天然彩棉机织物整理的工艺探讨yd6002

张玲香   (华润印染有限公司，江苏南通  226014)

收稿日期：2005-08-08

作者简介：张玲香（1962-），女，工程师，长期从事染整生产管理和技术工作

原载：《染整技术》2005/12；12-15

 

    【摘要】根据天然彩棉结构，天然色彩存在于纤维次生胞壁内，发色基团与羰基有关。通过高温酶退浆整理，可部分剥除纤维表面覆盖层，使天然彩棉充分显色，并保持较好色牢度；同时可起到去毛、除杂、柔软作用，经过苏宏α-淀粉酶20OOL整理，实现退浆、精练、柔软工序，缩短生产流程。试验证明：棕色天然彩色棉机织物经整理后，色泽加深，除日晒牢度3级以外，皂洗、摩擦、汗溃牢度均可达到4-5级。失重、强力损失与常规处理相近；毛效达到5cm左右；起毛起球可达到4-5级；柔软度好于常规整理。

    【关键词】天然彩色棉；淀粉酶；染整工艺

【中图分类号】TS190.641文献标识码:B   文章编号:1005-9350(2005)12-0012-04

 

    科技改变了人民的生活，越来越多的人追求返朴归真的纺织面料，彩棉的种植成功及其纺织品的出现基本实现了"绿色印染"。天然彩色棉是在种植过程中采用现代生物工程技术，利用杂交和基因改性技术培育出的棉花。提高了棉花的抗虫特性，避免了化学农药中有害物质对棉纤维本质及生长环境的污染。印染加工过程中无需进行传统的漂白、染色工艺处理，产品不含甲醛、偶氮染料等有害物质。天然健康无污染，但下机坯布含有各种物质，不能直接穿着，必须通过印染后整理解决去毛、除杂、不吸水、手感粗糙、服用性能差等问题。当前彩棉机织物的印染后整理尚需经过退浆、精练、柔软、防缩步骤，且还需要采用一定量的化学品，因此仍有污染问题。

    据有关资料分析天然彩棉的天然彩色存在于纤维次生胞壁内，发色基团与羰基有关。通过酶退浆、水洗可部分剥除纤维表面覆盖层，使天然彩棉充分显色，并保持较好色牢度，同时可起到去毛、除杂、柔软作用。棕色天然彩棉机织物经高温酶退整理后色泽加深，除日晒牢度3级外，皂洗、摩擦、汗渍牢度均可达到4-5级。失重、强力损失与常规处理相近，但毛效稍差(5cm左右)，起毛起球可达4-5级，柔软度同常规整理。本文对彩棉小试、中试及批量生产工艺进行了认真的优选。

1   试验

坯布产地:陕西九棉、陕西五环。品种规格:

编号

幅宽

混纺比

纱支

品名

1#

160cm

彩C50/白C50

40/2×40/2

10463线卡

2#

160cm

彩C50/白C50

40/2×40/2

112×72线卡

3#

160cm

彩C50/白C50

40/2×38/2

103×54平纹

4#

160cm

彩C50/白C50

40/2×40/2

103×63平纹

5#

160cm

彩C50/白C50

40/2×32/2

134×72直贡

6#

160cm

彩C50/白C50

32/2×21

100×68帆布

7#

16Ocm

T彩ClO0/W白Cl00

32/2×16

100×58牛仔

    淀粉酶:苏宏2000L高温退浆酶

   试验工艺:

    1#工艺：浸轧高温退浆酶 (苏宏2000L 3g/L，JFC 5g/L)→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→柔软

    2#工艺：浸轧(NaOH lOg/L，精炼剂 5g/L)→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→柔软

3#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏2000L 3g/L，JFC 5g/L→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧碱(NaOH lOg/L) →热洗→水洗→烘干→柔软

    3-1#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏2000L 39g/L，JFC 5 g/L→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧碱(NaOH lOg/L)→热洗→水洗→烘干→柔软

    3-2#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏2000L 3g/L，JFC 5 g/L→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧碱(NaOH l00 g/L透风)→热洗→水洗→烘干→柔软

    3-3#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏2000L 3g/L，WC 5g/L) →汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧碱（NaOH 200 g/L，透风)→热洗→水洗→烘干→柔软

    3-4#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏2000L 3 g/L，JFC 5 g/L  →汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧酸(HAC)→热洗→水洗→烘干→柔软

    4#工艺：浸轧高温退浆酶(苏宏20OOL 3g/L，JFC 5g/L)→汽蒸2min→热洗→水洗→烘干→轧碱氧一浴(NaOH 40g/L H2O2  l2g/L，稳定剂 12g/L，精炼剂 12g/L 汽蒸4Omin→热洗→水洗→烘干→柔软

    5#工艺:直接浸轧碱氧一浴 (NaOH 40g/L，H2O2  12g/L，稳定剂 12g/L，精炼剂 12g/L汽蒸4Omin)→热洗→水洗→烘干→柔软

2   结果与讨论

2·1天然彩色棉结构的初步分析

    据有关资料分析天然彩色棉横截面与普通白棉相似，都呈带有胞腔的腰圆型。天然彩棉的色彩呈片状，主要分布在次生胞壁内。棕色系天然彩色棉纤维较细，截面比较圆润，胞腔较小；绿色系天然彩色棉纤维较粗，胞腔较大，呈U型，由此可见棕色系天然彩棉成熟度较高，绿色系成熟度较低。

2·2   印染整理对天然彩棉色彩的影响

有研究表明，原棉杂质色素主要存在于棉籽壳。棉籽壳的组成见表1。

表1  棉籽壳的组成

层次

层次名称

组织成分

 

 

 

细胞壁

细胞腔内

1

表皮层

果胶、纤维素、半纤维素

含氮物、色素

2

外色素层

纤维素

含氮物、色素

3

无色细胞层

木质素、纤维素

 

4

栅状细胞层

木质素、纤维素

 

5

内色素层

纤维素

含氮物、色素

    大多数棉籽壳实际上只有第一层和第二层，并无木质素存在，各层之间由果胶相联，肉眼看到的黑褐色主要是分布在初生胞壁中。天然色彩分布主要在次生胞壁中，因此有可能通过高温酶的作用，去除杂质色素，而保留所需的天然色素。

2·3   不同工艺处理后天然彩色棉机织物的服用性能讨论

    根据1#-7#试验工艺彩棉有关情况见表2。

     表2  各工艺处理彩棉的色深度比较

试验工艺

坯布深度

酶整理后深度

柔软后深度

1#

Ⅰ

Ⅱ

Ⅱ

2#

Ⅰ

Ⅱ

Ⅱ

3-1#

Ⅰ

Ⅲ

Ⅳ

4#

Ⅰ

较5#工艺处理的布更白

 

5#

Ⅰ

彩棉色素巳剥去

 

   (1)无论是酶退浆、碱退浆、酸退浆都使天然彩棉织物色泽明显加深，高温酶退浆后，去除纤维表面浆料覆盖层，使分布在纤维次生胞壁内天然色彩有所显现。经进一步整理，去除了纤维表面部分杂质覆盖层，同时有部分色彩向纤维细胞壁迁移，进一步显露出彩棉的天然色彩。常规整理2#工艺在碱作用下，纤维剧烈膨胀，胞壁几乎消失，胞壁更薄，天然色彩明显向胞壁迁移。因此碱处理会使彩棉颜色更鲜艳。高温酶整理纤维膨胀小于常规整理，原因在于，生态整理pH为酸性，常规整理pH为碱性，棉纤维对碱性更为敏感。

    (2)经3-3#和3-4#工艺处理的彩棉色泽深度和色光均近似，较坯布色深且浓，可达Ⅶ级。

    (3)经3-2#工艺处理的彩棉较3-3#和3-4#工艺稍浅，色深度达V级。

    (4)采用碱氧一浴工艺天然色素色泽会被剥去。

    (5)根据小试情况、结合中试，依照客户提供色泽和手感确定生产采用工艺：彩棉牛仔用3-3#工艺，其他品种用1#工艺。

3   工艺

3·1试制工艺流程

    翻缝→烧毛→043退浆→丝光→蒸洗→拉幅柔软→预缩→成品。

3·2 执行工艺流程

品种1#至6#：翻缝→043退浆→043蒸洗→宽漂机热洗→拉幅柔软→预缩→成品。

品种7#：翻缝→043退浆→043蒸洗→宽漂机热洗→201丝光→宽漂机热洗→拉幅柔软→预缩→成品。

3·3 工艺处方及条件

043前段:

车速40 m/min

渗透剂WC 5g/L

苏宏生物酶2000L 3g/L

短蒸温度 80-90℃

043后段:

车速40 (m/min)

精练剂OPE 5g/L(直接热水洗，不堆置，堆置易产生折印)

宽漂机水洗:

车速35 m/min，

热洗温度9O℃以上。

201丝光:

车速5O m/min

l#NaOH  300g/L

2#NaOH  220g/L

宽漂机水洗:

车速35 m/min，

热洗温度90℃以上。

柔软剂:

CGF 5g/L

预缩:

车速35m/min，缩率7.5%

4 生产注意事项

(1)  彩棉生产按常规工艺，不烧毛。如烧毛易产生黑条、黑档，后加工不易去除。

(2)  彩棉不耐碱，过碱后颜色变化严重，一般不宜丝光，但根据客户对色光要求可采用浸轧淡碱或丝光工艺。丝光时由于彩棉自然退色，淡碱色泽较重不便回收。

(3)  退浆时不宜堆置，对温度变化较敏感。因天然彩棉下机坯布毛效几乎为0，说明基本不润湿，高温酶处理后，毛效有所提高。存在于棉纤维中杂质的主要成分是果胶质、蜡质、脂肪、蛋白质、灰分等，它们分布在纤维表面的初生胞壁中，这些杂质影响了织物的渗透效果。长期堆置容易出现折印、堆置 档等。

(4)  因不润湿带液量低，车速要慢。生产时不能停车，以免产生停车档。水洗要充分，80-90℃溢流水洗，保证水洗效果。

5 彩棉的物理指标

(见表3、表4、表5)

表3   常规工艺与酶退浆工艺比较

性能

2#坯布

l#工艺

2#工艺

毛效/cm

T

0.3

5

5.8

W

O.0

3.8

4.6

失重率/%

043酶退

-

5

7.6

043酶退+

宽漂热洗

-

2.2

0.7

断裂强度/N

T

1230

1150

1175

W

790

820

838

起毛效率

级

3-4

5

-

牢度

评级

(级)

摩擦牢度

干

4-5

4-5

4-5

湿

3-4

3-4

3-4

汗渍牢度

酸

4-5

5

4-5

碱

4-5

4-5

4-5

日晒牢度

4

3

3

皂洗牢度

4-5

4-5

4-5

表4   棕色彩棉机织物各工序的段长情况(cm)

品种

原样段长

043落布

宽漂落布

丝光落布

水洗落布

成品段长

柔拉前门幅

线卡

100

101.7

100.67

 

 

969

150

直贡

100

101.93

101.88

 

 

97.63

155

帆布

100

100.66

100.22

 

 

95.05

150.5

牛仔

100

100.86

101.32

100.8

101.34

96.5

147

表5   彩棉各品种成品指标

品种

规格

密度/根

强力/N

缩水率/%

克重

成品幅

T

W

T

W

T

W

G/m2

宽/cm

线卡

见2#

466

310

1263

820

2.2

0.2

238

149

直贡

见5#

412

284

1187

520

2.4

-1.2

240

152.6

帆布

见6#

572

310

1540

938

1.4

0.8

293

148.6

牛仔

见7#

432

240

1333

578

2.2

-1.2

264

148

6 总结

（1）天然彩棉形态结构和化学结构与普通白棉 相似，所不同的是：彩棉次生胞壁内含有天然色素，被纤维初生胞壁杂质层和浆料层覆盖，此色素含有 狱基发色团，彩棉一般纤维较短，强力较差，成熟度 较低。

（2）彩棉宜用生物酶退浆，反应过程必须动态进行，不宜采用传统退浆、漂白、丝光工艺。丝光或轧碱堆置色光变化严重，影响彩棉的天然色泽。但对诸如牛仔彩棉等特殊品种可根据客户对色光要求采用浸轧淡碱或丝光工艺。

   (3)棕色天然彩棉整理的最佳工艺流程:牛仔彩棉特殊工艺采用3-3#；其他彩棉采用1#工艺。

   (4)经高温退浆酶处理及柔软整理后棕色天然彩棉机织物色泽加深，除日晒牢度3级以外，皂洗、摩擦、汗渍牢度均可达到4-5级。失重、强力损失小于常规处理；3Omin毛效达到5cm左右；起毛起球可达4-5级；柔软度好于常规整理。

   (5)公司已生产10万米，一等品率98.5%，完全达到客户要求。

7  参考文献

[1] 刘吕龄译，Colourage(印度)，1998(10);17-19

[2] 唐志翔译,Textile Asia(香港)，1993(12);50-53

[3] 梦遥译,国际染印漂整工作者(英国)，1993，178(7)；20

[4] 薛迪庚，绿色印染生产[A]2000年全国染整生态学术研

  讨会资料汇编(C)；6

《染整技术》编后语：天然彩棉是一种自身具有天然色彩的棉花新品种，具有色泽自然、质地柔软、穿着舒适、不用染色加工、减少污染的优点。但由于天然彩棉具有天然色素，且纤维素及各种杂质的含量均与自棉有所不同，因此染整的工艺亦应有所不同。本文介绍了8种工艺在处理7种彩棉机织物时的结果，值得大家借鉴。但在审稿会上，专家们对彩棉加工也有不同看法，如酶处理后织物天然色泽能否看深?前处理后毛效究竟达到多少合适?毛效较低对后道加工影响大吗？棕色与绿色彩棉在结构上有何区别?在加工工艺上是否有所区别?还有一系列其他问题，这里不一一列举。请大家根据自己的实践来发表自己的看法。