【集萃網(wǎng)觀察】天然有色棉是7O年代開始興起的一種新型棉纖維[1]。由于纖維天然有色，產(chǎn)品不需染色加工，制品不殘留化學(xué)毒素，對(duì)環(huán)境不形成污染，并具有穿著舒適、經(jīng) 濟(jì)效益高等特點(diǎn)，對(duì)它的研究已得到了各產(chǎn)棉國的高度重視。據(jù)預(yù)測(cè)，未來的30年，天然有色棉的產(chǎn)量將達(dá)到棉花產(chǎn)量的3O% ，有色棉成為重要的紡織纖維大類將成為必然的趨勢(shì)。雖然我國對(duì)天然有色棉的研究起步較晚，但經(jīng)過十多年的努力，有色棉育種研究已經(jīng)處于世界的先進(jìn)水平，有 色棉產(chǎn)量?jī)H次于美國居世界第二，有色棉產(chǎn)品已經(jīng)得到了一定的開發(fā)，其性能指標(biāo)已達(dá)到和接近白棉指標(biāo)。有色棉的主要性能見表1。
天然有色棉產(chǎn)品作為在國際市場(chǎng)上極具發(fā)展和市場(chǎng)潛力的綠色環(huán)保紡織品，對(duì)它的開發(fā)研究是紡織品更好地參與國際競(jìng)爭(zhēng)的迫切要求，也是紡織品更新?lián)Q代的必然要求。
我們通過對(duì)彩色棉纖維工 藝特性的系統(tǒng)研究，開發(fā)了系列化、能充分發(fā)揮彩色棉原料優(yōu)勢(shì)的綠色環(huán)保產(chǎn)品，并研制了相關(guān)的彩色棉配套加工技術(shù)。綠色環(huán)保理念是天然彩色棉產(chǎn)品生產(chǎn)和開發(fā) 的精髓，它必須貫穿于整個(gè)彩色棉產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。研究?jī)?nèi)容涵蓋了從紡紗、織造到后整理等彩色棉產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過程，重點(diǎn)進(jìn)行了彩色棉產(chǎn)品的高支紗線紡制、 經(jīng)彈免漿織造工藝，以及非精練免燙整理技術(shù)等針對(duì)性的工藝技術(shù)的開發(fā)與攻關(guān)，在此基礎(chǔ)上嘗試了多種纖維的混紡配伍工作。通過市場(chǎng)調(diào)研認(rèn)為，彩色棉、白棉和 絹絲蛋白纖維的混紡將是未來彩色棉產(chǎn)品的主體[2]，同時(shí)，天絲(Lyocell)纖維又是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色環(huán)保的再生纖維素纖維，因而確定了白 棉、彩棉、絹絲蛋白和天絲(Lyocell)纖維為主要的混紡原料用于項(xiàng)目的研究。天絲 (Lyocell)纖維作為新一代綠色環(huán)保再生纖維素纖維，其強(qiáng)度高，并具有優(yōu)異的濕強(qiáng)度。絹絲具有很高的親膚、保健性。將這幾種具有代表性的綠色環(huán)保纖 維進(jìn)行組合紡紗，一方面是為了開發(fā)性能獨(dú)特的綠色環(huán)保產(chǎn)品，另一方面也可以使兩者的性能優(yōu)勢(shì)得到互補(bǔ)。天絲的高強(qiáng)度可以改善天然彩色棉產(chǎn)品的強(qiáng)度，同時(shí)天 絲(Lyocell)的高濕膨脹性能也可以改善產(chǎn)品的手感。而天然彩色棉賦予天絲(Lyocell)產(chǎn)品的色彩，又避免了天絲(Lyo— cell)產(chǎn)品復(fù)雜的后道染整工藝。
彩棉和絹絲結(jié)合是目前彩棉產(chǎn)品開發(fā)中的一種全新系列產(chǎn)品，是一種優(yōu)勢(shì)和特色明顯的產(chǎn)品。彩棉和絹絲結(jié)合，不僅可以使彩棉產(chǎn)品獲得新的品質(zhì)，而且由于絹絲產(chǎn)品的優(yōu)良的力學(xué)性能，將會(huì)明顯改善彩棉產(chǎn)品的機(jī)械性能，因此，彩棉和絹絲原料的混紡產(chǎn)品，是新一代綠色環(huán)保最佳產(chǎn)品。
1 紗線生產(chǎn)
1.1 研發(fā)過程
本項(xiàng)目開發(fā)的天然彩色棉紗線均用環(huán)錠紡生產(chǎn)，在進(jìn)程上大體分為2個(gè)階段進(jìn)行：第一階段，主要研制彩棉/絹絲/天絲 (Lyocell)混紡紗線。第二階段，主要研制彩棉/白棉/天絲(Lyo— cell)/絹絲混紡紗線。最終確定彩棉/白棉/天絲(Lyocell)/絹絲混紡紗線。
雖然現(xiàn)有研究已經(jīng)表明彩棉具有較好的可紡性，可以適應(yīng)常規(guī)紡紗，但由于其纖維短絨率高，產(chǎn)品棉結(jié)多，很難紡制高支 14.58 tex以上[3]，為了提高紗線的品質(zhì)，需采用精梳工藝。
通過調(diào)研分析，雖然彩棉長(zhǎng)絨棉已開發(fā)成功，使生產(chǎn)9.7 tex高品質(zhì)彩棉紗線成為可能，然而，從目前市場(chǎng)情況看，根本不可能有產(chǎn)業(yè)用大規(guī)模的彩棉長(zhǎng)絨棉供應(yīng)，采用長(zhǎng)絨棉生產(chǎn)9.7 tex彩棉紗基本不可能。這給9.7 tex彩棉/白棉/天絲(Lyo— cell)/絹絲混紡紗線的研制帶來了很大的挑戰(zhàn)。
由于彩棉不可能采用長(zhǎng)絨棉，只有采用白棉長(zhǎng)絨棉，以改善紡紗特性。通過工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高支天然彩色棉紗線產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)[4]。其中攻克了彩棉/白棉 /天絲(Lyocell)/絹絲混紡9.7 tex紗線技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了9.7 tex彩棉/白棉/天絲(Lyo— cell)/真絲混紡。
本項(xiàng)目采用的基本紡紗工藝流程為：A002D抓棉機(jī)一 A006C自動(dòng)混棉機(jī)一A036C開棉機(jī)一A092棉箱給棉機(jī)一 A076C成卷機(jī)一A186C梳棉機(jī)一A272F并條機(jī)(三道)一 FA4501粗紗一FA5O3細(xì)紗一ESPER0一M 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。
本項(xiàng)目采用的基本紡紗工藝流程為：A002D抓棉機(jī)一 A006C自動(dòng)混棉機(jī)一A036C開棉機(jī)一A092棉箱給棉機(jī)一 A076C成卷機(jī)一A186C梳棉機(jī)一A272F并條機(jī)(三道)一 FA4501粗紗一FA5O3細(xì)紗一ESPER0一M 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。
1.2 9.7 tex彩棉/白棉/天絲(Lyocel1)/絹絲混紡紗線
本產(chǎn)品采用絹絲、彩棉混紡原料，其中白棉采用長(zhǎng)絨棉。在前期試紡的基礎(chǔ)上，針對(duì)2種纖維的不同特性，確定紡紗工藝為：彩棉必須經(jīng)過必要的先期整理，經(jīng)過精梳機(jī)的處理，除掉大部分短絨后，方能與其他原料混棉使用。
彩棉工藝流程：A076成卷機(jī)一A186F梳棉機(jī)--FA306A型并條機(jī)--SR90型條并卷機(jī)一PX2精梳機(jī)一混和給濕和毛機(jī)開松(與其他原料一起)-A002D抓棉機(jī)。
在工藝上進(jìn)行了以下的調(diào)整。
1.2.1 彩棉精梳
采用短給棉工藝，減少梳理隔距，提高落棉率，充分排除短絨和雜質(zhì)，控制精梳條彩棉短絨率在5%以內(nèi)，落棉率在25 ～ 3O% 。
1.2.2 混和給濕開松
為了增加纖維的抱合力，先根據(jù)原料混紡比例混和，給濕適當(dāng)加入平平加、甘油、抗靜電劑等，置放24 h，然后開松。
1.2.3 梳棉
著重提高棉網(wǎng)質(zhì)量，減少纖維損傷和降低生條棉結(jié)。采用輕定量、慢速、強(qiáng)分梳、緊隔距、快轉(zhuǎn)移的工藝，充分排除短絨，減少短絨的意外產(chǎn)生，最大限度地減少棉 結(jié)，提高棉網(wǎng)清晰度。錫林～蓋板隔距0.2、0.18、0.15、0.15、0.16 mm，錫林～刺輥隔距 0.2mm，錫林～道夫隔距0.13 mm，梳棉條重3.41 g/m，各部隔距要求準(zhǔn)、緊，針布鋒利，平整度好，保證纖維能夠受到很好的分梳，以減少棉節(jié)，提高棉網(wǎng)清晰度。
1.2.4 并條
采用三道并條和順牽伸工藝，以改善棉條內(nèi)在結(jié)構(gòu)，提高纖維伸直平行和混合均勻度。頭并牽伸略小于并合根數(shù)，加大后區(qū)牽伸倍數(shù)，以伸直棉條后彎鉤纖維;二并 采用多并合、多牽伸的工藝，消除前彎鉤，并嚴(yán)格控制棉條定量;三并采用8倍并合8 倍牽伸的工藝。后區(qū)小牽伸配制，前區(qū)大牽伸的配制，適當(dāng)減少前區(qū)隔距，有效地加強(qiáng)主牽伸區(qū)壓力棒對(duì)慢速纖維的控制，提高纖維伸直平行度和片斷均勻度。主要 工藝參數(shù)見表2。
1.2.5 粗紗
由于紡紗支數(shù)細(xì)，考慮到細(xì)紗的牽伸能力與成紗條干，遵循輕定量、小張力工藝原則，后區(qū)采用小后區(qū)牽伸。因彩棉纖維長(zhǎng)度短、支數(shù)細(xì)、彈性差，為防止退繞過程出現(xiàn)意外牽伸，采用較大的捻系數(shù)。主要工藝參數(shù)：羅拉隔距22×27，后區(qū)牽伸1.152，粗紗捻系數(shù)96。
1.2.6 細(xì)紗
采用硬度小的膠輥，適當(dāng)增加羅拉壓力，防止皮輥、皮圈滑溜，采用2.0 mm原始鉗口，縮短自由區(qū)長(zhǎng)度，從而減少浮游纖維，加強(qiáng)對(duì)纖維運(yùn)動(dòng)的控制，提高成紗條干均勻度。減小后區(qū)牽伸倍數(shù)，加大后區(qū)隔距，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.16。
在彩棉混紡紗的紡制中，著重對(duì)工藝的處理。清梳工序調(diào)整了工藝參數(shù)，有效地控制了落棉、短絨和雜質(zhì)，并條、粗紗、細(xì)紗等工序主要是降低車速，順利地完成了 9.7 tex/1(40/30/15/ 15)白棉/彩棉(棕)/天絲(Lyocell)/絹絲紗線的紡制，保證了高檔彩棉絲織物的紗線。
2 免漿織造的彈力紗線研制
免漿織造技術(shù)對(duì)彩色棉產(chǎn)品具有特別和針對(duì)性的意義，這使天然彩色棉產(chǎn)品不需要退漿工序。通常為了織造的順利進(jìn)行，織物的經(jīng)紗在織造前均 需要上漿加工，漿料主要為淀粉漿、合成漿和混合漿。在完成織造后，燒毛后首先進(jìn)行的是退漿工序(如果織物經(jīng)過上漿的話)。除淀粉漿和含有淀粉的混合漿可以 用淀粉酶進(jìn)行退漿加工外，用堿進(jìn)行退漿是最為常見的一種。該工序不僅會(huì)引起織物的劇烈色變，而且處理液的化學(xué)需氧量 COD很高，是不符合綠色環(huán)保理念的工藝。因而采用織物的免漿加工是本項(xiàng)目產(chǎn)品開發(fā)中主要的配套技術(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)紗線的免漿加工，對(duì)經(jīng)線的線型進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)。主要采用了強(qiáng)捻的方法，將經(jīng)紗加工成股線線型。并適當(dāng)調(diào)整織機(jī)的工藝參數(shù)，如適當(dāng)降低織機(jī)的車速、調(diào)整梭口形狀等。
在劍桿織機(jī)上，本項(xiàng)目研制的彩棉股線彈力紗線可以滿足免漿織造。
2.1 織物設(shè)計(jì)
將彩色棉纖維與其他纖維復(fù)合(混紡、交織、并合)，開發(fā)出彩條、彩格，小花紋等具有獨(dú)特風(fēng)格的高檔襯衫面料。
2.2 織造工藝
本項(xiàng)目開發(fā)的織物均采用免漿織造，其工藝流程如圖1。
2.3 整理工藝
坯布檢驗(yàn)一退卷縫頭一燒毛一水洗一酶整理一烘干一免燙整理一定型一罐蒸一驗(yàn)布一打卷。
3 織物綠色整理技術(shù)
3.1 配套整理技術(shù)
不需染色加工，是天然彩色棉作為紡織產(chǎn)品最顯著的綠色環(huán)保特征，然而除了染色加工外，天然有色棉產(chǎn)品仍需要精練甚至免燙等整理。與天然有色棉相配套的綠色環(huán)保整理工藝是有色棉產(chǎn)品開發(fā)中必須解決的問題。
3.2 綠色精練技術(shù)
與針織產(chǎn)品不同，機(jī)織產(chǎn)品通常認(rèn)為是需要采用精練整理的，因?yàn)橹挥型ㄟ^精練整理，機(jī)織產(chǎn)品才可以在后道的化學(xué)整理中使整理劑或染料獲得均勻的吸附和滲透，達(dá)到均勻處理的目的。
由于天然彩色棉的綠色環(huán)保特性，高堿的精練工藝通常認(rèn)為是不適應(yīng)的。采用堿性果膠酶被認(rèn)為是替代高堿精練的最有效手段 棉產(chǎn)品的酶精練是目前紡織酶應(yīng)用的熱點(diǎn)之一，其中多種酶的復(fù)配達(dá)到一步法多功能整理的效果是被業(yè)內(nèi)人士看好的方法之一。然而，由于酶制劑獨(dú)特的活性特性， 復(fù)配的酶制劑由于受到各自活性條件和激失活條件的限制，其整理效果與預(yù)想的差距很大，并不理想。我們開發(fā)了堿性果膠酶一酸性纖維素酶精練/生物拋光二步法 工藝。本工藝的原理在于，通過堿性果膠酶的第一步處理，去除了棉纖維表面的部分疏水物質(zhì)，使部分纖維素外露，然后用酸性纖維素酶進(jìn)行處理，通過對(duì)纖維素的 水解作用進(jìn)一步去除疏水物質(zhì)，從而達(dá)到精練加工的目的。第二步的纖維素酶處理又兼有生物拋光的功能。
果膠酶處理工藝條件：果膠酶0.05～O.1 g/L，非離子型滲透劑5.0 g/l(對(duì)于針織物可以適當(dāng)減少用量)，溫度55℃ ，處理時(shí)間3o~45 min，浴比2O：1，控制處理浴pH：8.O～9.0。
纖維素酶處理工藝條件：纖維素酶：2～3 g/L，溫度5O℃ ，處理時(shí)間60~90 min，浴比2O：1，控制處理浴pH：4.5～5.5
3.3 無甲醛免瑟整理工藝
我們采用無甲醛免燙整理劑BTCA(1.2.3.4一丁烷四羧酸) 進(jìn)行棉的免燙整理。其工藝條件為：4 %～6% BTCA，2% ～3 %次磷酸鈉，控制pH在3左右，一浸一壓工藝，控制帶液率在 85% ，90℃烘2 min，180℃，焙烘2 min。
4 結(jié)語
該產(chǎn)品于2007年10月投產(chǎn)以來，已累計(jì)生產(chǎn)500萬m。做到了彈性恢復(fù)性好、尺寸穩(wěn)定、穿著高雅、易洗免燙、色澤艷麗柔和，深受廣大消費(fèi)者歡迎。
來源：胡 偉 瀏
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