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纺织新材料及染整加工特性

上一篇 / 下一篇 2009-02-26 20:14:58 / 个人分类：蛋白资料

在20世纪40年代，科技发达国家开始研制和生产粘胶、涤纶、锦纶、腈纶等化学纤维。在相继半个世纪中，由于合成纤维具有强度高、弹性好、耐穿耐用以及易护理等优点，化学纤维得到迅猛发展，其化纤总量超过了天然纤维。从80年代开始，科技高速发展，人们对纺织品要求越来越高，普通的化学纤维满足不了不同的需要，因此，日本、美国、德国等相继开发出新合纤、差别化和功能性纤维，增加了许多纺织新材料，使纺织产品具有多元化、功能化、仿真化和个性化特点。近年来生产这些化纤原料的石油资源严重短缺，化纤的生产量受到一定限制。因此，许多研究者和开发商寻找其它途径，利用自然界丰富的动植物资源，开发纺织新材料，满足纺织品发展需要。本文对近年来开发的纺织新材料的基本特性和染整加工特点作些阐述。
　　1 纺织新材料的开发应用及基本特性
　　1·1 新型天然纤维
　　1·1·1 天然彩色棉
　　天然彩棉是一种自身具有天然色彩的棉花新品种，具有色泽自然、质地柔软、穿着舒适、不用染色加工、减少污染环境的一种生态环保纤维。目前，彩棉基本色调只有棕色和绿色两大类，由于彩棉深浅不一，可显现出多种颜色。彩棉虽然有许多优点，但存在可纺性差，色泽不稳定、易变色等缺点。彩棉形态结构与白棉相似，纤维较细、生成的纤维素次生胞壁很薄，胞腔很大，色素主要分布在纤维次生胞壁中。彩棉中纤维素含量占85%-90%，而由棉中纤维素含量在 94%左右。其余物质主要是蜡质，其含量是白棉的6-13倍，灰分含量是白棉的1.4-1.6倍，蛋白质含量是白棉的1.75-2.1倍，含氮物质也较多。彩棉中铜、铁、锌、铂含量高于白棉，其它金属含量低于白棉。彩棉中天然色素不稳定，在染整加工中遇酸和碱、氧化剂易变色，加工中要注意变色问题。
　　新疆中国彩棉（集团）股份有限公司自育品种和美国BC公司彩棉品质指标基本接近。目前国内培育的彩棉纤维长度接近于普通白色陆地棉品种，同时培育了长度达32mm、强度为27cN/tex以上的中长绒彩棉新品，并逐渐解决彩棉的质量和产量低的难点。
　　1·1·2 天然彩色茧丝
　　蚕（茧）丝是天然纤维中珍贵品种，素称纤维皇后，而天然彩色茧丝更为珍贵。天然彩色茧丝色彩自然、色调柔和、色泽丰富而艳丽，有些颜色还是采用染色加工难以达到的色泽。桑蚕彩色茧丝主要有黄红茧系和绿茧系两大类，黄红茧系包括淡黄、金黄、肉色、红色、篙色、锈色等；绿茧系包括竹绿和绿色两种。黄红茧系的颜色来自桑叶中的类胡萝卜素（β-胡萝卜素、新生β-胡萝卜素）和叶黄素色素（叶黄素、蒲公英黄素、紫黄素、次黄嘌呤黄素）；绿茧丝的色素主要为黄酮色素。
　　天然彩色茧丝的特性:
　　（1）柞蚕、天蚕、野桑蚕、蓖麻蚕、琥珀蚕等所吐的丝大部分内部有很多空隙，最多达10%，是一种多孔蛋白质纤维，轻盈漂逸、吸湿性优良、透气性好、穿着舒适。
　　（2）天然彩色茧丝具有很好的紫外线吸收能力，对UV-B透过率小于0.5%，UV-A和UV-C透过率不足2%。
　　（3）茧丝外层丝胶有很好的抗菌作用，用野蚕丝无纺布接种黄色葡萄球菌、绿浓杆菌、大肠杆菌、枯草杆菌等，使接种的细菌数减少99.9%。
　　（4）抗氧化功能好：生物在生命活动中，在不良环境中会不断产生多种活性氧自由基（02·、H202·、HO·等），这些自由基氧化能力强，能破坏生物机体。彩色茧丝分解这些自由基的能力远远高于白茧丝，其中绿色茧丝能分解90%左右活性自由基，黄色茧丝有分解50%左右自由基的功效。将彩色茧丝制成内衣、或者做化妆品有很好护肤养颜作用，可免除这些活性基对人体的危害。
　　在天然彩色茧丝的开发应用方面，日本、中国、泰国、柬浦寨、越南、印度等进行了很多研究工作。中国地域广大，大部分地区都适宜开发彩色桑蚕茧和野蚕茧资源。彩色资源开发应用，关键技术是品种选育和制丝技术。彩色蚕茧线色泽较稳定，在染整加工中变色较小，有一定的耐光牢度，是开发高档纺织品的极优材料。
　　1·1·3 原竹纤维
　　目前生产的竹纤维有两种：一种为天然竹纤维（也称原竹纤维或天竹纤维），另一种为竹浆粘胶纤维（属再生纤维素纤维）。天然竹纤维大多以纤维束存在，在物理-机械及化学加工过程中不破坏竹材的纤维素结构，只去除纤维素束内外的杂质（木质素、多戊糖、竹粉和果胶等），保留天然竹纤维素形态、分子结构和聚集态结构。原竹纤维的优点很多：有较高的强度，吸湿排汗性好，具有很好的抗菌性能和抗紫外线功能，制成服装具有凉爽舒适性。但原竹纤维在纤维提取过程中保留着纤维束状态，长度差异大，短者约2cm左右，最长的与竹节相近（约3Ocm左右），纤维纤度较粗，离散度大，手感稍有粗硬。目前，产量较低，价格偏高。由于原竹纤维性状和结构与苎麻相近，容易鱼目混珠。
　　1·1·4 麻类新原料
　　我国盛产各种麻类纤维，其中苎麻、亚麻产品已有较长历史，生产工艺己趋成熟。它们具有粗犷、凉爽、抗菌、抗紫外线等功能，制成纺织品深受国内外消费者青睬。为了扩大纺织用麻类原料，将可纺性差、染色难的大麻、黄麻、胡麻等用于开发中高档纺织产品，关键问题要解决麻的精练、纺纱质量和印染后整理技术等。
　　在我国热带、亚热带地区热带植物较多，开发利用热带天然植物纤维，如:剑麻、椰衣纤维、菠萝叶纤维、香蕉茎杆纤维，已引起纺织界的关注，将这些纤维制成地毯、沙发布、墙布等家用纺织品有很大的市场潜力。菠萝叶和香蕉茎杆纤维资源丰富，纤维品质比剑麻柔软纤细，可纺性好，也可制作高档服装面料。这两种纤维具有麻的特性外，还有风格独特，特殊光泽、热传导性好、凉爽光滑等特点。用纯天然香蕉茎杆纤维制成的时装在巴黎展出时，引起大家关注。日本日清纺织公司独自开发了香蕉茎杆纤维生产技术，用香蕉茎杆纤维和棉混纺（30/70）制成牛仔服和网球服、床单、毛巾等纺织品投放市场。我国也正在积极开发此类新原料和纺织品，开发成功将会有较大的效益。
　　1·1·5 新动物纤维——狗绒（宝丝绒）
　　在天然动物纤维中，山羊绒称之为"软黄金"，具有很高的性价比。我国新疆、内蒙古、西藏等地盛产山羊绒。近年来对山羊绒的需求剧增，过度放牧导致草原沙化，破坏了生态环境。因此，放牧养殖规模受到控制，寻求新的途径开发新的类似于羊绒性能的纤维引起重视。目前狗肉食品加工不断发展，在吉林、山东、河北等地都有养狗场，将狗肉和狗绒综合利用，狗肉用于食品加工，狗皮用于皮革制造，狗绒可用于毛纺原料，狗身上还有其它药用价值的部位可以综合开发利用。宝丝绒是一种理想的毛纺原料，各项物理机械性能接近于羊毛、羊绒，具有较好的可纺性，与其它纤维混纺制成织物，手感柔软，具有羊绒光泽和优异服用性能。据文献介绍，国内巳开始组建一定规模的养殖基地和配套毛纺加工企业，在全国形成一个新型的综合加工企业，发展宝丝绒生产。
　　1·1·6 天然蜘蛛丝
　　人类利用蜘蛛丝始于1909年，在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光学装置的十字准线，但对蜘蛛丝结构和性能了解甚少。到了20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深人研究，为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比，具有非常明显的优势，在力学强度方面，蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤Aramid、Kelve，等强度相接近，但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此，蜘蛛丝纤维在国防、军事（防弹衣）、建筑等领域具有广阔应用前景。天然蜘蛛丝主要来源于结网，产量非常低，而且蜘蛛具有同类相食的个性，无法像家蚕一样高密度养殖。所以要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。随着现代生物工程发展，用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白是一种新突破，不久有可能形成具有一定规模的人工蜘蛛丝纤维生产厂。
　　1·2 再生纤维素纤维
　　1·2·1 绿色再生纤维素纤维Lyocell
　　Lyocell纤维是采用NMMO作溶剂溶解木浆纤维素，经湿法纺丝制得，整个生产过程是环保的，溶剂NMMO基本全部回用。在20世纪 80年代末实现了工业化生产，到目前全世界生产Lyocell纤维的年产量已达15万吨以上，是近10年来发展速度较快的一种新纤维。在近十多年内生产和开发了很多Lyocell纤维纺织品，巳摸索了许多成功经验，对Lyocell纤维性能和染整加工特性已很熟悉，这里不再重复，可参考 "Lyocell纤维纺织品染整加工技术"一书。
　　1·2·2 高湿模量纤维
　　由于普通粘胶纤维湿强力低、模量小，在湿态时有易变形、保形性差等弱点，许多国外公司开发了新的高湿模量纤维，如：日本东洋纺公司的 Polynosic纤维、Lenzing公司用木浆生产的Modal、中国丹东京洋特种纤维有限公司引进日本东洋纺公司波里诺西克纤维的纺丝技术生产的 Richcel纤维。高湿模量纤维具有初始模量高，织物有身骨、湿态变形小、尺寸稳定性好，织物平滑、悬垂性好、吸湿导湿性好、色泽鲜艳、富有光泽，并具有较好的耐碱性，与棉混纺织物可进行丝光加工，是制作内衣、外衣服装的中高档新材料。
　　1·2·3 竹浆粘胶纤维
　　采用化学方法将竹材制成竹浆粕，将浆粕溶解制成竹浆粘胶溶液，然后通过湿法纺丝制得竹浆粘胶纤维。这种竹浆纤维已批量工业化生产，例如：吉林化纤集团有限责任公司（下属的河北藁城化纤公司）、上海化纤浆粕总厂、上海月季化学纤维有限公司、四川成都天竹竹资源开发有限公司等生产竹浆粕及竹浆纤维。目前生产的竹浆纤维在某些性能上不同于普通粘胶纤维，竹浆纤维具有可纺性好、纤维吸湿导湿透气性好、手感柔软、织物悬垂性好、染色性能优良、光泽柔亮等特点。开发的竹纤维纺织面料服装具有质地轻、穿着清凉爽快，并有抗紫外线、抑菌防臭防霉等保健功能。
　　1·3 再生蛋白质纤维
　　1·3·1 含牛奶蛋白纤维
　　从20世纪90年代初开始国内外致力于开发再生动物和植物蛋白纤维，日本东洋纺公司以新西兰牛奶为原料与丙烯腈接枝共混制成再生蛋白纤维 Chinon，上海正家牛奶丝服饰有限公司在1995年研制开发出牛奶纤维长丝，最近报导了山西恒天纺织新纤维科技有限公司研制了牛奶短纤维。牛奶丝具有蚕丝般光泽和柔软手感，有较好的吸湿和导湿性，较好的强度和延伸性，是一种制作内衣的优良材料。但因纤维耐热性差、色泽鲜艳度较差、价格较贵，影响了牛奶纤维大量推广使用。
　　1·3·2 大豆蛋自复合纤维
　　大豆蛋白纤维属于再生蛋白纤维类，是采用化学、生物化学的方法从榨掉油脂的大豆渣中提取球状蛋白，通过添加助剂，改变蛋白质空间结构，与聚乙烯醇（PVA）共混制成纺丝原液，经湿法纺丝而成。该纤维单丝纤度细、比重轻、强伸度较高、耐酸耐碱性较好，具有羊绒般的柔软手感、蚕丝般的优雅光泽、棉纤维的吸湿和导湿性及穿着舒适性、羊毛的保暖性。目前主要有常熟江河天绒丝纤维有限公司和绍兴嘉利绿纤有限公司生产的大豆纤维，大豆纤维可在棉纺、绢纺、毛纺、（羊绒）等生产设备上纺纱，能与其它天然纤维和化学纤维混纺交织开发针织产品（内衣、外衣、袜子等）和机织产品（服装面料、床上用品等）。此纤维本身呈现米黄色，难以漂白，色泽鲜艳度较差，耐湿热性差，在染整加工中应注意温度控制等关键技术问题。
　　1·3·3蚕蛹蛋自纤维
　　蛹蛋白丝由四川宜宾丝丽雅股份有限公司试生产，将蚕蛹蛋白提纯配制成溶液按比例与粘胶共混，采用湿法纺丝形成具有皮芯结构的含蛋白纤维。纤维具有较好的吸湿性、透气性，手感柔软、悬垂性好，但湿强力较低，纤维本身呈现较深黄色，会影响纺织品色泽鲜艳度。可采用活性、酸性、中性等染料染色，在染整加工中要注意它对酸、碱的敏感性，合理制定加工工艺。
　　1·3·4 纳米抗菌再生蛋白纤维
　　将猪毛、羊毛等废毛溶解，经提纯和改性与棉浆或木浆或竹浆溶液共混，在纺丝中加入纳米级二氧化铁，经湿法纺丝制成一种抗菌再生蛋白纤维。这种新纤维的加工技术由中科院工程研究所开发，在天鹅化纤集团公司试纺，还处于研发阶段。
　　1·4 其它再生纤维
　　1·4·1 甲壳胺纤维
　　甲壳素是一种天然生物高分子聚合物，广泛存在于昆虫、甲壳类动物（虾、蟹等）的硬壳中，它在门然界中的含量仅次于纤维素。甲壳胺是甲壳素的脱乙酰化产物，与纤维素的化学结构相似，都是六碳糖的聚合体，基本单元是乙酰葡萄糖胺。甲壳胺用稀酸溶解后纺丝制得的甲壳胺纤维是自然界中唯一带正电荷的再生纤维，在纤维中含有羟基和氨基官能团。兼有纤维素和蛋白质纤维的官能团，具有相当的生物活性、生物相容性，生物可降解性和优良的抗菌性能。它被广泛用作医用纤维制品，它与棉、毛、丝、麻、粘胶等混纺制成保健纺织品，当甲壳胺纤维含量在10%-30%范围，已有很好的抑菌性能和保健护理性能。由于甲壳胺纤维带正电荷，与阴离子型染料如：直接、活性、酸性等染料郡有很好的直接性，染色速度较快。
　　1·4·2 海藻Lyocell纤维——Seacell纤维
　　Seacell纤维也称海藻纤维，是将海藻与Lyocell 纤维结合而成的一种创新纤维。海藻种类很多，能用于纤维制造的有褐藻、红藻、绿藻几种，海藻中含有许多矿物质、碳水化合物、氨基酸、脂肪和纤维素等物质。海藻用在化妆品中可促进皮肤血液循环，激活细胞新陈代谢，具有保护皮肤娇嫩、结实、光滑功效，还具有消炎止痒功能，海藻中含有胡萝卜素，可被采用治疗癌症等。
　　Linzing公司在制造Seacell纤维过程中，首先将海藻粉末制成小于9µm的微细颗粒，将其粉末加在纤维素的NMMO溶液中，或在纤维素溶解前加入，形成由纤维素、海藻、溶剂（NMMO）和水组成的分散纺丝液，通过干湿法纺丝加工制得Seacell纤维。其强度与普通Lyocell 纤维相近，具有较好的可纺性。采用电镜分析，Seacell纤维具有明显的横向取向，晶区取向低，截面呈现多孔性结构。对Seacell纤维活性检测，证明海藻的活性成分在纤维制造过程中没有被破坏，并与多孔纤维基体结合。当使用时， Seacell纤维中海藻的活性物质在湿环境中会从纤维中慢慢释放出来，使皮肤具有健康保健作用。
　　1·5 新型和功能性合成纤维
　　1·5·1 超细纤维
　　纤维细度达0.5→0.35→0.25→0.27（dpf）的涤纶，规格有：50/144、50/216、50/288超细涤纶。还有杜邦公司生产的超细尼龙Tactel纤维，直径小于10 µm。做成服装具有极佳柔软手感、透气防水防风效果。
　　1·5·2 复合纤维（海岛型和分割型）
　　主要由PET/COPET或PET/PA组成，海岛型纤维：细度可达0.04-0.06dpf，还有易收缩海岛型复合纤维，可做仿麂皮绒外衣、家纺和工业用布。复合分割型纤维细度为0.15-0.23（dpf），有DTY丝80/36×12，也可做仿麂皮、桃皮绒纺织品。
　　1·5·3 吸湿排汗纤维
　　纺织品要达到吸湿排汗功能的方法可采用：（1）纤维截面异形化：Y字型、十字形、W形和骨头形等，增加表面积，纤维表面有更多的凹槽，可提高传递水气效果。（2）中空或多孔纤维：利用毛细管作用和增加表面积原理将汗液迅速扩散出去。（3）纤维表面化学改性：增加纤维表面亲水性基团（接技或交联方法），达到迅速吸湿的目的。（4）亲水剂整理：直接用亲水性助剂在印染后处理过程中赋于织物或纤维纱线亲水性。（5）采用多层织物结构：利用亲水性纤维作内层织物，将人体产生之汗液快速吸收，再经外层织物空隙传导散发至外部，达到舒适凉爽性能。
　　吸湿排汗纤维有新光合纤CoolTech、中兴纺织股份有限公司的产品Coolplus、南亚塑胶工业股份有限公司的Delight纤维、远东纺织股份有限公司的吸湿排汗纤维涤纶Topcool纤维、日本旭化成株式会社生产的Technofine纤维（W型结构的PET），杜邦公司的 CoolMax纤维等。
　　1·5·4 易染性涤纶纤维
　　（1）在分子结构中引进可染性基团（第三单体）如：分子中引进阴离子可染基团的阳离子染料可染涤纶CDP或HCDP和分子中引进阳离子基团的酸性染料可染型涤纶；
　　（2）改变分子规整性的聚对苯二甲酸1，3丙二醇酯（PTT）纤维和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纤维。
　　PTT纤维在1941年已有这种聚酯生产专利，由于生产1，3丙二醇（PDO）原料成本很高，一直未实现工业化生产。直到1995年德国 Degussa公司工业化生产了1，3丙二醇，使成本大大降低，随后美国shell公司在1995年5月推出了Corterra Polymer产品，建成了年产2.2kt丙二醇和年产5.5ktp门生产线，商品名为"Corterra"有长丝和短纤维品种。还有美国杜邦公司生产的 PTT纤维称"Sorona"、日本旭化成公司的"Solo"、韩国SK化学公司、台湾华隆和中国也有PTT生产。2004年11月加拿大聚合物有限公司建了世界上最大的年产9.5万吨PTT纤维的生产厂。PTT纤维具有弹性优良、模量较低、手感柔软、易染色等特点，是一种发展前景很大的聚酯纤维。
　　1·5·5 聚乳酸纤维（PLA）
　　生产原料乳酸是从玉米淀粉制得，故也称为玉米纤维，PLA纤维是在美国著名的谷物公司Cargill公司研制成功的玉米聚乳酸树脂的基础上，在1997年该公司和美国Dow Polymers公司合股成立了 Cargill Dow Polymers公司，全力发展了聚乳酸原料，到2002年聚乳酸年产已达14万吨，生产的PLA纤维商品名为Ingeo。日本钟纺、尤尼契卡和可乐丽公司生产的PLA纤维商品分别为Lactron、Terramac和 Plastarch，美国杜邦公司和孟山都等公司也开始开发PLA纤维。目前，商业化生产的PLA纤维是以玉米淀粉发酵制成乳酸，经脱水聚合反应制得聚乳酸酯溶液进行纺丝加工而成。PLA纤维之所以受到众多纤维公司和消费者关注，并显示强大的生命力，主要PLA纤维有许多突出的优点：
　　（1）原料来自于天然植物，容易生物降解，降解产物是乳酸、二氧化碳和水，是新一代环保型可降解聚酯纤维。
　　（2）有较好的亲水性、毛细管效应和水的扩散性；
　　（3）模量和弯曲刚度是涤纶一半，故手感柔软；
　　（4）有良好的回弹性、抗皱性和保形性；
　　（5）限氧指数较高（L0I 24-29），点燃后自熄性好、燃烧发烟量低，有较好阻燃性；
　　（6）有防紫外线能力，紫外线吸收率低；
　　（7）折射率低、染色制品显色性好；
　　（8）易染性，染色温度低于涤纶。
　　PLA纤维也存在一些缺点：a.耐磨性差，b.熔点低（约175℃）。
　　1·5·6 其它功能性涤纶
　　有抗紫外线（Anti-UV）、中空蓄热纤维、抗菌防臭纤维（Anti-bacterial）、阻燃纤维、远红外纤维、负离子纤维等，这里不再一一介绍了。各种新纤维开发成功拓展了纺织新原料，开发纺织新品种给纺织印染企业带来了许多挑战和机遇。

二、新纤维纺织品染整加工特性

　　上面介绍了国内外已商业化或正在开发的新纺织纤维，由于纺织原料的多样化和新颖化，给染整加工带来了很多困难和技术难题，这里将已商业化的部分新纤维染整加工要点作一介绍。

　　(一)聚乳酸纤维(PLA)的染整加工要点

　　l.PLA纤维结构和性能:

　　将日本钟纺公司生产的PLA纤维Lactron与涤纶比较，列于表1中。

　　表1 "Lactron"PLA 纤维和涤纶性能比较

　　*根据PLA特性制定染整加工工艺。

　　2.PLA纤维织物染整工艺流程(染色产品)

　　Cargill Dow polymers公司建议的PLA织物工艺:

　　(1) 机织物:上浆一织造一预定型一退浆一精练一染色一还原清洗一干燥一后定型一整理;

　　(2) 针织物:纺织一预定型一精练一染色一还原清洗一干燥一后定型一整理。

　　3.PLA织物前处理工艺

　　PLA针织物精练主要去除纤维上油剂、尘埃等，机织物要进行退浆。PLA纤维分子中含有酯键，对碱较敏感，精练时采用纯碱在中低温条件下进行。 Dystar公司推荐的精练条件：纯碱0.5g/L、Kielaron Jet B O.5-1.0g/L、在60℃下处理15-20分钟，冷却到40- 50℃时排液。PLA纤维由于模量小、弯曲刚度小，纤维本身较柔软，不需要进行碱减量加工。又因为 PLA不耐烧碱，在稀烧碱溶液中80℃处理几小时后，纤维失重严重、分子量下降、纤维表面被刻蚀、强度下降，不能进行碱减量加工。

　　4.PLA纤维染色

　　合理选用分散染料对PLA纤维染色，将有利于降低染色成本、减少废水排放、提高染色牢度。Dystar公司根据有关PLA纤维染色性能的研究结果，推荐使用如下染料:

　　(l)Dispersol嫩黄XF、黄棕C一VSE、红C-4G、玉红C一B、紫C一VS、湖蓝C一2G、军蓝C一VS和Palanil深蓝3RT一CF、藏青3GR一 CF和黑3G一CF等，这些染料能满足常规耐洗牢度要求；

　　(2)Dispersol嫩黄XF、黄棕XF、深红SF、玉红XFN、蓝XF、藏青XF、黑XF等，这些染料能满足高耐洗牢度要求。原日本三井 BASF株式会社推荐的中浓色染料是:Dispenol嫩黄XF、黄棕C一VSE:、玉红C一B、蓝XF、湖蓝XF，Palanil玉红ECO CC 等。还有高日晒牢度淡色用三原色是Miketon黄ECO CC一E、红 ECO CC一E和Trial蓝01。在上述所推荐的分散染料中大多是中温型染料比较适合于染PLA 纤维。

　　尽管PLA纤维的结晶度高于涤纶，但熔点和Tg温度较低，折射率也低，因此分散染料可染性好，易染得深浓色。一般情况PLA纤维在110℃下染色即可，没有必要采用纺织新材料及染整加工特性更高温度染色，高温反而使PLA 纤维降解。涤纶染色时间取决于所染颜色深度(浓淡)，深浓色需要时间长。而对PLA纤维来说，染中等色深时，保温30-45分钟即可完成。分散染料对涤纶染色的匀染性主要决定于上染速度和高温移染性，PLA纤维也遵循这个规律。研究表明PLA纤维用分散染料染色时，染料上染主要发生在85-105℃温度之间，该温度范围即为PLA纤维的临界染色温度，它比涤纶纤维低15- 20℃左右。临界染色温度范围是控制匀染的重要温度区，在该温度区开温速度应放慢些，才能保证PLA纤维的匀染。PLA纤维染色后进行还原清洗是十分重要的加工环节，适当的还原清洗有助于染色牢度的提高。但由于PLA纤维的玻璃化温度(Tg)较低、且对碱剂比较敏感，因此还原清洗条件要缓和。Dystar 日本公司建议如下还原清洗条件:保险粉2g/L、非离子洗涤剂2g/L、纯碱1-2g/L，在60℃条件下清洗15分钟即可。也可采用BASF公司的酸性还原清洗条件:还原清洗剂Cyclanon ECO 2-3g/L，用Eulysins或醋酸调节pH值到3.5-4.0，80℃还原清洗15分钟。 Dystar公司和Cargill Dow Polymers公司共同推荐的染色方法如图1所示:

　　5.PLA纤维的热定型

　　热定型能增加热塑性纤维的结构稳定性，能使其纱线、织物尺寸稳定，提高染色稳定性和均匀性，同时也会影响到纤维的着色性能，影响程度取决于热定型的温度和时间。由于PLA纤维Tg和Tm温度比涤纶低，因此热定型温度不能过高，Cargill Dow Polymers公司建议染前预定型温度为 120-130℃，染后定型温度可采用135℃左右。根据PLA纤维纺织品用途，可以进行阻燃、抗菌、防紫外线等功能整理，这里不再介绍。

　　(二)竹纤维纺织品染整加工要点

　　竹纤维有两种，原竹纤维结构和性能与苎麻和棉相似，它的染整加工可以参考苎麻和棉的工艺；竹浆粘胶纤维与普通粘胶、Modal纤维等再生纤维素纤维加工相类似。为了提高原竹纤维的染色性能，与棉和麻一样需要进行丝光加工。

　　1.原竹纤维纺织品的烧碱丝光处理

　　(1)处理方法

　　天然竹纤维的结构比棉紧密，结晶度比棉高(原竹纤维结晶度71.3%、棉为65.7%)，为了提高其化学反应性能和染色性能，织物需用烧碱进行丝光(有张力)或碱缩(松弛)处理。烧碱处理试验方法：天然竹纤维在不同浓度的烧碱溶液中松弛处理3min，处理温度23℃，浴比1:30。处理后水洗、酸中和、水洗、晾干。

　　(2)结晶结构变化

　　天然竹纤维结晶变体属于典型的纤维素I，经碱浓度为130g/L烧碱溶液处理后，纤维素的结晶变体由纤维素I部分转变成纤维素Ⅱ。当烧碱浓度达190g/L时，纤维素的结晶变体全部为纤维素Ⅱ，原竹结晶性大大降低，反应能力提高，与棉一样具有丝光化作用。

　　(3)浓烧碱处理后性能变化

　　碱处理后竹纤维的强力降低，而断裂延伸度增加。末碱处理的竹纤维回潮率为7%左右，当碱处理浓度为130g/L以上时，回潮率迅速增大，碱浓为 190g/L时，竹纤维的回潮率达到最大值，接近11%。这说明烧碱浓度达到一定值时引起纤维膨化，结晶性下降，结构变疏松；另外，纤维素大分子中葡萄糖环上游离羟基数量增多，纤维内外表面积增加，导致了碱处理后的竹纤维吸湿性增大、化学反应能力增强。竹浆粘胶纤维结晶度约为46%，因结构疏松、不耐浓烧碱，不需要丝光或碱缩处理。

　　2.原竹纤维的染色性能

　　了解竹纤维的制造过程、聚集态结构以及一些主要化学、物理机械性能后，不难掌握竹纤维的染色性能和染色工艺。天然竹纤维的纺织品染色与棉麻制品相似，竹浆粘胶纤维的染色与普通粘胶纤维的染色类似，采用直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料等都能用于竹纤维染色。竹纤维的染色性能可从染料上染率、染色试样的表现色深K/S值、染料提升性、染色速率等方面进行讨论。并采用Everdirect红BWS 对原竹纤维染色，染色结果表明:

　　直接染料对天然竹纤维的直接性、上染速率、提升性能比棉纤维差，染相同深度的颜色，竹纤维需要更多的染料。竹纤维经松弛式烧碱处理后吸附染料的能力增强，当烧碱浓度为1.15-1.30g/L时，直接染料上染量增加的幅度最大，采用190g/L以上浓度烧碱处理，可使直接染料对竹纤维的平衡上染百分率、染深性和染色速度达到与碱处理棉纤维相同水平。

　　3.竹纤维纺织品染色工艺

　　天然竹纤维和竹浆粘胶纤维制成的纺织品，因其具有许多优良的服用性能，深受国内外消费者欢迎。目前已有许多企业攻克了天然竹纤维的纺纱技术、织造和染整技术，开发了各种纯纺或混纺(交织)针织或机织产品，下面介绍两个实例:

　　例一:上海第二印染厂费浩鑫高工介绍的竹浆/Tencel混纺织物高温湿短蒸工艺竹浆纤维70/Tencel 30混纺织物:30/30(75 ×75)平布、40/40(133×72府绸、30/30(108×58)卡其、40/40 (133×100)缎纹、20S/2x20S /2(80× 46)卡其。

　　工艺流程:翻布→缝头→烧毛(二正二反)→无碱退煮漂一步法(100%H2O2、3%owf、助剂A lO-15% Owf，lOO℃，2h)→染色→整理。

　　染色工艺：多浸一轧→高温湿蒸(温度160℃，RH35-40%，2-3min)→皂洗→平洗→整理。采用Megafix BES染料，染浴中加小苏打、尿素。

　　成品指标:

　　表2 竹纤维/Tencel混纺织物质量指标

　　例二原竹/绢丝针织物染整加工

　　原竹/绢丝(30/70)混纺针织纱(纱线烧毛)由浙江桐乡天隆绵制品有限公司生产，由无锡明丽雅真丝针织时装有限公司编织和染整加工，制成女装和T恤。

染整加工流程：坯绸准备→前处理(精练、漂白)→染色(一浴法)→固色→皂洗(在溢流机上进行) →水洗→柔软→成品。

采用精练漂白一浴法:精练剂1-2g/L、渗透剂0.5-1g/L、纯碱3-5g/L、30%双氧水4-8 g/L、稳定剂2-3 g/L，在98℃条件下处理60-90min。

染色工艺：采用活性染料(Megafix B、BES或Everzol ED)染成同色或异色，染色方法同真丝织物，染后充分皂洗，水洗，能获得较好色牢度。

　　（三）大豆蛋白纤维纺织品染整加工特性

　　大豆纤维具有羊绒般柔软的手感、真丝般柔亮的光泽、天然棉的吸湿和导湿性、较高的强伸度等优良的性能，各地纺织厂、针织厂、印染厂和服装厂等企业积极开发大豆纤维及其混纺交织纺织品投放国内外市场，已有部分漂白纤维原料、大豆纤维/羊绒或绢丝的针织品和大豆/棉交织床上用品销往国外。大豆纤维虽然有许多优点，但也有一些缺陷，如：

　　(1)纤维本身较黄，难以漂白；

　　(2)纤维较细而滑，易产生起毛现象；

　　(3)纤维由两种成分组成(大豆蛋白质和聚乙烯醇)，导致染色均匀性差；

　　(4)纤维耐湿热性差，对染整工艺和设备要求高；因此，如何在染整加工中保留其原有的优良特性，克服大豆纤维的缺点，这给染整加工带来了较大难度。

　　这里把开发大豆纤维纺织产品过程中，几个关键技术问题作一探讨:

　　1.不同漂白方法的漂白效果和对染色影响

　　(1) 各种漂白方法的工艺条件见表3所示：

　　表3 各种漂白方法的工艺条件

　　(2)不同漂白方法的漂白效果

　　表4 不同漂白方法大豆纤维纱的性能和漂白效果比较

　　注:(a)试样为50S/2(11.66tex/2大豆纤维纱;

　　(b)亨特白度指数(WI)在美国HunterLab公司的Ultrascan XE测色仪上测量;

　　(c)在Cario Erba MODl106型元素分析仪上测定含氮量，按含氮量(%)×6.25计算大豆蛋白含量;

　　(d)最大热分解温度在TA Instruments公司的SDT-2960 DSC-TGA热分析仪上测定。

　　从表4可知，氧漂法普遍比还原漂白度高，但纤维失重率较大，而纤维强力差别不大，说明大豆纤维在双氧水碱性中漂白时，纤维中蛋白质水解流失较多；其中亚氯酸钠漂白剂对大豆纤维中蛋白质发生氧化和氯化作用，使蛋白质分子链断裂，致使蛋白质组分流失严重，由于蛋白质大量流失，使残留的大豆纤维白度趋于提高，从表4看出，亚漂后的大豆纤维纱的白度可达80以上。大豆纤维用亚氯酸钠漂白时，随着亚氯酸钠浓度增高，纤维白度提高，而失重率明显增大，蛋白质损失严重。建议对白度没有特殊要求的情况下，不要采用含氯氧化剂(亚氯酸钠，次氯酸钠及其他含氯助剂)处理大豆纤维，以免大豆纤维中蛋白质流失过多，影响纤维性能。

　　(3)不同漂白法对大豆纤维染色性影响

　　氧化和还原漂白的大豆纤维用酸性染料Everacid红N-B和活性染料Remazol艳蓝R-X染色，由酸性染料染色结果可知，保险粉和硼氢化钠/亚硫酸氢钠漂白试样的可染性较原样没有降低，二氧化硫脲漂白试样的可染性略有降低。氧化漂白后大豆纤维的酸性染料可染性均发生了较大程度的降低，其中尤以双氧水/TAED和亚氯酸钠漂白降低得最多。由活性染料染色结果可知，还原漂白对活性染料上染率的影响很小，氧化漂白对活性染料上染率和固着率的影响较大，其中双氧水/TAED和亚氯酸钠漂白的影响更大。因此，不同漂白方法对大豆纤维的染色都有一定程度影响，在实际生产中必须严格掌握漂白工艺，才能保证染色品色泽的稳定性。

　　2.大豆纤维耐碱性及丝光工艺探讨

　　用双氧水或还原剂漂白时，用纯碱调节漂液PH值为10-10.5范围，在90-95℃时漂白60-100分钟条件下，纤维受损较小，纤维中蛋白质组分基本不损失。烧碱对大豆纤维的作用要比纯碱大得多，在高温下低浓度烧碱使大豆纤维中蛋白质水解而流失，随着烧碱浓度增大，处理温度增高、处理时间延长，其蛋白质流失更为严重，纤维破坏。

　　对大豆纤维/棉混纺(或交织物)(棉比例＞50%)的深浓色产品来说，为了提高棉组分的化学反应性、增加染料的上染和透染性，需要进行丝光加工，在丝光过程中烧碱对大豆纤维的影响如何?采用50:50大豆纤维/棉混纺的直贡呢进行丝光加工试验，丝光前织物先经烧毛、退浆、漂白。丝光工艺：在直辊丝光机上进行加工，烧碱浓度为180-200g/L，去碱箱温度控制在85-90℃，其它按棉布工艺。经丝光织物测定平方米重量、强力、含氮量(N)等指标。结果表明丝光前后变化不大，蛋白质基本不流失，织物未受损伤，但毛效值和染色布染料渗透性和深度都比未丝光织物好。因此，大豆纤维棉或麻混纺织物可以采用中低浓度烧碱丝光工艺(半丝光)，来提高织物的染色性和棉光泽效果。

　　3.大豆纤维及其织物染色简介

　　大豆蛋白纤维是由大豆蛋白质和聚乙烯醇按一定比例共混而制得的一种含大豆蛋白纤维。在纤维中含有一定的羟基、氨基、羧基等极性氨基酸，还有小部分未交联的聚乙烯醇分子上羟基。因此，它能用活性、酸性、中性、阳离子、直接、还原、硫化、分散等染料染色。阳离子染料、分散染料和直接染料色牢度较差，生产上很少使用；还原和硫化染料因染色在强碱条件下进行，导致大豆纤维中蛋白质的损伤而不使用。

　　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。中深色可选用价格低的国产KN型、M型、Everzol ED 型、Megafix B型或BES型活性染料;浅色可选进口染料，如：Remazol RR、Levafix CA、Cibacron LS和FN等。建议不使用毛用活性染料，如Lanasol、Realan、Eversol等染料，因为这些染料在大豆纤维上的上染率和固着率很低。

　　4.大豆纤维耐热性和湿加工温度控制

　　(1)干、湿热处理对大豆纤维性能影响

　　根据试验结果，干热处理温度21O℃以上大豆纤维有明显的泛黄、白度下降，收缩率增大(18%左右)和强力下降，在210℃以下短时间处理，纤维性能基本不变。

　　在湿热处理温度为100℃以上大豆纤维软化，发生明显收缩强力下降严重、断裂伸长增大、白度下降。大豆纤维耐湿热性较差，主要由于大豆纤维中PVA组分不耐高温，软化温度低而造成的。

　　(2)染整加工过程中温度控制

　　大豆纤维耐干热处理而不耐湿热性处理。因此，在染整湿加工中特别对温度的控制严格要求，温度过高会导致纤维泛黄、强力下降，蛋白质组分流失、染色不匀，产生色花色差。在张力较大设备上加工织物伸长、门幅收缩严重、尺寸稳定性差、织物手感发硬等问题。

　　具体来说，在染整加工中应注意：

　　(1)小洋前处埋、染色试验不能直接在电炉上，应在水浴上进行；

　　(2)退浆、漂白、染色等湿加工过程中温度必须控制在95℃以下，(最好在90℃左右)，温度越低对织物手感、纤维性能影响愈小；

　　(3)大豆纤维与氨纶、涤纶、锦纶等混纺交织物热定型温度应控制在185记以下;

　　(4)织物从湿态到干态烘千过程中温度应控制在1OO℃以下，"低温慢速"烘干比"高温快速"烘干产品手感好;

　　(5)染整湿加工应采用低张力、无张力设备加工为宜。

　　(6)成衣熨烫温度要低些，不能将熨斗直接重压接触织物，熨斗和织物之间要有垫布，不然会产生极光、变色和手感发硬。

　　(7)大豆纤维织物烘干设备，适宜用非接触式烘干机，如：热风拉幅机、热定型机等；用接触式烘干机(滚简烘干)易产生极光和手感偏硬。

　　（四）PTT纤维纺织品染整加工要点

　　聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维与涤纶(PET)的化学组成不同，它的基本链节中有三个亚甲基，产生"奇碳效应"，分子链在三个亚甲基处易弯曲、旋转，形成Z形空间结构，分子间聚集密度小于PET，玻璃化温度(Tg)和熔点(Tm)比PET低。因此，PTT纤维具有拉伸回弹性好、手感柔软和优良的染色性。

　　1.PTT与其它合纤性能比较

　　表5 PTT纤维性能

　　2.PTT纤维织物的染整工艺流程和前处理工艺

　　美国壳牌化学公司推荐的工艺流程：精练→碱处理(可选) →预定型→染色→定型→(柔软处理)→成品。

　　精练条件：纯碱2g/L、Keilaron Fdt B lml/L，60℃处理30分钟，用60%醋酸中和5分钟。PTT纤维与PET一样。烧碱处理可以改善织物手感、悬垂性和舒适性，根据织物成品要求而定。一般来说，PTT纤维本身比较柔软、弹性好，故不需要碱减量加工。

　　预热定型：可消除织物上皱印、不平整及达到门幅稳定和染色均匀性，需要进行预定型。

　　3.PTT纤维染色性

　　(1)染色深度比较：采用低温、中温和高温型分散染料(Dystar公司)在不同温度下染PTT和PET纤维，其表观色泽(K/S)见表6。

　　表6 不同分散染料对PTT和PET染色深度比较

　　注：PTT纤维为1.7dtex、PET纤维为l.Odtex，18S纱针织物。

　　(2)染色牢度:

　　Dyster日本公司用Dianix分散染料染色的PTT和PET织物作了色牢度测定，普通型Dianix染料染色的PTT织物水洗牢度比PET 低半级左右，而碱易洗的Dianix HF染料的水洗牢度两种纤维一致。BASF公司测定了用Dispersol藏青XF、黑XF， Palanil ECO藏青CC和黑CC染色的PTT和PET纤维的水洗、碱汗渍、摩擦、日晒等牢度两者无差别。

　　(3)染色过程和工艺

　　日本三井BASF公司对低温，中温和高温型分散染料在PTT纤维上的升温上染速率进行了测定：低温型分散染料Miketon ECO CO-E在染色温度达到60℃时，已有较多的染料发生吸附，当温度达到100℃时，染料的吸附量不再增加；中温型染料Palanil ECO CC和高温型染料 Palmil ECO CC-S在75-105℃之间上染率变化较大。由于PTTT纤维的Tg约为55℃，PET纤维的Tg约在70-80℃，因此在低温下分散染料在PTT纤维上上染量高于PET纤维，临界染色温度范围也比PET纤维低2O℃左右。为此PTT纤维始染温度应在40-50℃，在70- 105℃之间应控制开温速度，采用缓慢升温或分段逐步升温，保证染色的均匀性。保温温度应根据染料类型确定:低温型染料在98-110℃，中温型染料在 110-115℃，高温型染料在110-12O℃。PTT纤维染色过程见图2。