NaiaTM醋酯纖維與棉纖維混紡面料的染整工藝

孫 臣，席亞偉，王佳凱，孫玉濤，羅維新，盛守祥，3

（1.山東省短流程印染新技術重點實驗室，山東濱州 256617；2.華紡股份有限公司國家級企業技術中心，山東濱州 256617；3.濱州華紡工程技術研究院有限公司，山東濱州 256617）

NaiaTM醋酯纖維是以具有可持續認證的林木為原料，對其中的纖維素進行乙酰化后形成纖維素酯化衍生物，生產過程為閉環生產。NaiaTM醋酯纖維不僅具有柔和的光澤、良好的吸濕快干性能，不易起球、起皺，還具有良好的生物降解性［1］。

2021 年夏初，華紡股份與伊士曼、銀仕萊共同開發NaiaTM醋酯短纖維的初步應用。在印染方面，NaiaTM醋酯纖維具有強力低，不耐高溫、堿、氧化劑，得色率不高，易產生擦傷等問題［2］，印染加工難度較大。本研究圍繞NaiaTM醋酯纖維與棉纖維混紡面料的生產工藝及關鍵點、注意事項進行討論與分析。

1 實驗

1.1 材料與設備

織物：NaiaTM醋酯纖維30/棉纖維70，60×60 200×100，緞紋，269.24 cm。試劑：丙酮，醋酸，純堿，氫氧化鈉，復合精練酶，雙氧水，精練劑，去油靈，雙氧水穩定劑，分散藍ECF，分散黃ECF，分散紅ECF，活性藍SNE，活性黃SNE，活性紅SBE，保險粉，元明粉。設備：燒毛機，卷染機，拉幅機，預縮機，測色儀，搖擺機，玻璃砂芯漏斗。

1.2 測試

1.2.1 纖維質量分數

采用GB/T 2910.8—2009《紡織品 定量化學分析第8 部分：醋酯纖維與三醋酯纖維混合物（丙酮法）》進行纖維質量分數的測定。1 g 純棉布和醋酸纖維樣品采用100 mL 丙酮進行溶解實驗，純棉布樣品剩98.19%，醋酸纖維全部溶解。此方法適用于醋酯纖維與棉混紡織物質量分數的測定。

1.2.2 白度

按照GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》進行測定，測3次取平均值。

1.2.3 色牢度

耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》測試。耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試。

1.2.4 斷裂強力

按照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》進行測試。

1.2.5 起毛起球性能

按照GB/T 4802.2—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定第2 部分：改型馬丁代爾法》進行測試，測試條件采用2 000轉。

1.2.6 水洗尺寸變化

樣品按照GB/T 8629—2017《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》進行洗滌，40 ℃懸掛晾干，然后按照GB/T 8628—2013《紡織品測定尺寸變化的試驗中織物試樣和服裝的準備、標記及測量》、GB/T 8630—2013《紡織品洗滌和干燥后尺寸變化的測定》測試水洗后樣品尺寸的變化。

1.2.7 吸水性

按照AATCC 79—2018《紡織品的吸水性測定》進行測試。

2 染整工藝

工藝流程：翻縫→燒毛→前處理→染色→拉幅→預縮。

2.1 燒毛工藝

醋酯/棉混紡面料本身具有較多的絨毛，為了使布面光潔，減少后續染色疵點，需進行燒毛處理。又由于醋酯纖維不耐高溫的特性，要車速快、火勢小，以免過燒［3］。工藝條件選擇車速120 m/min，火口一正一反，氣壓1.4～1.6 kPa。

2.2 前處理工藝

前處理工藝的好壞決定著染整工藝的成敗。NaiaTM醋酯纖維沒有太多的雜質，只有少量的油劑；但棉纖維除了94%的纖維素纖維外，還存在6%的雜質。這些雜質的存在使得棉纖維的吸水性很差，造成后道染色困難［4］。棉纖維面料的常規前處理方法包括堿處理和生物酶處理。但由于醋酯纖維容易在堿性條件下發生皂化反應［5］，因而選用生物酶處理的方法，且在前處理過程中注意堿劑的用量，以免皂化過度影響分散染料的上染性能［6］。

采用復合精練酶對面料進行精練處理。復合精練酶是由精練酶與多功能精練劑復合而成，多用于棉纖維及其混紡織物的前處理工序，能夠有效地去除雜質，獲得穩定的半成品指標，且在節水降耗方面有明顯優勢，符合綠色生產的要求［7］。生產工藝：復合精練酶5 g/L，溫度80 ℃，時間30 min。

酸堿與溫度對醋酯纖維皂化程度的影響見表1。

表1 酸堿與溫度對醋酯纖維皂化程度的影響

由表1 可以看出，醋酸對醋酯纖維皂化程度基本沒有影響，但酸性條件下不能有效去除棉纖維中的雜質；而在堿性條件下，純堿在用量較低、溫度較低的條件下對醋酯纖維皂化程度基本沒有影響，燒堿對醋酯纖維皂化程度的影響較大。所以需控制堿劑用量，選擇純堿2.5 g/L 之內或燒堿0.5 g/L 之內，才能減少對醋酯纖維的皂化影響。最終選定堿劑為純堿，用量為2 g/L。

前處理工藝不僅要獲得良好的退漿精練效果，還要具有良好的白度，確定采用氧漂工藝。常規氧漂工藝溫度為90～95 ℃。在氧漂工藝過程中需加入雙氧水穩定劑，減少雙氧水的活化作用，穩定雙氧水分解，避免纖維損傷。雙氧水穩定劑常規用量為雙氧水用量的1/3。在上述條件下，分析雙氧水用量對半成品白度及醋酯纖維質量分數的影響，結果如圖1所示。

圖1 氧漂雙氧水用量對白度及醋酯纖維質量分數的影響

由圖1可以看出，氧漂工藝中雙氧水用量在10 g/L以內時，醋酯纖維質量分數的變化不大；在雙氧水用量低于5 g/L 時，面料白度隨著雙氧水用量的升高而增加，在雙氧水用量為8、10 g/L 時，面料的白度有所下降。由于醋酯纖維本身的白度較高，面料的白度主要受棉纖維白度的影響。在雙氧水對棉纖維的作用過程中，雙氧水分解及漂白機理［8］如下：

（1）常溫無堿條件下緩慢釋放：

由上述漂白機理可知，當雙氧水用量小于5 g/L時，有效成分HOO-隨著雙氧水用量的增加而增加，對色素的作用也不斷增大，面料的白度隨著用量的增加而增大；當雙氧水用量為8、10 g/L 時，由于純堿的用量固定為2 g/L，在漂白作用中，有效成分HOO-消耗，H+不斷增加，OH-不斷減少，漂白液的pH 變小，導致H2O2快速釋放變少，有效成分HOO-也變少，面料的白度不升反降。

通過上述實驗，確定最終生產工藝如下：純堿2 g/L，雙氧水5 g/L，精練劑3 g/L，去油靈1 g/L，雙氧水穩定劑2 g/L，溫度90 ℃，時間40 min。

上述工藝生產獲得的半成品指標如下：白度68.80，毛效（30 min）12.7/13.6 cm，退漿級別7 級，抓樣強力（經/緯）736/372 N，醋酯纖維質量分數29.1%。

2.3 染色工藝

染色工藝流程：進布→稱化料→分散染料染色→還原清洗→水洗→皂洗→水洗→活性染料染色→水洗→皂洗→水洗→出布。

醋酯纖維的染色性能與棉纖維存在差異，醋酯纖維采用分散染料在低溫下進行染色，而棉纖維采用活性染料進行染色［9］，且需要注意活性染料染色的堿性條件對醋酯纖維的影響。就目前使用分散、活性染料一浴染色醋酯/棉混紡面料的工藝而言，對色難度較大，且中深色的色牢度較低，所以仍然采取分散、活性染料兩浴染色工藝［10］。由于家紡面料幅寬較大，為減少擦傷和折痕，使用卷染機對醋酯/棉混紡面料進行染色。

分散染料染色工藝配方：分散藍ECF 0.34%（omf），分散黃ECF 0.29%（omf），分散紅ECF 0.09%（omf）。先稱取約克夏低溫分散染料，研磨攪拌1 h，充分過濾2 遍，染料分成2 份（質量比為2∶1），在第一道初、末分兩次加入，加入醋酸調pH 為4.5～5.5，攪拌均勻，打開循環泵，升溫至90 ℃，染色30 min，排染液；85 ℃熱水洗10 min，排水。

還原清洗工藝：保險粉2.0 g/L，純堿1.5 g/L，溫度85 ℃，時間10 min，排水；85 ℃熱水洗10 min，排水；95 ℃皂洗20 min，排水；55 ℃溫水洗10 min，排水。

活性染料染色工藝配方：活性藍SNE 0.31%（omf），活性紅SBE 0.16%（omf），活性黃SNE 0.11%（omf）。升溫至65 ℃，染料分成2 份（質量比為2∶1），在第一道初、末分兩次加入，控制染色時間30 min。

固色工藝：元明粉2 g/L，純堿2 g/L。元明粉分成2 份（質量比為2∶1），在第二道初、末先后加入，20 min 后排水；純堿分成2 份（質量比為2∶1），在固色第一道初、末分兩次加入，20 min 后排水；然后55 ℃溫水洗10 min，排水；95 ℃皂洗20 min，排水；55 ℃溫水洗10 min，排水。

染色后進行醋酯纖維質量分數的檢測，檢測結果為27.5%。

2.4 拉幅工藝

車速50 m/min，柔軟劑80 g/L，軋余率75%，拉幅烘干。

2.5 預縮工藝

車速40 m/min，溫度105～110 ℃，縮率2.0%～2.5%。

2.6 指標測試

預縮后成品的各項指標如表2 所示。由表2 可以看出，成品耐皂洗色牢度中的變色為3～4 級，沾色為4～5 級，耐摩擦色牢度中的干摩、濕摩均為4～5 級；斷裂強力、扇形撕破強力、起毛起球性能等均符合服用要求；成品醋酯纖維質量分數為29.2%。成品指標均達到國家標準的要求。

表2 染色后各項指標測試

3 結論

采用復合精練酶精練退漿和氧漂工藝能夠有效地去除雜質、油劑。半成品醋酯纖維質量分數為29.1%，白度、毛效、退漿級別、強力等均符合后續加工需求。采用卷染機進行分散、活性染料兩浴法染色，能夠有效地對面料進行染色加工，且染色后醋酯纖維質量分數為27.5%。成品預縮后，醋酯纖維質量分數為29.2%，各項指標均達到國家標準的要求。該工藝為醋酯纖維面料的染整工藝開發提供了參考。