氨纶弹性织物染整工艺探讨

自1959年美国杜邦公司首次实现了聚氨酯溶液干法纺丝的工业化生产以来﹐氨纶在纺织纤维领域中的地位日益突出﹐尤其是近几年来氨纶弹力织物风靡世界。氨纶弹力针织内衣﹑泳装﹑运动服是服装领域中的走俏产品。氨纶是我国的商品名﹐其学名为聚氨基甲酸酯弹性纤维。国际化纤商品系统中﹐凡至少含有85%的聚氨酸链段的弹性纤维称为 “Spandex”(斯潘德克斯)。目前全世界有18个国家生产氨纶。如果以生产企业划分则美国杜邦集团商品名 “Lycra”(莱卡)的生产规模占全世界市场的50%﹔其次是德国拜耳公司生产的 “Dolarstan”占世界市场的23%﹔第三是日本东丽杜邦公司生产的 “Opelon”。目前我国氨纶年产量约为5000吨﹐预计到2000年可达到8000吨~10000吨。氨纶的特殊大分子结构﹐决定其具有优异的弹性﹐与其它纤维混合制成的弹力针织物既具有一般纤维优良的性能(如棉纤维的吸湿性)﹐又具有优异的弹性。用其制成的服装﹑袜子等穿着舒适(有弹性﹐无压迫感)﹐活动自如﹐又能显示形体美﹐是妇女首选的紧身服装。随着体育运动的日益发展﹐对各种紧身运动服﹐休闲服需求量也极大﹐在外衣上也有广泛的应用。

氨纶弹力针织物一般是棉﹑毛﹐弹力锦纶等为地组织﹐氨纶丝为衬纬﹑衬垫﹑添纱等方式进行交织的。近年来随外着服装的内衣化﹐运动装的流行﹐细支高弹纱交织针织经编或纬编织物得到了广泛的应用。由含高弹丝的纱编织的针织物﹐其弹性可与身体自由活动所需的弹力相当或略为大一些﹐从而满足了人们对服装穿着舒适贴体和保持外形不变的要求。

氨纶弹力针织物染整加工方法与非弹力针织物有所不同。为使弹力织物具有一定弹性﹑尺寸稳定性﹑布面平整性﹑色泽多样性﹐达到所要求的风格﹐必须仔细控制染色和后整理工艺条件。由于过高的张力﹑同温或长时间热﹑湿处理能够改变氨纶物理性能﹐所以还应仔细选择这些工艺条件。

氨纶弹性织物在湿热处理中﹐随着纱线﹑坯布内应力的消除﹐氨纶丝也在急剧收缩﹐易出现幅宽过窄﹑折痕等现象﹐影响成品的服用性能和各项物理指针﹐同量后整理过程中缩水率稳定的控制也是我们研究工作的一个重要内容﹐否则会在服装制作过程中片与片﹑面料与辅料缝制时或水洗后产生折皱﹑松弛等现象﹐为此以过反复研究与对比试验﹐采用了热定形和预缩措施﹐从而保证了良好的产品风格和服用性能。

氨纶弹力针织物染整加工的一般工艺流程

氨纶包芯纱针织物的染整工艺流程

预松弛----定形----精綀----漂白----染色----整理

氨纶裸丝与其它合纤交织的经编织物的染整工艺流程

缎状网眼或弹性网眼组织，这些针织物属于高弹力单向拉伸性织物(氨纶锦纶混用)，其染整工艺如下：

面料(筒状)----松弛处理(平幅)----预定形----染色----树脂整理

双向拉伸经编织物，这些织物属于低弹织物(氨纶锦纶混用)其染整工艺如下：

面料(筒状)----松弛处理(平幅)----预定形----假缝合----染色----柔软整理

全弹牛仔布经纱上浆主要配置为：煮纱方式三浸一轧，烘干汽压0.4~0.5Mpa，呢毯汽压0.3~0.4Mpa，预缩量30%~35%，经向缩水率可控制在6%以内，纬向缩水率可控制在5%以内 并且对烘干机和预缩机进行改造，提高橡胶毯预缩率和呢毯的轻微拉伸，拉伸过的织物进行一定时间的堆置存放，使其充分收缩 利用现有设备较好地完成了织物的热定型问题，保证了成品布缩水率的稳定，满足服装制作需要

正常的精纺毛织物经湿热处理后，其内应力得到了应有的消除，使一直处于疲劳状态的毛纤维得到了一定的恢复，手感有了一定改善，幅宽有了一定的变化 而弹力毛织物除具有上述状态外，经湿热处理后的氨纶弹性丝，随着纱线坯布内应力的消除，其氨纶弹性纤维也急剧收缩，由于其收缩变化太大，会出现严重问题 例如易出现死折折痕和幅宽过窄等现象，也影响了成品的服用性和各项指标 经反复研究和对比试验，探索出一整套成熟的加工工艺流程和质量把关措施 即：预缩®轻蒸®定形®洗呢®煮呢®吸水®烘干®中检®熟修®蒸刷®剪毛®定形®罐蒸®预缩。通过此工艺整理的弹力毛织物不但呢面平整﹐尺寸稳定和弹性良好﹐而且具有手感活络﹑光泽自然

等特点。

氨纶弹力针织物染整加工的一般工艺

准备工序

氨纶弹力针织物在织造过程中﹐由于受到张力作用﹐产生较大的拉伸变形。虽然氨纶具有较好的弹性回复能力﹐但仍有相当一部分的缓弹变形﹐使氨纶坯布存在较大的残余应力。这种应力将会使织物结构发生变形﹐织物的门辐﹑平方米克重等质量指标难以控制﹐对后工序的染色和整理均会产生较大的影响。松弛处理的目的就是使织物充分预缩﹐消除织物内部剩余应力。

通常氨纶的针织物在染色和后整理之前﹐在松弛状态下经受蒸汽或热水处理﹐使坯布松弛﹐以免导致以下残疵﹕纱线起皱﹑针织结构变形(尤其对光洁表面织物)以及染色不均匀和后整理不均匀。

平幅织物﹐如弹力网眼经编织物可用下面几种方法达到松弛的目的。

A﹑经过一个汽蒸箱﹔

B﹑汽蒸拉幅﹔

C﹑热水处理。

其中用汽蒸箱汽蒸处理织物比汽蒸拉幅和热水处理可获得更为松弛的效果﹐因而使用较多。松弛阶段的长度取决于织物的结构﹐汽蒸产生的速度和织物通过汽蒸箱的速度。汽蒸时织物堆积在小型J型堆布箱里﹐这种装置允许织物产生附加纵向收缩﹐使织物最终具有稳定良好的外形尺寸。

圆筒形针织物﹐可以通过无张力汽蒸轧光或转动来松弛。在汽蒸轧光中得到的收缩量取决于超喂量﹑汽蒸供给量和织物速度。汽蒸和滚动和条件必须可调﹐以得到最大的回缩。

氨纶弹力纬编针织产品采用了纱线烧毛丝光和坯布工艺方法。因纬编弹力针织产品采用的是在纬编时加氨纶的工艺﹐所以纱线毛丝光对氨纶无影响。在坯布烧毛丝光时﹐由于氨纶弹性丝受热易融化变形﹐影响弹力﹐所以在烧毛速度。同时由于氨纶弹力丝在织物的背面或夹在中间﹐不直接与火焰接触﹐因此烧毛对此影响不大﹔为了减轻丝光对氨纶丝的影响﹐采用干丝工艺。在丝光时工艺参数配置为﹕温度15℃﹐速度25米/分(时间约5分钟)﹐浓度26.5°Be,由于是干丝光﹐应在丝光液中加入1%的渗透剂﹐丝光后立即用醋酸中和水洗。经双烧丝处理后的弹力针织品﹐色彩鲜艳﹐外观美观﹐光洁度高﹔穿着舒适﹐活动自如无压迫感﹐且吸湿透气﹔通过服装的款式设计﹐使其具有强烈的现代感﹐服装的弹性好﹐能充分体现人的形体美。

色织氨纶弹力织物﹐首先要解决氨纶弹力色纱的生产问题。氨纶弹力色纱的生产有两种路线﹐一是采用先染纱﹐再与弹性丝包缠的工艺路线。它适合多品种﹑小批量的色织产品的特点﹐在色织中庆用较多。但加工工艺流程长﹐加工成本较高。二是采用氨纶弹力包缠本色纱再进行煮﹑漂﹑染色工艺路线。虽可弥补前者不足之处﹐但又带来氨纶弹力丝因煮﹑漂﹑染产生的诸多问题﹐如﹕棉/氨纶弹力本色纱煮练不能采用普通纯棉的工艺﹐因为在普通纱煮练工艺条件下氨纶弹力受热碱损伤。煮练后纱线质量较好﹐完全可以满足染色工艺要求。但棉籽壳去除不理想﹐对浅色纱染色需要漂白。对浅色纱可采用煮漂一浴法对棉籽壳去除效果好。此工艺流程为﹕前浸水(升温至90℃)→配液煮练(90~95℃/40分钟) →排液→热洗(90℃/20分钟) →排液→温洗两次(60℃/10分钟/2)冷水两次(5分钟/2)。在染色工艺流程中﹐涤棉/氨纶弹力纱在张力状态下施加不同负荷伸长后其弹性恢复率差异不大。其塑性变形率和伸长率相关﹐伸长率越大﹐塑性变性率越大。这说明涤棉/氨纶弹力纱应有自然松弛状态下的染色方式﹐而不宜采用氨纶弹力丝伸长状态下的染色方式。

锦纶/氨纶丝袜因氨纶弹力丝的回弹而使袜面线圈密集﹐特别是粗号氨纶弹力丝袜表面线圈杂乱蓬松﹐因厚重不易染匀染透。经试验优选后的工艺为﹕前处理→染色→水洗→柔软处理→脱水→定型。即﹕清除污渍利于染色﹐促使线圈回缩平整﹐低温入染﹐缓慢升温﹐加长保温时间﹐达到色泽均匀纯正。筛选助剂﹐合理选择用量﹐处理温度和时间﹐以获得优良的弹性滑糯绒面感的效果。

采取以上技术方案﹐解决了氨纶弹力产品生产中的关键技术问题﹐生产出的产品弹性好﹑回弹率高﹑缩水率稳定﹐符合服装加工要求。

热定型

氨纶弹力针织物如棉氨针织物﹐在充分松弛后进行热定型处理﹐可使织物尺寸稳定﹐降低缩水率﹐同时也防止在随后的湿处理过程中出现折皱﹑绳状皱痕以及稀路等疵病。棉氨针织物的热定形温度范围在180℃~195℃﹐时间一般为35S左右。因为定形后棉氨针织物的氨纶和棉都会少量收缩﹐所以定形幅宽应比最终产品要求的幅宽在5%~~15%﹐以使弥补织物在随后的湿加工中可能发生的任何收缩。对于开幅织物﹐为了去除织物中间的痕迹线﹐定形幅宽应比最终产品要求大15%以上。

煮练

氨纶在纺丝过程中使用了大量的纤维油剂﹐同时在织造过程中织物会沾上油污或其它污渍。如果是棉氨针织物﹐其坯布上还会有大量的浆料﹑棉籽壳﹑油脂等杂质﹐故在染色和整理之前必须进行煮练以去除浆料杂质。

一般而言﹐氨纶弹力针织物进行煮练时﹐可根据不同的品种规格用适量的碱﹑渗透剂和洗涤剂来煮练。温度和时间的确定应以去除浆料﹑油污﹑杂质为依据﹐同时尽可能减少氨纶弹性的损伤。煮练常用的方法有﹕卷染机煮练﹔槽洗或搅拌煮练﹔喷射或卷轴煮练﹔溶剂煮练。可根据织物不同而采用相应的煮练方法。

漂白

氨纶的弹力针织物常常要求漂白﹐漂白目的是为了使氨纶针织物中的其它纤维增白(如棉)﹐氨纶本身很白无需再漂白。漂白时只能选用双氧水﹑过硼酸钠或保险粉这类漂白剂﹐不宜选用含氯的漂白剂(如漂白粉﹑次氯酸钠和亚氯酸钠)﹐因为活性氯能使氨纶纤维发生降解除﹐强力下降严重。漂白过程中PH值若小于7﹐则氨纶泛黄。

采用双氧水漂白时﹐可根据织物的特征用量的双氧水﹑稳定剂﹑洗涤剂﹐用氢氧化钠调节PH值到10.5~11。工艺可采用浸染工艺﹐设备可用绳染机或溢流喷射染色机。还原漂白时﹐常用还原亚硫酸氢钠﹐同时加入适量的偏亚硫酸氢钠﹐于80℃漂白45min~60min。如果需特白织物﹐可以在漂白之后用荧光增白剂增白﹐如棉氨针织物可用VBL增白等。

染色

氨纶除了优异的弹性性能外﹐还具有较好的染色性能。对酸性染料﹑媒染染料﹑金属络合染料﹑分散染料和还原染料都具有亲和力。大多数铬媒染料﹐某些金属络合染料和还原染料都显示良好的综合的牢度。但是铬媒染料的色泽一般较为萎暗缺少鲜艳的颜色﹐其耐光牢度有时也达不到外衣标准。在实际生产中﹐浅色至中色范围内﹐酸性染料可使成品牢度达到要求。分散染料次之﹐可用于耐洗要求不高的织物﹐或者用它们来遮盖酸性染料。如杜邦的锦纶和氨纶混合织物可采用分散染料﹑铬媒染料﹑酸性染料和金属络合染料进行染色。

染色工艺﹕

A﹑分散染料﹐50℃调配染浴﹐加入分散染料﹐以的速度升温至90℃﹐染1.5h左右﹐进行洗净烘干。

B﹑铬媒染料﹐60℃左右调配染浴﹐加入铬媒染料﹐以1℃/min左右的速率升温至90℃﹐加入2.0%甲酸﹐在90℃染30min﹐再加入2.0%的甲酸染1h ,洗净并烘干。

C﹑使用优选的酸性染料和金属络合染料染锦纶和氨纶混合针织物是一项新技术﹐它能对这两种纤维有良好的染色性能﹐其耐洗度和耐光牢度优于染同样色泽的分散染料。这一染色工艺中必须选择良好的助剂﹐如默波HCS和Triton X-400。在卷染机上染色工艺为﹕ 浴比2﹕1~4﹕1﹐在30℃调配染浴分两次加入3g/L的默波HCS和3g-L~4g/L的TRITON X-400﹑4g/L的硫酸氨。用氢氧化钠将PH值调到8.5~~9.0﹐分两次加入优选的酸性染料和金属络合染料。将温度升至55℃~~60℃染两遍后﹐再升到80℃染两遍﹐最后升至95℃染4遍﹐冲洗﹑排残液。其它氨纶弹力针织物的染色力法可根椐纤维的性能﹐所需的颜色﹑色牢度等具体确定。

整理

氨纶的弹力针织物经前处理和染色后再经后整理可获得良好的手感﹑尺寸及其它特殊性能的成品。常用的整理方法有﹕

A﹑化学整理剂整理﹐如用柔软剂进行整理﹐改善织物表面光滑度﹐可获得良好防水效果等。

B﹑机械整理﹐如圆筒形针织物可在喷气烘燥机﹑立式烘燥机或悬环式烘燥机上烘干﹐使针织物保持良好的尺寸稳定性﹕无张力蒸汽轧光适用于整理氨纶的圆筒形针织物﹐亦可获得尺寸稳定的织物。

C﹑其它整理﹐如烧毛﹑起绒等。

5 氨纶弹力针织物染整加工的展望

氨纶弹力针织物因其优良的服用性能倍受消费者青睐﹐其染整加工技术也随之日益发展。主要有两个方面﹕一是新技术的采用﹐二是新设备的应用﹐且两者相互促进。如采用冷轧堆染色工艺来加工棉氨弹力针织物。此工艺将半成品浸轧染液后﹐紧紧卷绕在布轴上﹐常温堆置反应。一般选用反应性较好﹑低温可染的X型或K型活性染料﹐还有进口的 “雷马素”染料。这种新工艺﹐设备简单﹑浴比小﹑固色率高﹑重演性好﹑节省能源﹑节省劳动力﹑减少污染﹐而且还可以提高一等品率。

新设备方面主要是松式设备的采用﹐如 “Reelax”喷气烘燥机﹑SMA655-180五层短环烘燥机等﹐因无张力或低张力设备适合氨纶弹

力针织物的染整加工。这些松式设备的采用可使织物保持良好的尺寸稳定性﹐同时可获得柔软﹑丰满的手感。