定型機、涂層機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年4月18日訊 使用氨綸（聚氨酯彈性纖維）來生產滌綸彈性混紡針織物時，通常會出現氨綸沾色、浮色難以清除，高溫定形后上染率下降、分散染料遷移、色變等難題。采用最新分散染料可染高色牢度聚烯烴彈性纖維570X型號夢絲R代替傳統氨綸生產高色牢度滌綸彈性混紡針織物，再配合聚烯烴彈性材料固有的化學特性即低溫定形后相互粘連成網、化學惰性、耐強酸強堿，既提升了滌綸彈性針織物的內在品質，又實現了綠色環保、低碳低成本、簡單高效生產，解決了長期困擾相關印染生產企業及下游用戶的難題。
作者：上海連晟紡織品有限公司 張連根
關鍵詞：滌綸彈性針織物；聚烯烴彈性纖維；聚氨酯彈性纖維；氨綸；分散染料；可染色彈性纖維；還原清洗
傳統滌綸彈性針織物是通過添加氨綸彈性纖維來實現織物彈性功能的，氨綸的添加方式主要有2 種：在織造時直接添加氨綸裸絲，或者通過添加氨綸包覆，芯紗來實現；添加氨綸后滌綸彈性針織物的彈性、服用性及穿著舒適度等方面有明顯提升，但是同時也給這類面料的生產以及下游用戶的使用帶來一系列的難題及困擾。
1.1 分散染料染色時氨綸沾色
在分散染料染含氨綸的滌綸針織物過程中，通常分散染料更容易上染氨綸，之后叉易解吸，耐光和耐洗色牢度較滌綸差，導致含氨綸的滌綸彈性針織物在染色后需要進行反復還原清洗，以降低氯綸吸附的染料量。針對不同的染料品種或分子結構，要選擇不同的還原清洗方式。錢紅飛等探討了不同分散染料品種對滌綸、氨綸兩組分的上染率。結果表明，藍色系分散染料對氨綸的沾染率普遍較低，而黃色及個別紅色品種分散染料對氨綸有較高的沾染率；經過合適的還原清洗之后，雖然可以在一定范圍內提升色牢度，但是對黃、紅、藍不同色系的清洗程度不同，還原清洗后的織物顏色易變化、色光易發生偏移，導致滌/氨彈性針織物顏色差異、色光偏離、色牢度不達標等問題，對于一些敏感色更是如此。
提升滌/氨彈性針織物的色牢度一直是研究熱點之一。柳金發、王先才等不同的研究團隊通過選擇特殊品種的分散染料，設計合理的還原清洗工藝， 可提高滌/氨彈性針織物部分色牢度性能，能夠部分解決滌，氨彈性針織物耐水洗色牢度、耐皂洗沾色牢度、耐摩擦色牢度、浮色牢度和拼色牢度等方面的缺點。彭志忠采用高堅牢度分散染料再配合特殊的染色助劑、還原清洗助劑及氨綸防染劑等措施，實現了高色牢度細旦滌綸，氨綸彈性針織物的染整加工。
上述采用高成本的高耐水洗型特殊分散染料、 特殊染色助劑、氨綸防染助劑、復雜的染色工藝、酸性疊加堿性還原清洗等類似補丁式提升氨綸滌綸彈性織物色牢度的方法已經開發了很多，但是總體效果不理想，并且帶來了一系列的問題，如增加工藝難度、提高成本、降低效率、浪費資源，又容易導致面料顏色變化、色光偏移等，此為難題一。
1.2堿減量損傷氨綸
滌綸織物在生產過程中，通常需要進行堿減量處理，并通過控制堿濃度、處理溫度和處理時間使滌綸纖維表面部分水解，纖維直徑變細，表面形成凹坑，消除滌綸纖維的極光，增加織物的間隙，從而使滌綸織物達到手感滑爽、光澤柔和、懸垂性好的效果。但是氨綸（特別是聚酯類氨綸）不耐熱、不耐氯漂和不耐熱濃堿，漂白也不能用含氯的漂白劑，會導致氨綸纖維泛黃。這就產生了一個相互矛盾的局面：不耐堿的氨綸需要面對滌，氨彈性針織物必須進行堿減量工藝的考驗，這個堿減量步驟必然進一步損傷氨綸彈性纖維。林泳安等通過優化堿減量溫度、時間等工藝條件，減少對氨綸的損傷程度，雖然在特定織物中有一定的效果，但是犧牲了生產效率， 提高了生產成本及工藝控制難度，實在是不得已而為之，此為難題二。
1.3經高溫定形后滌綸上染率下降
王江波等研究分散染料上染滌綸的規律后發現，定形溫度對分散染料上染滌綸有很大的影響，隨著定形溫度的升高，上染率不斷減小，170℃左右時達到最小值，200℃時再度上升。而含有氨綸又需要在高溫190℃左右定形，這必將導致含氨綸的滌綸彈性針織物上染率下降，此為難題三。
1.4分散染料高溫高壓染色與氨綸不耐高溫染色
氨綸不耐高溫或強堿作用，聚酯中的酯基易水解斷裂，氨酯基也同樣會水解。從分子結構上來說， 當含有“酯”結構的材料遇到“濕熱”條件就會發生水解反應，在酸性環境下生成醇（或酚）和酸，在堿性環境下生成醇（或酚）和羧酸鹽，這些水解反應都會導致氨綸損傷，氨綸纖維可能發生皸裂、斷裂，導致面料失彈、鼓包等問題，此為難題四。
1.5高溫定形后分散染料遷移加劇
傳統滌/氨彈性針織物染色后，氨綸表面的浮色經過強烈的還原清洗后可以基本清洗干凈，但后續的后整理如三防整理、印花固色、燙金覆膜、抗靜電整理以及成品定形可能又需要經歷高溫處理，這些后整理或成品定形可能使深入氨綸內部的部分分散染料遷移出來，從而導致面料整體色牢度下降、沾色、色移、色變等一系列問題，此為難題五。
2.1夢絲和氨綸的性能比較
為了解決上述矛盾及難題，本實驗采用上海連晟紡織品有限公司研發并生產的聚烯烴彈性纖維夢絲代替傳統氨綸來生產滌綸彈性針織物，特別推薦分散染料可染且高色牢度的570X型號夢絲彈性纖維。570X型號夢絲是最新研發的特殊納米微架構聚烯烴彈性纖維，突破了傳統微分子結構聚烯烴彈性纖維不可染的瓶頸，是傳統聚氨酯彈性纖維的升級替代產品。
我國國家標準中對聚烯烴彈性纖維的定義為由至少95%（質量分數）的大分子部分交叉形成纖維，它由乙烯基和至少一個其他石蠟基組成，如拉伸纖維至初始長度的1.5倍時放松，能夠快速回復到纖維的初始長度。英文名為“LASTOL”或者“ELASTOLEFIN”， 簡寫“EOL”。新型聚烯烴彈性纖維570X型號夢絲主要的性能差異見表1。
2.2夢絲的低溫定形特征
深入研究聚烯烴彈性材料的改性、交聯及納米微結構設計搭建技術，成功研發并生產了系列化的聚烯烴彈性纖維夢絲產品來滿足下游用戶個性化的需求，以不同型號的產品來精準對接不同纖維主材料、不同染整工藝特點、不同定形溫度區間、不同下游應用訴求。最新量產的570X/570H系列聚烯烴彈性纖維夢絲是上海連晟又一里程碑式的升級迭代產品，570X系列產品在滌綸彈性針織物領域的應用有獨到的性能、品質、成本優勢，更具綠色減碳效果。
表2列出了已經量產的主要型號及定形條件
2.3定形效率
不同系列夢絲產品與氨綸的定形曲線比較見圖1。這里應力消除點的左移不僅表明定形需要的熱量降低，綠色節能、成本降低，更是一次面料定形工藝的革命。傳統意義上，含氨綸織物進行（預）定形的主要目的是消除氨綸彈性纖維的內應力，使含氨綸織物在后續染整過程中相對穩定，并保證最終成品尺寸及外觀的穩定性。
由圖1可以看出，不同型號的夢絲在95～130 0C 時即可消除90%左右的內應力，相當于傳統氨綸在190℃左右的定形效果；而在此定形溫度區間內，很多類型主纖維的內應力還沒有有效消除，所以含夢絲彈性織物（預）定形的主要目的是消除主纖維的內應力（夢絲的內應力為次要內應力），而不是像氨綸織物那樣，（預）定形的主要目的是有效消除氨綸的內應力（主纖維中的內應力為次要內應力），這個差異是顛覆性的。
圖l夢絲與氨綸定形溫度一應力消除曲線
使用570X夢絲的滌綸彈性針織物在進行適當的（預）定形后，夢絲表面會發生部分纖維熔融的情況， 從而導致熔融部分會與夢絲發生相互粘連l13l，在針織物內部形成彈性骨架，讓針織物結構更穩定、彈性更好、保型性更佳。選擇最合適主纖維（滌綸）的定形溫度可以最大限度地保護主纖維，提升滌綸彈性針織物的品質，節能、綠色、經濟、高效。
2.4夢絲的化學惰性簡介
交聯的聚烯烴彈性纖維固有的基本特性包括可低溫定形、可耐高溫、化學惰性好、耐強酸強堿、耐氯、耐老化，對分散染料可染且色牢度高，對其他常溫染料不沾色等，可以實現夢絲滌綸彈性針織物的高效染色、簡單還原清洗、高色牢度、綠色生產，既可以實現高效綠色生產，又可以實現夢絲滌綸彈性針織物高品質的多重優勢。
3.1材料
試驗1：滌綸DTY，50Dx50D，1×l平紋織物，45 g/m2坯布，做成100 mm×100 mm口袋；570X夢絲42D聚烯烴彈性纖維，取2.0 g放入口袋后縫合袋口，同樣的試樣袋子做12個，編號分別為黑-l#、黑-2#、黑-3#、 黃-1#、黃-2#、黃-3#、藍-1#、藍-2#、藍-3#、紅-1#、 紅-2#、紅-3#，待用。
試驗2：滌綸與570X夢絲緯編針織單面平紋汗布[滌綸( 16.7 tex/144f，150D/144f)與570X夢絲(3.7 tex.33D)交織，滌綸、夢絲交織質量比為93:7]。
滌綸用普通分散染料：安諾可隆分散染料紅、黃、 藍ERD系列、安諾可隆黑DRD(上海安諾其集團股份有限公司)，每個試樣都采用單一色分散染料染色。
3.2夢絲上染色牢度實驗1
總流程：坯布（滌綸布袋+570X夢絲）精練除油、 水洗→烘干→染色→清水清洗或者還原清洗→65℃ 轉筒烘干。
3.2.1實驗1方案
夢絲上染色牢度實給1方案見表3
表3夢絲上染色牢度實驗1方案明細表
3.2.2測試
上染深度：將試樣袋子剪開，取出里面的夢絲彈性纖維；以滌綸（袋子）的上染顏色作為100%上染深度，每一組獨立判定不交叉對比；將取出的夢絲彈性纖維和對應的滌綸（袋子）顏色進行對比，每一組只和對應參照物對比，不交叉對比。如果夢絲和對應的滌綸（袋子）顏色相同則上染深度記錄為100%；如果夢絲深20%則記錄為1200lo；如果夢絲淺30%則記錄為70%，以此類推。
浸水色牢度：預先配制質量濃度為15 g/L、溫度為60℃的皂粉溶液；量取150 mL皂液放入各玻璃錐形瓶中，錐形瓶放人恒溫振動器中待用；將試樣袋子剪開，取出里面的夢絲彈性纖維，將染后待測試樣（滌綸袋子和夢絲樣）分別放人錐形瓶中浸泡并標注編號；將錐形瓶放置在60℃恒溫振動器中振動20 mm;取出試樣后觀察錐形瓶中溶液的顏色深淺，判定溶液沾色級別。
3.2.3實驗結果
由表3和表4可以看出，經過普通分散染料常規工藝染色后，夢絲彈性纖維有很好的上染率，并且色牢度高。
表4夢絲可染性實驗結果
僅通過簡單的清水清洗，染色夢絲的浸水色牢度依然在4～5級以上；而經過正常的堿性還原清洗后，夢絲彈性纖維的浸水色牢度普遍在5級左右（上染后基本無染料解析出來）。這和傳統氨綸彈性纖維易上染又易解析的特性形成了巨大的反差，說明夢絲彈性纖維對分散染料上染率高、色牢度好。
3.3夢絲滌綸針織物染色實驗2
采用570X夢絲(33D)與普通滌綸長絲(150D/144f)在緯編圓網機上交織織造緯編平紋汗布。含570X夢絲的滌綸彈性緯編坯布織造完成后進行開幅、松布、前處理除油精練后，準備進入后續工序。
3.3.1預定形
參考聚烯烴彈性纖維570X夢絲的定形特性，同時為了提升滌綸主纖維在染色過程中的上染率及勻染性，再兼顧印染企業的實際操作便利性，含夢絲的滌綸彈性緯編針織物推薦進行140～160℃的低溫預定形即可達成有效的定形效果，當然需要同時參考織物的厚度、主纖維種類、成品目標單位面積質量、 門幅等指標選擇不同的預定形溫度。
根據坯布選用的預定形工藝條件為：織物帶液率60%～80%，定形溫度140～150℃，上風風量60%，下風風量70%，定形車速24 m/min，超喂量25%。
3.3.2染色工藝
選用傳統高溫高壓溢流染色機，按照普通滌綸針織物的傳統染色工藝，分別染藍色（安諾可隆分散藍ERD）和黑色面料（安諾可隆分散黑DRD 300%）。主要工藝路線：坯布精練→除油水洗一預定形→130 ℃染色→還原清洗→烘干→（軋助劑）成品定形。
3.3.3成品定形
考慮到滌綸纖維內部上染的分散染料經過后續高溫后可能又發生分散染料遷移（從滌綸纖維內部遷移到纖維表面），導致滌綸織物色牢度下降等問題，為了避免上述問題，同時從低碳節能、降低成本等角度出發，采用130～140℃進行成品定形。
成品定形設備：八節開幅定形機。成品定形工藝條件：織物后整理劑5.0～6.0 g/L，織物帶液率60%— 100%.上風風量55%—65%，下風風量65%—75%，溫度130—140℃，車速24 m/min。按照上述工藝生產的夢絲滌綸彈性針織物的彈性好、面料單位面積質量可控，尺寸穩定，色牢度
3.3.4測試
耐水色牢度：參照GB/T 5713-2013《紡織品色牢度試驗耐水色牢度》測試。
耐汗漬色牢度：參照CB/T 3922-2013《紡織品色牢度試驗耐汗漬色牢度》測試。
縮水率：參照GB/T 8630-2013《紡織品洗滌和干燥后尺寸變化的測定》測試。
緯斜：參照GB/T 14801-2009《機織物與針織物緯斜和弓緯試驗方法》測試。
彈性伸長率及彈性回復率：參照FZ/T 70006- 2004《針織物拉伸彈性回復率試驗方法》測試。
浸水色牢度：參考3.2.2。
3.3.5實驗結果
試樣性能測試結果見表5。
表5試樣性能測試結果
采用分散染料可染且色牢度高的新型交聯聚烯烴彈性纖維570X夢絲與傳統滌綸交織生產滌綸彈性針織面料，采用傳統分散染料、傳統染色工藝、不添加特別的助劑，通過低溫預定形提高滌綸纖維對傳統分散染料的上染速率，低溫成品定形降低分散染料的熱遷移程度；再依靠聚烯烴彈性纖維在經過低溫定形后在針織面料內部粘連成網，形成針織面料的“內部骨架”，以提升夢絲滌綸彈性針織物的色牢度、尺寸穩定性及降低扭斜率等指標。
570X夢絲替換氨綸彈性纖維解決了滌，氨彈性針織物的一系列難題，真正做到了簡單高效、節能減排、低成本高品質，更符合雙碳目標。新型聚烯烴彈性纖維570X夢絲具有廣闊的市場前景，是值得推廣的新型功能性紡織新材料。
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