工藝技術(shù)_lyocell織物桃皮絨風(fēng)格的加工工藝論文

東華大學(xué) 碩士學(xué)位論文 Lyocell織物桃皮絨風(fēng)格的加工工藝 姓名：周映紅 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：紡織化學(xué)與染整工程 指導(dǎo)教師：周翔 20050119 L y o c e l l 織物桃皮絨風(fēng)格的加工工藝 摘要 L y o c e l | 纖維性能優(yōu)越，它不但具有高的干濕強力，而且穿著舒適， 具有生物可降解性，對環(huán)境無污染。L y o c e l l 纖維具有較高的取向度， 但微晶間側(cè)向抱合力較弱，在溶脹狀態(tài)及一定機械作用下時，其縱向 比較薄弱的部分會有微纖分裂出來，即所謂的原纖化。利用L y o e e l l 纖 維的這種特性，可以使L y o c e l l 織物獲得多種不同外觀和美感，如光潔 表面和桃皮絨等。 迄今為止，國際上還沒有任何評價織物原纖化程度的客觀標(biāo)準(zhǔn)。 本文中建立了一種評價織物原纖化程度的方法。采用光學(xué)生物顯微鏡 觀察分別經(jīng)初級原纖化、酶處理、次級原纖化處理的織物表面，采集 圖像，由觀察者根據(jù)原纖的數(shù)量和主體長度對其進行評分，得到每種 織物的原纖均值。這一方法有助于比較不同工藝的處理效果。 L y o c e l l 桃皮絨織物的常規(guī)加工工藝，一般包括初級原纖化、酶處 理和次級原纖化三個加工步驟。本文采用溢流噴射染色機對純L y o c e l l 斜紋織物進行了一系列的單因子試驗，綜合考慮處理織物的原纖化程 度、斷裂強力、撕破強力、總平均抗彎長度，分別確定了較佳的工藝 參數(shù)。較佳的初級原纖化工藝條件為：浴比2 5 ：1 ，氫氧化鈉2 5g 幾， 處理時間9 0m i n 左右，處理溫度9 5 “ 0 ，提布器轉(zhuǎn)速為1 5r n m i n 。較佳 的酶處理工藝為：纖維素酶C e l l u s o f t P l u sL 的用量為3 O ( o w l ) ，處 理時間3 0 m i n 。 對于L y o c e l l 織物的次級原纖化加工，在溢流染色機濕態(tài)處理過程 中，參考初級原纖化處理的一些工藝參數(shù)，對碳酸鈉的用量進行了單 因子試驗。試驗結(jié)果表明：碳酸鈉用量為1 5 9 L 時，處理織物能達到 相對較好的桃皮絨效果，處理織物的原纖均值為0 6 。在轉(zhuǎn)筒烘干機半 濕態(tài)處理過程中，柔軟劑T 3 S 為1 0g 甩，織物含濕率為3 0 時，織物 在轉(zhuǎn)筒烘干機中拋松烘干，可以達到較好的桃皮絨效果，處理織物的 原纖均值為0 7 。 此外，采用自制磨毛裝置對僅經(jīng)前處理的L y o c e l l 織物進行了磨毛 試驗。通過多項單因子試驗確定了取得較好磨毛效果的工藝參數(shù)，分 別為：織物的水平移速為6 3 0 c m s ；砂輥轉(zhuǎn)速為4 5 0 r p m ；砂紙目數(shù)3 2 0 # ； 磨毛時間4 5 s 。磨毛織物的原纖均值為0 8 。如果采用兩次磨毛法，可 以獲得更好的磨毛效果，織物的原纖均值為0 9 。 關(guān)鍵詞：初級原纖化，酶處理，次級原纖化，溢流噴射染色機，磨 毛，原纖均值 P R O C E S S I N G0 FL Y O C E L LF A B 砒CT 0A C H I E V ET H E P E A C H S K I NE F F E C T A B S T R A C T L y o c e l l f i b e ri sc h a r a c t e r i z e d b yh i g hd r ya n dw e ts t r e n g t h ，h i g h m o i s t u r er e g a i na n d b i o d e g r a d a b i l i t y T h o u g ht h e r ei sah i 曲p r o p o r t i o no f ah i 曲l yo r i e n t e d ，c r y s t a l l i n er e g i o nw i t h i nt h ef i b e r , t h el a t e r a lc o h e s i o n b e t w e e nt h ec r y s t a l l i t e si sw e a k W h e ns u b j e c t e du n d e rm e c h a n i c a ls t r e s s i ns w o l l e n s t a t e ，t h e f i b e r st e n dt o p r o d u c e s u r f a c ef i b r i l s T h i sw e t f i b r i l l a t i o nb e h a v i o rc a l lb em a n i p u l a t e dt oc r e a t eav a r i e t yo ff i n i s h e d s u r f a c ea n d o p t i c a le f f e c t s ，s u c ha sc l e a ns u r f a c ea n dp e a c hs k i n U s e df o r h i 曲f a s h i o na p p a r e l ，t h ep e a c h s k i ne f f e c tc a r lb eo b t a i n e d b y a c o n v e n t i o n a l t h r e e s t a g ep r o c e s s ，n a m e l y , p r i m a r yf i b r i l l a t i o n ，e n z y m e c l e a na n d s e c o n d a r y f i b r i l l a t i o n “A v e r a g ev a l u eo f f i b r i l l a t i o n i sd e v e l o p e di nt h i sp a p e rt oe v a l u a t e t h ef i b r i l l a t i o nd e g r e eo ff a b r i c sw h i c hh a v eb e e np r o c e s s e db yd i f f e r e n t t e c h n o l o g i e s “A v e r a g ev a l u eo f f i b r i l l a t i o n ”i sg i v e nb yd i f f e r e n tp e r s o n s a c c o r d i n gt ot h el e n g t ha n dd e n s i t yo f f i b r i l so nt h es u r f a c eo ft h et r e a t e d f a b r i C S I nt h i s p a p e r , d i f f e r e n tL y o c e l l t w i l lf a b r i c sw e r et r e a t e d b yt w o d i f f e r e n t p r o c e s s i n g m e t h o d st o g e tt h ep e a c h s k i n e f f e c t F i r s t l y , t h ef a b r i c s w e r ep r o c e s s e du s i n gt h ec o n v e n t i o n a lt h r e e s t a g em e t h o db yah y d r a u l i c j e td y e i n g m a c h i n ef o rl a bu s e As e r i e so f s i n g l e - f a c t o re x p e r i m e n t sw e r e c o n d u c t e dt o e x p l o r e as u i t a b l e t e c h n o l o g y f o r p r i m a r yf i b r i l l a t i o nb y a n a l y z i n gt h ep h y s i c a lp r o p e r t i e s a n dt h es u r f a c ef i b r i l so ft h et r e a t e d f a b r i c s T h em a i n p a r a m e t e r sw e r e d e t e r m i n e dt ob ea sf o l l o w s ：p r o c e s s i n g t e m p e r a t u r e9 5 “ C ，p r o c e s s i n gt i m e9 0m i n u t e s ，s o d i u mh y d r o x i d e2 5 嘰 a n d l i q u o r r a t i o2 5 ：1 I nt h e e n z y m e c l e a n s t a g e ，t h e a c i dc e l l u l o s e “C e l l u s o f tP l u sL ，w e r eu s e dt or e m o v et h ef i b r i l sp r o d u c e do nt h es u r f a c e o ff a b r i c sd u r i n gp r i m a r yf i b r i l l a t i o n T h ef a b r i cC a nb ei m p a r t e dag o o d c l e a ns u r f a c ew h e nt h ed o s a g eo ft h ee n z y m ei s 3 0 ( o w Oa n dt h e p r o c e s s i n g t i m ei s3 0 m i n u t e s D u r i n gt h es e c o n d a r y f i b r i l l a t i o n s t a g e ，t h ef a b r i c s w e r ep r o c e s s e d w i t h10 9 a T 3Ss o f t e n e ra n dd r i e db yat u m b l e r T h e a v e r a g ev a l u eo f f i b r i l l a t i o n o f t h ef a b r i ct h u s p r o c e s s e d i s0 7 O nt h eo t h e rh a n d ，t h eL y o c e Uf a b r i c sw e r e p r o c e s s e db y al a b - m a d e s a n d i n ge q u i p m e n t t os i m u l a t et h es a n d i n g p r o c e s s e sw h i c h a r ec o m m o n l y u s e di nf a c t o r i e st og e ta p e a c h s k i ne f f e c t o n s y n t h e t i cf a b r i c s T h es u i t a b l e p r o c e s s i n gp a r a m e t e r sw e r ea l s od e t e r m i n e d T h er e s u l t ss h o w e dm a tt h i s s a n d i n g m e t h o dc o u l dr e a l l yl e a dt oab e R e r p e a c h s k i ne f f e c to nt h ef a b r i c w i t h t h e “a v e r a g ev a l u e o f f i b r i l l a t i o n ”b e i n gO 8 E v e nb e R e r e f f e c t sc a r lb e a c h i e v e di fa t w o - s t a g es a n d i n gp r o c e s s i sa d o p t e d Z h o u Y i n g h o n g ( D y e i n g a n d F i n i s h i n g ) S u p e r v i s e db y P r o f e s s o rZ h o u X i a n g K E Y W O R D S ：p r i m a r yf i b r i l l a t i o n ，e n z y m ec l e a n i n g ，s e c o n d a r y f i b r i l l a t i o n ，a v e r a g e v a l u eo ff i b r i l l a t i o n ，j e t d y e i n gm a c h i n e ，f a b r i c c o n s t r u c t i o n ，g r i n d i n g ， 東華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的 指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包 含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對 所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：閣9 漁 日期：2 c 7 。5 年月7 日 東華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家 有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)東華大學(xué)可 以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等 復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密口，在年解密后適用本版權(quán)書。 本學(xué)位論文屬于 不保密團。 學(xué)位論文作者簽名： 閏n 紅 日期：2 歹年f 月1 日 指導(dǎo)教師簽名：1 日期：一一，年f 月，千日 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 第一章前言 1 1 L y o c e l l 纖維的產(chǎn)生背景、生產(chǎn)工藝及發(fā)展 1 1 1 L y o c e l l 纖維的產(chǎn)生背景及發(fā)展概況 纖維素纖維原料來源廣泛、可以再生，同時具有優(yōu)良酌吸濕性和穿著舒適性等合 成纖維難以替代的性能，廣受人們歡迎。然而，粘膠纖維在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的 廢氣、廢水，在倡導(dǎo)全球環(huán)境保護的今天，為了在滿足對再生纖維素纖維需求的同時， 減少對環(huán)境的污染，就要改造現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝。L y o c e l I 纖維就是在這種背景下出現(xiàn)的 再生纖維素纖維的新品種。 L y o c e l l 纖維是采用有機溶劑N 一甲基嗎啉N 一氧化物( N M M O ) 的水溶液溶解 纖維素后進行紡絲再生產(chǎn)出來的一種人造纖維素纖維。1 9 8 0 年，A k z oN o b e l ( 荷蘭) 公 司申請了該生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品的專利。1 9 8 9 年，該纖維產(chǎn)品被國際人造絲及合成纖維標(biāo) 準(zhǔn)局( B I S F A ) 確定屬名為L Y O C E L L ，后來歐共體指導(dǎo)性文件( 1 9 9 7 3 7 ) 將其代號 r 1 1 定位“C L Y ，L “。 1 9 8 7 和1 9 9 0 年，A k z oN o b e l 公司分別將生產(chǎn)L y o c e l l 纖維的專利轉(zhuǎn)讓給奧地利 的L e n z i n g 公司和英國的C o u r t a u l d s 公司。1 9 9 3 年底，L y o c e l l 纖維由C o u r t a u l d s 公司 在美國的M o b i l e 生產(chǎn)，商品名為T e n c e l ，年產(chǎn)量為1 8 x 1 0 4 盹。此外，C o u r t a u l d s 公 司還開發(fā)了商品名為C o u r t a u l d sL y o c e l l 的短纖維。1 9 9 7 年，L e n z i n g 公司的第一個 L y o e e l l 短纖維的工廠在H e i l i g e n k r e u z 建成投產(chǎn)，商品名為L e n z i n gL y o c e l l ，年產(chǎn)量 1 5 x 1 0 4 噸。奧地利的L e n z i n g 公司與A k z o N o b e l 公司合資在德國O b e m b u r g 地區(qū)建立 了一個年產(chǎn)量5 0 0 0 噸L y o e e l l 長絲的工廠。德國T h u r i n g i a n 紡織和塑料研究所( T I T K ) 開發(fā)了L y o c e l l 纖維的溶劑紡絲法的A l e e r u 工藝，并于1 9 9 7 年7 月與Z i m m e r 公司合 作建立了一個開發(fā)L y o c e l l 短纖維和長絲的中試工廠。1 9 9 9 年A k z o N o b e l 公司收購了 英國C o u r t a u l d s 公司6 5 的股權(quán)，命名為A c o r d i s 公司。2 0 0 2 年，全世界L y o e e l l 短 纖維的產(chǎn)量估計有1 0 0 0 0 0 噸。 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 除此之外，近年來世界其它國家和地區(qū)也在大力發(fā)展L y o c e l | 纖維的生產(chǎn)。臺灣 聚隆纖維股份有限公司對新纖維素纖維的開發(fā)研究歷經(jīng)數(shù)年，建立了一條中試生產(chǎn) 線，其商品名為 A c e l l ”。韓國H a n i l 合成纖維公司也開發(fā)了名為“C o c e l l ”的纖維。位于 俄羅斯M y t i s c h l 地區(qū)的俄羅斯研究院制造的L y o c e l l 纖維稱為“O r c e l ”；日本也有小批 量的L y o c e l l 纖維生產(chǎn)?！薄?不久，全世界范圍內(nèi)掀起了對L y o c e l l 纖維的研究高潮，新的L y o c e l l 纖維不斷出 現(xiàn)。1 9 9 8 年，C o u r t a u l d s 公司推出了在染整加工過程中不產(chǎn)生原纖化現(xiàn)象的T e n c e l A 1 0 0 ，L e n z i n g 公司也推出了原纖化傾向大幅度降低的L e n z i n g L F 。2 0 0 2 年，A c o r d i s 公司又推出了新型非原纖化纖維T e n c e lA 2 0 0 與T e n c e lH S 2 6 0 。與T e n c e l A1 0 0 不同， T e n c e lA 2 0 0 具有完全的堿穩(wěn)定性，因此能經(jīng)受棉混紡織物的全絲光處理，而T e n c e l H S 2 6 0 是專門為高速* r i m 的非織造布而開發(fā)的，這種新型纖維可承受的最大梳理速度 與聚酯纖維相當(dāng)，遠遠高于粘膠纖維，除了具有清潔、可高速梳理性能外，還具有飛 花少、成網(wǎng)穩(wěn)定性良好、蓬度增加( 相對于粘膠纖維) 、與聚酯纖維的混合性好等特 性。 6 - s 表1 1L y o c e l l 纖維主要制造商、商品名及纖維類型1 3 4 ” 生廠商生廠國家或地區(qū) 商品名稱纖維種類 M o b i l e ( 美國) T e n c e l A c o r d i s O r i m s b y ( 英國) T e n c e l A1 0 0 短纖維 T e n c e l A 2 0 0 T e n c e lI - I S2 6 0 L e n z i n gA G H e i l i g e n k r e u z ( 奧地利) L e n z i n gL y o c e l l 短纖維 L e n z i n gL F A k z o N o b e l 公司和L e n z i n g 公司合資O b e r n b u r g ( 德國) N e w c e l l 長絲 T I T K 公司R u d o l s t a d t ( 德國) A l e e r u 短纖維 H a n i l 合成纖維公司韓國 C o c e l l 短纖維 臺灣聚隆纖維股份有限公司中國臺灣 A e e l l 俄羅斯研究院 M y t i s c 螄餓羅斯) O r c e l 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 2 0 0 0 年6 月成立的由上?；w集團有限公司等數(shù)家單位合資興建的上海纖維科 技開發(fā)有限公司，到2 0 0 1 年初，已建成了年產(chǎn)量為1 0 0 噸，年的L y o c e l l 纖維中試生 產(chǎn)線，而1 0 0 0 t a 的L y o c e l l 的纖維生產(chǎn)裝置正在建設(shè)之中。2 0 0 2 年8 月，河北保定天 鵝化學(xué)纖維集團有限公司與Z i m m e rA G ( 德國) 公司簽定合同委托Z i m m e r 幫助建造 L y o c e l l 短纖生產(chǎn)工廠，合同值超過1 2 億歐元，預(yù)計2 0 0 5 年建成投產(chǎn)，年產(chǎn)量可達3 萬n 屯1 9 1 。 1 1 2 L y o c e l l 纖維的生產(chǎn)工藝 與將纖維素衍生化的傳統(tǒng)工藝相比，采用溶劑直接溶解纖維素的方法是一個重大 突破。在纖維素新溶劑體系中研究較多的有D M F N 2 0 4 、D M S O P F 、N H 4 S C N N 7 4 3 D M A c L i C I 和N M M O H 2 0 。其中由E n k a 公司開發(fā)的N M M O H 2 0 體系，具有無毒、 對纖維素溶解能力強、溶劑回收率高等優(yōu)點，成為溶劑紡絲中應(yīng)用最為廣泛的溶劑體 系。 N M M O 是一種環(huán)狀叔胺氧化物，由二醇與氨反應(yīng)生成嗎啉，再經(jīng)甲基化和氧化 而成： C H 2 C H 2 0 H + N H 。：生O f c H z c H zN H 竺 C H 2 C H 2 0 H 。 、C H 2 c H 27 “H 。o 如H a o - 一1 。- - ，M o , C 。H 3 普通L y o c e l l 纖維的生產(chǎn)過程大致可分為以下三步川： 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 生產(chǎn)設(shè)備簡單、對環(huán)境無污染等突出優(yōu)點。 圖1 1 為L y o e e l l 纖維的一種生產(chǎn)流程示意圖【n 。 纖維素 廢水纖維 圖1 1L y o e e l t 纖維的生產(chǎn)流程 1 2 L y o c e l l 纖維的結(jié)構(gòu)和特性 回收 作為新一代再生纖維素纖維，L y o c e l l 纖維在形態(tài)結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)上與粘膠纖維 有較大的差異，并具有許多獨特的性能。它既具有棉纖維的自然舒適、粘膠纖維的懸 垂飄逸性和色彩鮮艷性、合成纖維的高強度，又有真絲般柔軟的手感和優(yōu)雅的光澤。 1 2 1 L y o c e l l 纖維的結(jié)構(gòu) 研究表明，L y o c e l l 纖維特殊的紡絲工藝，使纖維內(nèi)部產(chǎn)生了高取向度：結(jié)晶區(qū)比 重很大，結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)比為9 ：1 ( 粘膠纖維僅為6 ：1 ) ，并且微晶之間的側(cè)向抱 合力比粘膠或M o d a l 纖維要弱【1 。表1 2 列出了第一代L y o c e l l 纖維和普通粘膠纖維的 形態(tài)結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)的比較。雖然只是第一代L y o c e U 纖維與粘膠的比較結(jié)果，但 進一步開發(fā)的L y o c e l l 纖維在結(jié)構(gòu)上與L y o c e l l 第一代只是稍有不同。 4 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 表1 2 第一代L y o c e l l 纖維和普通粘膠纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)1 】 粘膠( 普通) L y o e e l l 纖維( 第一代) 截面形狀鋸齒圓或橢圓 截面形態(tài)皮芯均一密度 結(jié)晶度變化高 結(jié)晶區(qū)長度較小較大 結(jié)晶區(qū)寬度較大 較小 晶區(qū)取向度高高 無定形區(qū)取向變化高 1 2 2 L y o c e l l 纖維的特性 1 2 2 1 高干濕強力 表1 3 L y o c e l l 纖維和一些常見纖維的物理性質(zhì)【1 2 1 纖維 纖維性能干強 ( c N t e x ) 濕強干斷裂延伸濕斷裂延伸干摸量吸水率 度度 ( o N r e x ) ( )( ) ( c N t e x ) ( ) T e n o e l w T e n c e l 哈1 0 0 C o t t o n M o d a l P o l y n o s i c P o l y e s t e r 4 0 4 4 3 8 4 0 1 8 4 4 3 2 3 4 3 4 - 4 2 3 1 5 3 3 6 3 8 2 6 3 2 2 l ，5 3 1 9 2 l 2 5 3 4 3 1 5 3 1 3 1 5 1 l - 1 6 3 一1 0 1 3 1 5 1 0 1 3 1 4 1 6 1 0 1 4 2 5 5 0 1 4 1 6 1 3 - 1 5 l 1 0 0 9 5 0 7 0 0 9 0 0 6 0 - 2 8 0 7 0 8 5 6 5 - 7 0 4 5 5 5 7 5 8 0 5 5 7 0 從表1 3 可以看出，L y o c e l l 纖維的干強顯著地高于M o d a l 纖維，略高于P o l y n o s i c 纖維，與滌綸接近。L y o c 2 l l 纖維的濕強度僅比干強降低1 0 - 1 5 ，大大高于粘膠纖 維，表明它能夠承受較劇烈的濕機械和化學(xué)處理，不致因織物的強力損失而失去實用 價值。 5 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 1 2 2 2 低沸水收縮率 由于L y o c e l l 纖維具有較高的濕模量( 對1 7 d t e x 的短纖維，在伸長5 時T e n c e l 濕模量為2 7 0c N d t e x ，而粘膠為5 0c N d t e x ) ，由它制成的紗線或織物的沸水收縮率 較低。T e n c e l 紗的沸水收縮率僅為0 4 4 ，而粘膠的沸水收縮率高達6 5 。因此用 L y o c e l l 織物制成的服裝在洗滌過程中有很好的尺寸穩(wěn)定性。 1 2 2 3高溶脹性 1 J L y o c e l l 纖維的吸濕性能與粘膠纖維接近，比棉、蠶絲吸濕性高。L y o c e l l 纖維在 水中溶脹異向性非常明顯，其截砸溶脹度可達4 0 ，而縱向僅為0 0 3 。在染整濕加 工中，纖維截面的高度溶脹使L y o c e l l 織物結(jié)構(gòu)脹緊而變得僵硬，給加工帶來不便。 尤其在繩狀加工中，會產(chǎn)生折皺、擦傷、刮傷等，形成不均勻的原纖化。 1 2 2 4 優(yōu)良的混紡性【1 4 L y o c e l l 纖維能以任何比例與棉、羊毛、亞麻、粘膠等混紡。混紡時L y o c e l l 在各 種混紡比下均使混紡織物的抗拉伸性能及抗撕強度增加。 1 2 2 5 易于原纖化( 普通L y o c e l l 纖維) L y o c e l l 纖維具有較高的結(jié)晶度和取向度，而微纖間橫向結(jié)合力較弱。在潤濕狀態(tài) 下，非晶態(tài)或無定形區(qū)的纖維素吸收相當(dāng)于自身重量幾倍的水而溶脹伸長，彼此間結(jié) 合力減弱；同時由于連續(xù)的摩擦及振動應(yīng)力，原纖從纖維表面分離出來而發(fā)生原纖化。 L y o c e l l 纖維易于原纖化是由于其高的取向度、溶脹度及弱的原纖間結(jié)合力。J S c h u r z 在大量實驗資料的基礎(chǔ)上，提出了關(guān)系式F I = 0 _ 3 1 e 2 噥。，其中F I 為原纖化指 n c l 數(shù)，f c r 為纖維的結(jié)晶區(qū)取向因子”“。上式表明隨著纖維晶區(qū)取向因子的提高，纖維的 原纖化指數(shù)提高。 目前被廣泛采用的”初級原纖化”和”次級原纖化”兩個術(shù)語主要指的是染整加工過 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文 第一章前言 程中的兩個階段。 初級原纖化是指在濕熱條件和較強的機械力作用下，織物內(nèi)未被固定在紗線內(nèi)部 的短纖維末端翹出纖維表面，翹出的纖維在受到較強的機械作用時就會發(fā)生原纖化， 從而導(dǎo)致織物表面的起毛起球。次級原纖化是指將初級原纖化、纖維素酶處理之后所 得到的表面光潔織物再施以濕熱機械處理，在織物表面產(chǎn)生一層均勻的原纖，賦予織 物特定的手感。經(jīng)酶處理和次級原纖化后，L y o e e l l 織物的H 一般小于2 。德國R u d o l f 化學(xué)公司則提出了紗線纖維化和纖維原纖化的概念。所謂紗線纖維化是指短纖維末端 從紗線內(nèi)部翹起，從而產(chǎn)生毛茸茸的織物外觀。當(dāng)織物表面翹起的纖維經(jīng)受更強的機 械作用力時。纖維就會發(fā)生劈裂，產(chǎn)生所謂的纖維原纖化。使織物表面呈現(xiàn)難看的外 觀【1 5 】。 1 3 L y o c e l l 織物的原纖化與染整加工 對于染整加工者來說，L y o c e l l 纖維的原纖化具有雙重性。方面為了獲得表面光 潔的L y o e e l l 織物，必須去除織物表面的原纖。為了獲得“機可洗”的L y o e e l l 織物，還 應(yīng)盡量減少家庭洗滌中的原纖化傾向，這就要求利用物理或化學(xué)的方法對織物進行處 理。另一方面，通過控制染色和整理過程中的機械作用并結(jié)合纖維素酶的作用，可以 生產(chǎn)出不同外觀、手感的織物，如桃皮絨，磨砂等。 初級原纖化時分裂出的原纖較長，通常在l m m 以上，且長短不一，分布不均， 易于纏結(jié)成球。如果染色時發(fā)生初級原纖化，則分裂出的原纖染得的顏色淡于纖維本 體部位。次級原纖化時分裂出的原纖較短，通常為十分之幾毫米，分布均勻，且不會 起球，染色均勻，次級原纖化的織物手感柔軟，表面類似桃子的表皮【l 4 1 。 不同L y o c e l l 纖維的織物在染整加工時會發(fā)生不同程度的原纖化：普通的L y o c e l l 纖維如T e n c e l ，L e n z i n gL y o c e l l 會發(fā)生初級和次級原纖化；而非原纖化L y o c e l l 纖維如 L e n z i n gL F ，T e n c e lA 1 0 0 在正常情況下不會發(fā)生原纖化；而N e w c e l l 纖維( L y o c e l l 長絲) 的原纖化程度相對較低，不會初級原纖化，只發(fā)生次級原纖化，產(chǎn)生的原纖較 短且致密”a 因此，實際生產(chǎn)中對不同類型的L y o c e l l 纖維織物需要采用不同的加工 方式來控制原纖化，本文主要研究普通型L y o c e l l 纖維的染整加工。 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 1 3 1 原纖化的利用 利用L y o c e l | 纖維的原纖化特性，最主要的是進行桃皮絨效果的加工，加工過程 一般包括三個階段”“： ( 1 ) 將織物在一定濕熱、堿性條件下進行摩擦處理，完成初級原纖化； ( 2 ) 用纖維素酶處理，降低表面毛羽強度，并在機械力的作用下使之?dāng)嗦涑ィ?獲得表面平整光潔的織物； ( 3 ) 織物在濕熱條件下經(jīng)受摩擦，表面生成較短的原纖，完成次級原纖化，通 常再伴以翻滾處理，使纖維表面的絨毛直立。 1 3 2 原纖化的控制 1 3 2 1 纖維制造階段的控制 繼第一代L y o c e l l 纖維問世以來，陸續(xù)有減少贏至消除原纖化傾向的纖維制造方 法的報道。 1 ) 紡絲浴中加入交聯(lián)劑。1 9 9 8 年C o u r t a u l d s 公司( A c o r d i s 公司) 在L y o c e l l 紡絲浴中 加入交聯(lián)劑 A x i s ”，在L y o e e l l 原纖間引入交聯(lián)，增加纖維橫向結(jié)合力，從而產(chǎn) 生一種無原纖化傾向的L y o c e l l 纖維，商品名為T e n c e l A 1 0 0 嗍。 2 ) 調(diào)整紡絲工藝。A k z o 公司提出在纖維紡絲時使用凝固浴，可有效地降低L y o c e l l 纖維的原纖化趨勢1 8 1 。 3 ) 纖維進行后處理。L e n z i n g 公司在L y o c e l l 纖維成型、水洗之后，干燥之前插入 一個交聯(lián)處理工藝，生產(chǎn)出一種無原纖化趨勢的L y o e e l l 纖維，商品名為L y o c e l l I F 1 9 。 1 3 2 2 染整加工階段的控制 L y o c e l l 纖維原纖化的程度不僅依賴于纖維本身的結(jié)構(gòu)，染整加工中的些參數(shù)也 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 會影響織物原纖化的速度和程度，如表1 4 所示。 表1 4 影響原纖化的因素1 ” 促進原纖化的因素降低原纖化的因素 短纖維長絲 低紗線捻度，高紗線捻度 疏松的織物結(jié)構(gòu)緊密的織物結(jié)構(gòu) 高溫，強堿( p I - I 值高)低溫，弱酸性或中性( p l - I 值低) 低浴比高浴比 弱機械作用 纖維素酶處理 強機械作用潤滑劑或抗皺劑 交聯(lián)劑 部分多活性基染料 l _ 3 3 L y o e e l l 織物的染整加工 普通型L y o e e l l 纖維純紡織品的加工成品主要有兩種類型：桃皮絨織物和表面光 潔織物。兩種風(fēng)格產(chǎn)品的基本加工路線如下所示【2 0 】： ( 1 ) 表面光潔織物 前處理( 平幅燒毛、退漿、漂白、堿處理) 斗初級原纖化哼纖維素酶處 理斗平幅染色( 如繩狀染色，則染色后需再旌以酶處理) 斗平幅柔軟，交聯(lián) 整理 ( 2 ) 桃皮絨織物 前處理斗初級原纖化一纖維素酶處理( 酶去原纖化) 寸染色。次級原纖 化( 一) 柔軟、交聯(lián)整理 1 3 3 1 機械作用的控制及加工設(shè)備的選用 機械作用的控制就是要選擇合理的加工設(shè)備和路線，使織物產(chǎn)生均勻的原纖化。 機械作用控制不好，容易使織物形成不規(guī)則的折痕，造成原纖不均勻。針對L y o c e U 9 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 織物組織結(jié)構(gòu)和成品風(fēng)格要求的不同，可阻采用不同種類的加工設(shè)備( 如常規(guī)的卷染 機、經(jīng)軸染色機、噴射染色機、冷軋堆染色、連續(xù)軋染等) ，其中氣流染色機可以有 效地防止折痕的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生均勻的原纖化，因此被廣泛運用于L y o c e l l 織物的初 級原纖化、酶處理、染色和次級原纖化的加工中。 對于L y o c e l l 織物的加工，國外推薦的氣流染色機有：T h e n A i r f l o w A F S ( 德國T h e n 公司) 、A e r o D y e ( 德國K r a n t s ) 、A i r s o f lH T ( 英國L o n g c l o s e ) 、T h i e sL u t t r o t o A i r - - s t r e a m ( 德國T h i e s ) 、A z u r 氣流染色機( 日本大島機械株式會社) 等；此外還有部分 織物整理機，如意大利B i a n e a l a n i 公司生產(chǎn)的A I R O 1 0 0 0 多功能織物整理機、P e t r a 織物滑爽整理機，另外日本還專門為L y o c e l l 的加工制作了大型水洗機N i d o m 加工機。 1 3 3 2 前處理 前處理是染整加工的基礎(chǔ)，良好的前處理可使織物退漿徹底，白度、吸濕性增加， 染色得色量、勻染性提高。 一般前處理的第一步是燒毛，二正二反，而且必須采取高速燒毛工藝，以防纖維 損傷。目前國內(nèi)也有采用先退漿后燒毛的方式，以去除織物表面原有絨毛和退漿后產(chǎn) 生的絨毛。 退漿和精練可同時進行，漂白則可以根據(jù)需要進行。若纖維白度已達染色要求， 尤其是染深色，則可以簡化工藝，省去漂白工序。L y o e e l l 織物在織造時，使用的漿料 大多為C M C 或淀粉類漿料，這類漿料在以后的活性染料染色過程中，會與染料發(fā)生 反應(yīng)，導(dǎo)致L y o c e l l 纖維表面染色濃度降低，有時還會造成色斑。 根據(jù)織物上漿料的類型，可采用氧化劑或淀粉酶，洗滌劑和熱水等進行退漿。退 漿方法有卷染機法，半連續(xù)式的冷軋堆或卷染法，連續(xù)式平幅水洗法。 練漂以后，就可進入下一步工序，即初級原纖化。但日本U n i t i k a 公司、德國R u d o l f 化學(xué)公司和瑞土汽巴精化公司等提出【2 1 捌，練漂后增加一道平幅燒堿處理工藝，使織 物在后面的濕加工中僵硬度減小，產(chǎn)生折痕的危險性降低，而且有助于提高染色性能。 采用此工藝后可在后續(xù)工序中進行無堿的初級原纖化。鑒于這些原因，并為了節(jié)能、 縮短工藝流程，汽巴精化還提出了退漿、漂白和燒堿處理三合一的冷軋堆工藝【2 3 。 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 1 3 3 3 初級原纖化 初級原纖化的目的是充分暴露擬去除的絨毛，以便在后續(xù)加工工序中用纖維素酶 去除。為達到揉搓的目的，織物必須采取繩狀加工【2 4 1 ，并加入潤滑劑，以改善織物的 柔軟程度，減少織物表面摩擦，防止折痕的產(chǎn)生。潤滑劑一般是脂肪酸、聚酰胺衍生 物、多元醇脂類衍生物、磷酸脂類衍生物等。此外，為改善織物的潤濕性，還可加入 適量的低泡潤濕劑。 綜合考慮初級原纖化效果、生產(chǎn)效率、加工成本等，以用氣流染色機為最好，其 次是B i a n c a l a n iA i r 0 1 0 0 0 織物整理機，然后是低浴比噴射染色機，而常規(guī)的工業(yè)洗衣 機對絕大多數(shù)T e n c e l 織物是不適合的佇1 , 2 3 , 2 6 。采用氣流染色機不僅能使織物經(jīng)受充分 摩擦，而且織物在氣流染色機中能不斷頻繁地交換接觸面，可以防止折痕的產(chǎn)生。故 初級原纖化的效果較為均勻。 1 3 , 3 4 纖維素酶處理 纖維素酶是一種能夠催化纖維素l ，4 一甙鍵斷裂的蛋白質(zhì)。酶處理的目的是去除 初級原纖化過程中形成的絨毛，這一工序?qū)μ移そq和光潔風(fēng)格的織物同樣重要。酶處 理通常在染色之前進行，可以避免染料陰離子對酶活性的影響，使次級原纖化更加 均勻，使用的設(shè)備與初級原纖化設(shè)備相同。此外纖維的原纖化和原纖清除都應(yīng)充分， 否則會影響酶處理效果及二次原纖化絨面的穩(wěn)定性。 不同的纖維素酶均有其最佳使用溫度和p H 值，生產(chǎn)中應(yīng)很好地控制這兩個工藝 條件。另外，酶的品種、用量、處理時間也應(yīng)合理地選擇，要避免織物強力損傷過大， 同時又要保證去原纖化效果。酶處理后，通過加入堿再升溫的方法使酶失活。 利用纖維素酶處理L y o e e l l 織物，同時結(jié)合一定的機械作用，可有效去除織物表 面的絨毛。由于L y o c e l l 纖維的聚合度和取向度較高，一些常用的纖維素酶沒有足夠 的效力。因此必須選用對L y o c e l l 作用更為明顯的纖維索酶制劑。在酸性酶、中性酶 和堿性酶中以酸性酶對纖維素的作用最為強烈。故L y o e e l l 纖維純紡織物的酶去原纖 化加工多采用酸性纖維素酶。 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 近年來，許多公司開發(fā)了L y o c e l l 織物專用的纖維索酶制劑及其相應(yīng)的酶處理工 藝，如表1 5 所示。 表1 5 用于L y o c d l 織物的纖維素酶 公司用于L y o c e l l 的纖維素酶 N o v oN o r d i s k ( 丹麥)C d l u s o f 【P l u sL ：c e u l 】s 硪U l t r aL 漢高( 德國) F o r y l a s eL Y O ；F o r y l a s eS W L ；F o r y l a s eS W 1 5 0 R u d o l f 公司( 德國)R u c o l a s eZ E L ；R u c o l a s eZ L O ；R u c o l a s e Z L I ； R u c o l a s eZ B L 十Z B G D r P e t r y ( 德國) R o t t a G m b H ( 德國) G e n m c o r ( 美國) R a k u t o 化成工業(yè)( 日本) C i b a 精化( 瑞士) C l a r i a n t ( 瑞士) L a m b e r t i ( 意大利) 福盈股份( 臺灣) P e r i z y mL Y O ；P e r i z y mL C M ；P o r i z y m2 0 0 0 R o g l y r1 5 3 8 ；R o O y rB i o1 5 3 5 ； R i m a f a s tT 1 0 0 ；I n d i a g eR F W T e n z y ml O O W T i n o z y m7 6 0 3 ；T i n o z y m 帆T i n o z y m N T B B a c t o s o lC AC o n c L a n B o f t1 2 1 ：L a m s o f t T E 一8 J i n - t e x y m eL W P I 3 3 5 染色 適用于纖維素纖維的染料( 如直接、活性、還原、納夫妥、硫化染料等) 均可以 用于L y o c e l l 纖維及其織物，且在L y o c e l l 纖維上的上染率高于棉而類似粘膠。一般而 言，L y o c e U 纖維比粘膠和棉有更好的濃染性。采用活性染料時，L y o c e l l 的相對色強 比棉要高”“。通常，普通L y o c e l l 纖維制成的染色織物在經(jīng)過幾次家庭洗滌后，由于 原纖化作用，表面會泛灰，從而使鮮艷度降低。同時在染色過程中也會發(fā)生原纖化作 用，影響織物外觀。 加工光潔織物應(yīng)首選平幅染色，因為采用平幅染色設(shè)備( 卷染機、冷軋堆、軋染 等) 時不易發(fā)生纖維原纖化和產(chǎn)生皺印。繩狀染色設(shè)備( 如氣流染色機、溢流噴射染 色機等) 在染色時易于發(fā)生纖維原纖化，且如操作不當(dāng)、工藝參數(shù)控制不合理或處理 溶液中未使用潤滑劑，都可能產(chǎn)生折痕。加工桃皮絨風(fēng)格的織物，平幅和繩狀染色機 均可采用，各有優(yōu)缺點。平幅染色機在正常情況下不會產(chǎn)生皺印，而繩狀染色機可促 東華大學(xué)2 0 0 2 級碩士學(xué)位論文第一章前言 迸纖維原纖化，尤其是在用高溫型單活性基染料加堿固色的情況下更是如此，因而可 減少次級原纖化所需的加工時間，甚至可以在染色的同時完成二次原纖化。 對于要求表面光