0 前言
生态纺织品是指在生产、弃置和使用时都不会对环境和生态造成任何影响的纺织品。从生产实践上讲,这几乎是不可能的,但我们可以设法使这些影响减少到最小程度,尽量使纺织品资源可再生和重复利用、生产过程对环境无污染、在穿着和使用过程中对人体无危害、废弃后能在环境中自然降解。本文从实际生产出发,对部分生态纺织品染整加工技术和工艺实践进行探讨。
1 甲壳素纤维织物染整加工
1.1 甲壳素纤维织物
甲壳素是地球上蕴藏量第二丰富的天然高分子。目前,甲壳素纤维生产方法大致有交联法(利用交联剂使壳聚糖与棉纤维结合而制取纤维)、混入法(Chitopoly法,将甲壳素、壳聚糖微细粉末化后混入一般纤维而制取纤维)、涂层法(将一般纤维在壳聚糖溶液中浸渍后再脱水、干燥而制取纤维)、涂层法(将一般纤维在壳聚糖溶液中浸渍后再脱水、干燥而制取纤维)、克莱比昂法(Crabyon法,将人造纤维与壳聚糖共同利用溶解酶以7:3的比例混合而制取纤维)等,可以生产具有一定壳聚糖含量的甲壳素纤维。1999年已有报道称有100%脱乙酰度的甲壳素纤维进行工业化生产,其生产过程封闭无污染。甲壳素纤维具有良好的生态性,我国目前仅有少数纺织厂家试织了少量甲壳素纤维的混纺织物。
自2001年以来,我公司对甲壳素纤维纯棉和涤棉混纺织物进行了染整技术开发研究,并成功地进行了大车生产。已研制了纯棉甲壳素纤维混纺织物14.5/14.5+535/283+119cm布、涤棉甲壳素纤维混纺织物14.5/14.5+433/299+119cm绸等染色品种。
1.2 甲壳素纤维混纺织物染整工艺
甲壳素纤维棉混纺织物工艺流程:
坯布→平幅碱退煮→平幅氧漂→丝光→轧染→柔拉→成品。
甲壳素纤维涤棉混纺织物工艺流程:
坯布→平幅退煮漂→定形→丝光→轧染→柔拉→成品。
1.3 甲壳维纤维混纺织物染整工艺特点
甲壳素纤维混纺织物的染整工艺应注意碱剂和氧化剂的影响,加工中尽量减少机械摩擦。经上述工艺加工的甲壳素纤维混纺织物成品指标完全符合质量要求,抗菌效果明显。甲壳素棉混纺织物经活性染料染色后,其对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率为94%和100%,漂白织物对大肠杆菌和金黄萄萄球菌的抑菌率为91%和100%。甲壳素涤棉混纺织物分散/还原轧染织物对大肠杆菌和金黄葡萄菌的抑菌率为93%和96%。
实际生产表明,甲壳素纤维混纺织物经过合理的印染加工处理,其抗菌效果未受不良影响。甲壳素纤维混纺织物适用于活性染料、分散/活性、分散/还原等染色处理,也能生产出理想的漂白产品。印染加工过程对甲壳素纤维混纺织物的抗菌效果是有一定影响的,丝光和漂白的工艺控制对抗菌效果影响显著,因此应正确制定印染加工工艺,获取最佳抗菌效果。甲壳素纤维在混纺织物中的含量应合适,以保证理想的抗菌效果。甲壳素纤维混纺织物对不同菌种,其抗菌效果也有差异,如对金黄葡萄球菌的抑菌率普遍好于对大肠杆菌的抑菌率,但皆具有明显的永久抗菌效果。
2 天丝A100织物的染整加工
2.1 天丝A100织物
绿色纤维天丝(Tencel)属再生纤维素纤维,为防止天丝纤维本身所具有的原纤化现象,Acordis公司采用N,N,N-三丙烯酰均三嗪(TAHT)交联剂制得了非原纤化纤维天丝A 100,主要用于生产布面光洁的纺织品。目前,国内已有若干厂家采用天丝A100纤维开发了新型织物,并成功地进行了染整加工。我公司生产了数十万米14.5/14.5+472/346+223cm、14.5/14.5+480/327+241cm等100%天丝A 100纤维印染产品。
2.2 天丝A100织物染整工艺
坯布—酶退浆(天来素TINOZYML40淀粉酶,60~80℃浸轧,打卷堆置4~6h)—平幅水洗处理(NaOH,煮练剂,H
2O
2,稳定剂)—水洗—染色(印花)—整理—成品。
2.3 天丝A100织物染整工艺特点
2.3.1 采用高效助剂和冷轧堆短流程前处理工艺
高效短流程冷轧堆前处理工艺适合于天丝A100织物的染整加工,但应选用宽温带的高效退浆淀粉酶,并在冷轧堆后的水洗中,采用轻碱加高效煮练剂辅助进行退浆水洗,可获得满意的效果。酶退浆是目前天丝A100织物的最佳前处理工艺。
2.3.2 高浓度碱退浆工艺的不适宜性
实际生产表明,天丝A100织物的前处理不能采用高浓度碱退浆工艺。如采用下述工艺进行前处理,虽然在染整加工过程中未对织物进行任何树脂整理或处理,但经过这种碱工艺处理的织物产生了明显的印染成品甲醛含量超标现象(表1)。
表1 碱处理天丝A100织物上游离甲醛含量
| 试 样 |
织物上的甲醛含量/×10;6 |
| 天丝A100坯布 |
<320 |
| 经酶冷轧堆前处理的成品样 |
<20 |
| 经碱冷轧堆前处理的成品样 |
325 |
| 碱冷轧堆后水洗半成品样 |
430 |
| 碱冷轧堆后水洗、酸洗半成品样 |
220 |
| 碱冷轧堆后水洗、皂洗、水洗半成品样 |
295 |
| 经碱冷轧堆前处理的成品样热水清洗` |
230 |
烧毛—浸轧碱液(常温二浸二轧,NaOH 16g/L,煮练剂JS6g/L,轧余率100%~110%)—打卷转动堆置(常温6h)—平幅水洗—烘干落布。
这是由于过高浓度的烧碱破坏了A100非原纤化交联剂,从而产生了游离甲醛,且甲醛浓度较高,水洗、皂洗也难以清除安全。
3 大豆蛋白纤维织物染整加工
3.1 大豆蛋白纤维织物
大豆蛋白纤维是一种全新的纺织纤维,类属于再生植物蛋白纤维。这种大豆植物蛋白合成丝由改性大豆蛋白质和聚乙烯醇组成,两者含量分别为23%~55%和77%~45%,制成一定浓度的溶液,混合后进行湿法纺丝生成大豆蛋白纤维,而后经过缩醛化处理,制出性能稳定的大豆蛋白纤维,而后经过缩醛化处理,制出性能稳定的大豆蛋白纤维。目前,已有1.1~1.2dtex×38mm(76mm)、1.4~1.45dtex×38mm(76mm)和1.65~1.7dtex×38mm(76mm)等规格的纤维。我们对规格为15/15+433/299+160cm斜纹等在豆蛋白纤维织物进行了染整工艺研究,并进行了大车生产。
3.2 大豆蛋白纤维织物染整工艺
坯布→(烧毛)→酶退浆→水洗→氧漂→常温卷染(圆网印花)→定形烘干(110~120℃)→柔软拉幅→预缩→成品。
3.3 大豆蛋白纤维织物的染整工艺特点
3.3.1 大豆蛋白纤维织物的耐碱性和耐氧化性
室温条件下,大豆蛋白纤维织物随着NaOH的浓度提高,织物手感逐渐变硬。在强碱高温条件下,碱减量作用显著,织物的减量率高达19.6%。大豆蛋白纤维织物不能进行丝光等强碱处理。在不同条件下Na
2CO
3对织物无明显不良影响。
大豆蛋白纤维织物本身呈明显的淡黄色,经酶退浆后的织物颜色无变化,颜色黄中偏红、偏暗,经系列H
2O
2浓度的提高而消失。大豆蛋白纤维的黄色在印染加工过程中难以消除,如何解决这一问题值得深入研究。
3.3.2 大豆蛋白纤维织物的耐热性和抗皱性
大豆蛋白纤维织物对热是较为敏感的,热处理后的织物硬挺度和悬垂性指标均增加,手感变硬。经湿热处理后这种现象比干热处理更为明显,大豆蛋白纤维织物染整加工过程中,热处理温度应严格掌握。经湿热处理的大豆蛋白纤维织物,若再经接触式烘干,织物明显板结。若织物烘干过程温度过高,会产生不可恢复的织物变硬现象。应谨慎采用烧毛工艺。
大豆蛋白纤维织物具有良好的抗皱性,大车生产的半成品干态折痕回复角指标为260°,成品指标为280°。大豆蛋白纤维织物会因织物的混纺比、规格等不同而在抗皱性上有所差异。
3.3.3 大豆蛋白纤维织物的染色和印花
从理论上讲,大豆蛋白纤维织物可用酸性、活性、中性和直接等染料进行染色和印花加工,但从印染成品性能来看,应根据实际情况和要求来选择染料及印染工艺。实际生产表明,对于大豆蛋白纤维织物的暖色调浅中色染色可采用活性染料解决,染深色时采用酸性和金属络合染料可取得满意的效果。由于大豆蛋白纤维织物本身难以运河处的浅黄色,冷色调浅色染色是一个值得深入研究解决的问题,冷色中色染色可用酸性染料。大豆蛋白纤维织物可以用活性染料印花,但其得色量远不及纯棉织物,建议只在浅色花型印花时采用活性染料。
4 彩棉织物染整加工
4.1 彩棉织物
自然界中天然彩色棉花的纤维通常比较粗短,可纺性能差,不适合机械加工,且有颜色太浅等不足,因此,在现代纺织工业中,彩棉一直未得到开发利用。直到20世纪70~80年代,随着人们对环境问题的日益重视,生物技术得到了快速发展,一些产棉国家开展了彩棉的研究,并取得了初步成果。美国目前有红褐色、深棕色和墨绿色等不褪色的彩棉品种,正在用基因技术开发天然蓝色棉花。秘鲁自1981年开始已种植了16种彩棉,埃及已培育出淡红色、浅蓝色、淡黄色、浅灰色等颜色的彩棉。我国自20世纪90年代初,从美国引进了3种彩棉品种,并得到了推广应用,预计2002年我国彩棉皮棉产量可达2万多吨。但我国的彩棉尚属开发阶段,彩棉的成熟度、色泽稳定性、纤维强度、部分重金属(如铅、汞等)含量超过国际生态标准等方面的问题还有待于进一步改进。
近几年,我们共批量生产了国产彩棉/白棉 10/90、20/80、25/75、50/50配比的14.5×2/14.5×2/14.5×2+275 /1228+144cm、18.2×2/18.2×2+275/212+144cm、14.5×2/14.5×2+472/315+144 m淡绿、浅棕等10余个织物品种。
4.2 彩棉织物染整工艺
坯布→烧毛→平幅退浆(NaOH 18~20 g/L,煮练剂JS 25 g/L)→丝光→柔拉(柔软剂JS-EI 10 g