，排水。

染色后进行醋酯纤维质量分数的检测，检测结果为27.5%。

2.4 拉幅工艺

车速50 m/min，柔软剂80 g/L，轧余率75%，拉幅烘干。

2.5 预缩工艺

车速40 m/min，温度105～110 ℃，缩率2.0%～2.5%。

2.6 指标测试

预缩后成品的各项指标如表2 所示。由表2 可以看出，成品耐皂洗色牢度中的变色为3～4 级，沾色为4～5 级，耐摩擦色牢度中的干摩、湿摩均为4～5 级；断裂强力、扇形撕破强力、起毛起球性能等均符合服用要求；成品醋酯纤维质量分数为29.2%。成品指标均达到国家标准的要求。

表2 染色后各项指标测试

3 结论

采用复合精练酶精练退浆和氧漂工艺能够有效地去除杂质、油剂。半成品醋酯纤维质量分数为29.1%，白度、毛效、退浆级别、强力等均符合后续加工需求。采用卷染机进行分散、活性染料两浴法染色，能够有效地对面料进行染色加工，且染色后醋酯纤维质量分数为27.5%。成品预缩后，醋酯纤维质量分数为29.2%，各项指标均达到国家标准的要求。该工艺为醋酯纤维面料的染整工艺开发提供了参考。