含氨綸彈力織物染整工藝

  近年來，含氨綸彈力織物在國內外市場上十分流行，發展迅速。目二十世紀八十年代以來，一直受到人們的青睞，尤其是九十年代后期，由于這類產品具有較高的彈性和優異的回彈性能，手感柔軟，穿著舒服并能顯露出形體美，加上易吸汗不會產生靜電，因而得到越來越多的應用。目前己廣泛應用于紡織工業，從內衣發展到外衣，針織物到機織物，服裝用布到裝飾用布及功能性材料，如用于醫療領域等工業用布，具有廣泛的發展前景和良好的經濟效益。氨綸纖維早是由德國Bayer及其同事于1937年采用二異氰酸加聚工藝獲得了以聚氨基甲酸乙酯為主要成分的彈性纖維。但大規模工業化生產是1962年由美國杜邦公司實現的，并命名為lycra(萊卡)，隨后德國拜耳、日本東麗、東洋紡、鐘淵、帝人、可樂麗等公司相繼推出了各種新品種，韓國是近年來氨綸發展快的國家，目前已成為上大的生產國。我國氨綸的需求量較大，九十年代已在山東煙臺，江蘇連云港。廣東鶴山，福建長樂，上海青浦，浙江紹興等地先后建立了氨綸的生產線，年生產能力可達2.5萬噸，隨著彈力紡織品種類和用量的增加，我國氨綸生產和應用將會進一步擴大叫。從近幾年來的報導材料看，國內已有上海、江蘇、浙江、安徽、山東、福建、廣東、四川、湖北、河北、遼寧、河南、陜西等10多個省市的染整企業和大專院校開發生產了各種含氨綸彈力織物。取得了一定成效和實踐經驗，但也存在一些需進一步研究探討的問題，如門幅尺寸穩定性與堿濃、定形溫度之間的矛盾，采用氯漂去麻皮與清潔生產的矛盾，堿濃與去雜效果和清潔生產的矛盾，縮水率過大，織物泛黃與彈性回復率的矛盾等及生物酶的應用等。目前染整行業的科技人員都在探索研究含氨綸彈力織物染整加工技術的佳條件，并探索染整工藝與氨綸彈性性能，尺寸穩定及織物幅寬變化之間的關系，氨綸染整加工對設備的要求，以求得佳的染整加工工藝。把彈力織物做得更好，來滿足市場不斷變化的需要，筆者從大量發表的文章中，綜合了各單位的實踐經驗，分析了各單位染整工藝的優缺點，并結合筆者的實踐，提出了做好含氨綸彈力織物的一些看法?！?

　　2 生產好含氨綸彈力織物必須掌握好三大關鍵　

　　2-1必須掌握了解氨綸纖維的組成結構，彈性機理及其性能　

　　2-1-1氨綸纖維的組成結構；其主要化學組成是聚氨基甲酸酯，但均聚的聚氨基甲酸酯纖維不具有良好的彈性，所以有良好的彈性是由于它是由軟鏈段和硬鏈段組成的嵌段共聚物組成的網絡結構所致，即具有"區段"網絡結構。"區段"結構是通過二異氰酸酯分段加聚獲得。由低分子二異氰酸酯與低分子二羥基化合物反應制得高熔點易結晶的"硬段"，軟段"是由長鏈二羥基化合物(大分子二醇)制得，它又可分為聚醚二醇和聚酯二醇兩類，根據分子鏈中軟鏈段的聚酯和聚醚，聚氨酯纖維可分為聚酯類和聚醚類。這種含聚氨基甲酸酯大于85%的具有嵌段結構的長鏈型高分子化合物組成的纖維，具有特殊的超分子結構，也是氨綸纖維高彈性和高延伸度的彈性基礎，它是由縱向的結晶剛性鏈殷和作橫向連接的非結晶柔性鏈段形成一個具有強大的分子間力的大分子網狀結構，其中柔性鏈段呈無規則的纏結狀態。如加以拉伸，則柔性鏈段變成有規則的狀態。此時它又力圖恢復原來的纏結狀態。其高彈性能和從伸長狀態迅速恢復到纏結狀態的性能，就是建立在這一結構基礎上的。另外由于軟鏈段在通常情況下不結晶，其中氨基甲酸酯基的含量很低。其玻璃化溫度又很低(在-40℃以下)所以在室溫下處于高彈態。其分子量較高約在2000左右(Mn=1500～3000)，其長度為15～3Onm，約為硬鏈段長度的l0倍，因此在室溫下被拉伸時，可產生很大的伸長，并具有優異的回彈性。如軟鏈段中多元醇鏈越長則大分子就越柔軟，如鏈段短則導致剛性。結構中的硬鏈段為氨基甲酸酯與脲基，其分子量較小(Mn=500～700)鏈段又短，但由于鏈段中含有多種極性基團，分子間的氫鍵和結晶起著大分子鏈之間的物理交聯作用。所以一方面可為軟鏈段的高度伸長和回彈性，提供必要的結點條件，阻止分子間產生相對位移，另一方面可賦予纖維以一定的強度與彈性模量，正是這種軟硬鏈段共存的體系，形成了氨綸纖維的高彈性?！?

　　2-1-2 氨綸纖維的性能；氨綸纖維一般為復絲，單絲間不易分離，其間留有空隙，故手感較柔軟，其纖度范圍在22～4478dtex，細為lldtex。其物理機械性能見下表:　

性能　　　　　　 聚醚型(萊卡)　　　　　　　　聚酯型(維林)　

斷裂強度CN/dtex　 0.618-0.794　　　　　　　　0.485-0.574　

延伸度%　　　　　 480-550　　　　　　　　　　650-700　

回彈率%　　　　　 95(伸長500%)　　　　　　　 98(伸長600%)　

彈性模量CN/dtex　　　　0.11　　　　　　　　　　-　

比重　　　　　　　　 1.21　　　　　　　　　　1.20　

回潮率%　　　　　　　1.30　　　　　　　　　　0.30　

耐熱性　　　　15OC發黃，175C發粘　　　　　　 100熱塑性增強、190C強力下降　

耐酸堿性　　　耐酸、在稀鹽酸和硫酸中發黃　　 耐冷稀酸不耐熱堿液　

耐溶劑性　　　　良好　　　　　　　　　　　　 良好　

耐氣候性　　　　長時間照日光后強度會有下降　 長時間日曬強力會下降并變色　

耐磨性　　　　　良好　　　　　　　　　　　　 良好　

　　從上表可看出不論是聚醚型或聚酯型氨綸，它們的物理機械性能還是不錯的，其回彈率均在95%以上。由于氨綸中含極牲基團少，所以回潮率也低，在應力作用下易形變即拉長、但鏈段基本不形變，在一定強度下不會被拉斷，其伸長率可達500%～700%，因此其伸長回復性能特別好，當伸長200%時，回縮率可達97%，伸長50%時，回縮率大于99%，伸長500%時，其回縮率也在90%以上，其回縮率大小與拉伸長度成倍數比。具有低負荷高伸長的特點，所以在染整加工過程中應保持其主要性能，即伸長后可快速松弛和回復，這樣才能保持服裝的形態。和有良好的舒適性，而且這種性能能夠經得起各種染整加工，特別是濕熱加工、化學加工，包括高溫熱定形，分散染料高溫高壓染色及樹脂等后整理加工。其初始模量很低為0•000781N/tex。其吸濕性一般為0.3%～1.2%。　

　　其耐熱性不同品種的差異較大，一般于95℃-150℃短時間處理不會損傷纖維。在9O℃左右加快了伸長變化，當溫度達到150℃后變化更快。聚醚型的到15O℃時會泛黃，175℃后會發粘。聚酯型的150℃后彈性減少，當超過190℃后纖維強度明顯下降，這些變化是由于硬鏈段被拆散引起的。氨綸的這種結構與溫度的關系，對染整加工非常重要。熨燙溫度必須小于150℃，其軟化點為20O℃左右，熔點(分解溫度)約為270℃，其耐磨性在伸長500%-300%范圍內每分鐘作200次疲勞試驗，可耐100萬次而不斷裂?！?

　　其耐光性，在耐曬牢度試驗儀中照射40小時后強力降低20%左右。其化學穩定性一般較好，較耐酸在常溫下對稀無機酸和有機酸較穩定。加有改性劑多胺化合物的氨綸，有吸酸能力?！?

　　其耐堿性，聚酯型的不耐強堿。在熱堿溶液中快速水解降解，這在染整加工時需特別注意。一般的有機溶劑(如四氯化碳、丙酮、二甲苯等)對它不起作用。在加熱條件下環已酮、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)能使氨綸溶解。氨綸的耐氧化，因氧化劑不同而異，對含氧漂白劑，有相當好的穩定性，但只能在稀的過氧化物溶液中漂白，也可用還原劑漂白。而不耐含氯漂白劑，在次氯酸鹽溶液中會形成氮一氯結合而使纖維損傷泛黃，聚醚型結構損傷更嚴重(聚酯型的比聚醚型的耐氯性要高3～4倍)。　

　　氨綸纖維還會吸收空氣中的氧化氮廢氣，使一些分散染料發生煙熏褪色。對聚酯型纖維，其防霉性較差。對一些不飽和油如松節油等會使氨綸溶脹降低強力，對常用的各種表面活性劑和一些助劑也會對氨綸吸附，有的起載體作用，有的會改變氨綸的染色性能?！?

　　2-2 必須掌握彈力織物坯布與成品幅寬的關系和做好含氨綸織物染整加工前對其坯布的選擇　

　　要生產好含氨綸彈力織物，除了掌握好氨綸纖維的結構性能外，還應掌握了解其坯布織造的要求和成品幅寬的關系。因為含氨綸彈力織物在染整加工過程中發生的許多技術難度如卷邊、皺條、縮水、幅寬、尺寸穩定性，彈力大小等問題，都和坯布織造時設計的坯布幅寬、經緯密度、坯布彈性率有關，因此必須搞清楚其內在聯系。加強和紡織廠的聯系，根據成品要求及時對坯布作相應調整，　

　　據有關資料介紹，棉氨緯彈織物，其氨綸芯絲的棉包芯紗的彈性，主要受氨綸的細度及成紗時喂入氨綸絲的牽伸工藝影響，根據氨綸芯絲的粗細控制牽伸倍數在2～5之間，芯絲粗倍數高，芯絲細倍數低，由于有芯絲存在，外包棉纖維抱合力差，影響紗線強力，故必須提高捻度來提高強力，所以彈力紗比同支數棉紗捻度高，織布送緯時，又給予棉氨綸包芯紗相當于紡紗時85%-95%的牽伸力，織造時又給包芯紗以足夠的張力，使外包復的非彈力纖維伸直，而氨綸絲的伸長不超過紡紗時的牽伸倍數，并對織物經緯密度以合理配置，使坯布彈力紗的回彈力能與織物的阻力實現平衡，以達到平衡狀態?！?

　　在織造時筘幅要相應放寬，而經密則適當減少，這些都是為了給織好的彈力織物有較大的織縮，這在以后染整加工濕熱處理時緯紗有較大的收縮余地(可達到20%～30%的收縮)，給予織物良好的彈性和手感。這是因為濕熱處理時由于紡紗織造時產生的內應力松弛下來。氨綸絲急劇收縮，使緯紗收縮很大而引起幅寬明顯變狹，在紡紗時，如氨綸絲喂人牽伸系數越大，則幅寬收縮越明顯。故緯彈織物染整幅寬加工系數要比同類普通棉織物小得多。因此。織物的經緯密度必須配置合理以保證織物收縮相對穩定，如緯紗的這種收縮狀態不變，則說明織物門幅狹于成品門幅。如僅僅將彎曲的緯紗進行機械拉伸，就會在放置過程中自然收縮，而在濕熱處理過程中呈現嚴重的縮水。另外彈力織物的組織結構也是影響彈性的重要因素，織物經緯紗和交織點越少，其緯向彈力紗的浮紗越長，紗與紗之間的間隙越大，則緯紗收縮的阻力越少，緯彈紗就能得到充分的收縮，則表現出其彈性伸長就越大，所以緯彈織物的幅寬加工系數較小，約在0.7～0.75之間，因此在染整加工前必須加強和前道紡織部門的聯系了解，搞清楚坯布的組織規格，幅寬、經緯密度、彈性率、上漿漿料、坯布緯向的彈力伸長和縮水率。　

　　在染整加工前，首先就要檢測來坯的彈性率和幅寬(取一塊整幅原坯布50公分用沸水處理30分鐘，松弛烘干后測量其幅寬和彈性)，一般要求坯布幅寬與成品幅寬的差距不大于20%，其彈性收縮率在30%左右，則其成品緯向彈力伸長和縮水率效果較好。同時要選擇調整好坯布幅寬和經緯密度。　

　?。?）使用氨綸紗纖度(特數tex)的計算；在坯布設計時要考慮氨綸紗的成紗條件和織物結構，對織造和染整加工的影響，并根據產品用途來確定織物彈性方向、彈性率和計算使用紗的纖度(特數tex)可由下式求得；　

　　紡絲特數(tex)=成品紗特數(tex)×（1 彈性率）/（ l一染整加工縮率）　

　　(2)坯布幅寬的計算；坯布幅寬是緯彈織物成品幅寬的一個重要基礎因素。應根據成品幅寬及緯向彈性伸長率大小，按比例作相應調整，其計算公式為；　

　　坯布幅寬＝成品幅寬×(l十彈性伸長率)/（l一包復纖維收縮率）?！?

　　如彈性伸長率為30%，包復纖維收縮率為7%，成品幅寬要求45英寸，則坯布幅寬為； 45"×(1＋30%)/1-7%=63英寸

　　 (3)坯布經緯密度的計算；由于緯向彈性收縮，坯布經密應適當小于成品經密，而緯密則應略大于成品緯密。使織物在濕熱處理中有一定的收縮余地，以保證成品具有預期的彈性伸長率和手感。同時又保證織物的內在質量，坯布經密可由下列求得；　

　　坯布經密=成品幅寬×成品經密/坯布幅寬。如成品幅寬為48英寸，成品經密為116根/英寸，坯布幅寬為63英寸，則；坯布經密=48×116/63＝90根/英寸?！?

　　坯布緯密略大于成品緯密40根/英寸，即可定為42根/英寸，所以坯布經緯密選用90×42。　

　　(4)另外也可通過印染幅寬加工系數，坯布和成品幅寬，就可計算成品和坯布幅寬，工廠接單后準備坯布或客戶來坯加工，就可算出成品幅寬或要求的坯布幅寬。
　
　　成品幅寬=坯布幅寬×（1-緯彈紗外包棉紗的收縮率）/（1-設計的織物緯向彈性伸長）=坯布幅寬×印染幅寬加工系數。
　
　　如已知成品幅寬與坯布幅寬，也可通過公式變換計算出有關產品的彈性伸長率。彈性伸長率-(1-緯彈紗外包棉紗的收縮率/印染幅寬加工系數)-l)×100%。
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