环保型纤维纺织品的生态性及染整加工(上) yd9805

赵雪  Kennethchan  浙江庆茂纺织印染有限公司，浙江绍兴  312071

展义臻  浙江三元控股有限公司，浙江杭州  311221

收稿日期：2007-09-06

作者简介：赵雪（1981-)女，山东青岛人，硕士，研究方向为纺织品新工艺与新产品开发

原载：染整技术2008/2；23-26

 

    【摘要】综述了罗布麻纤维、天然彩色棉花、甲壳素纤维、Lyocell纤维、聚乳酸纤维、大豆蛋自纤维、竹纤维、牛奶纤维等环保型纤维纺织品的生态性和染整加工。介绍了圣麻纤维、蜘蛛丝、木棉纤维、构树纤维、其他可能降解的合成纤维、莫代尔纤维、海藻纤维、香蕉纤维、菠萝纤维、椰子纤维和月桃纤维等一些新型纤维的生态性。由于这些纤维大部分在纺制和生产加工过程中对环境无污染而且使用后可以发生自然降解，符合环境保护的要求和新世纪环保纺织品的发展趋向，其开发和应用的前景良好。

    【关键词】环保型纤维 生态性 染整加工

【中图分类号】TS190·6   文献标识码：A   文章编号：1005-9350(2008)02-0023-04

 

    随着科技发展和生活水平的不断提高，人们更加关注环境保护与生活质量。因此21世纪织物的功能整理应以舒适、环保为重点。随着对环保型纺织纤维认识的逐步发展，国内外环保型纺织品的研究开发于上世纪90年代中期形成高潮，大量产品己进入消费者生活。开发这些环保型产品是一个系统工程，其中一个重要环节就是环保型纤维纺织品的染整加工。了解这些纤维的生态性及其纺织品的染整加工，对印染实际生产具有十分重要的意义。

1   罗布麻纤维

1·1  罗布麻纤维的生态性

    罗布麻又名红野麻，是一种生长在盐碱沙荒地区的草本植物，由于最初在新疆罗布泊发现，故命名为罗布麻。它具有极好的生态性，极易生物降解，纤维可再利用。它具有两大生态功能：天然抗菌、除臭性和天然远红外功能。

1·1·1  天然抗菌、除臭性

    罗布麻纤维含有多种抗菌成分，本身具有良好的抗菌性，广泛应用于医疗、纺织、保健等各个领域[1]。罗布麻与其他织物灭菌率的比较如表1所示[2]。

     表1  罗布麻与其他织物灭菌率的比较

试验材料

灭菌率%

罗布麻内衣(麻/棉比35/65)

洗涤20次后

76

洗涤30次后

84

标准原布(标准白布锦纶)

6

空白试验原布

6

注：试验菌为肺炎杆菌Klebslella pneumoniae AATCC 4352

1·1·2   天然远红外功能

    罗布麻纤维还是一种远红外线辐射材料，能发射出4一16µm的远红外光波。这种光波能对人体内老化的大分子团产生共振，使分子团裂化重组及细胞内钙离子活性增强，从而增强了细胞的活性，使血液新陈代谢能力提高。减少动脉硬化等疾病，增强人体免疫能力[3]。

1·2   罗布麻纤维的染整加工

    罗布麻纤维的染整工艺流程为：毛坯布→氧漂→除氧→染色→抛光酶处理→柔软→定形→成品。

    在染整加工过程中，根据罗布麻纤维特点，除进行正常染色加工外，利用纤维素酶抛光处理，可有效地解决麻类纤维的刺痒感，去掉纤维尖端绒毛，使织物的手感，吸水性和光洁性大大提高[4]。

2   天然彩色棉花

2·1  天然彩色棉花的生态性

    天然彩色棉(又称有色棉)是利用现代生物工程技术培育出的一种在棉花吐絮时纤维具有天然色彩的新型纺织原料。由于在种植过程中不使用化肥和有害农药，在纺织品加工中不需漂练、染色，因而，彩色棉被称为"绿色纺织原料"。采用天然彩色棉生产的产品是环保、健康、时尚、和谐统一的最佳生态纺织品，是绿色、前卫消费者的首肯纺织品[5]。

2·2   天然彩色棉花的染整加工

    天然彩色棉花的染整工芝流程为：坯布→烧毛→退浆→无甲醛抗皱整理(超柔软整理)→成品。

    天然彩色棉纤维短，尤其绿色系彩棉，长度只有普通白棉的70%-80%，强力较差，织物表面易起毛，而纺纱织造加工也造成彩棉织物布面毛羽多，烧毛处理可使织物表面光洁。经过退浆后，去除了纤维表面浆料覆盖层，使得分布在纤维次生胞壁内的天然色彩有所显现。经精练处理，去除纤维表面部分天然杂质覆盖层，同时部分色彩向纤维细胞壁迁移，才能进一步显露彩色棉的天然色彩。为保持彩色棉的天然色彩并加强对色泽稳定性的控制，不宜对其采用碱处理工艺。使用生物酶代替碱对坯布进行前处理，可以提高生产率、缩短工艺时间和降低成本，且操作方便。彩色棉纤维属于纤维素纤维，制成服装经水洗和穿着后易起皱变形，影响穿着外观，因此要通过防皱整理使服装具有良好的抗皱性。应选用分子结构中不带甲醛的防皱整理剂处理彩色棉，具有代表性的无甲醛整理剂包括水溶性聚氨酯树脂和多元羧酸等[6]。

3   甲壳素纤维

3·1  甲壳素纤维的生态性[7]

甲壳素，广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳以及藻类、菌类的细胞壁之中，是一种极为丰富的天然高分子聚合物。甲壳素具有一定的流延性及成丝性，都是很好的成纤材料，选择适当的纺丝条件，通过湿法纺丝工艺可制得具有较高强度和伸长率的甲壳素类纤维。这类纤维具有较好的生物活性、生物相容性、生物降解性和抗菌性等。

3·1·1  吸湿保湿性

    纤维大分子链上存在大量的羟基和氨基等亲水基团，因此纤维具有较强的吸水性和吸湿性。日本织物加工公司与旭化成纺织品公司合作开发的吸汗和防水透湿材料，是以含无数细孔的聚氨酯布作中间层，甲壳素涂层作接近皮肤的内层，外层粘合一层尼纶织物基布，其制成的运动衣穿着舒适、无闷热及发粘感。

3·1·2   抗菌性

    甲壳素纤维具有优良的抗菌性活性，对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌等常见菌种具有很好的抑菌作用。因此，由甲壳素纤维制成的纺织品不需要进行抗微生物整理就具有良好的抗菌防臭作用，并且可以防治皮肤病。

3·1·3   生物活性和相容性

     甲壳素与人体内氨基葡萄糖的构成相同，还有类似人体骨胶原组织的结构，它们对人体无毒无刺激，可被人体内溶菌酶分解而吸收，与人体组织有良好的生物相容性，且具有优良的止血、镇痛和促进伤口愈合等生物医学功能，因而被广泛用于制造特殊的医用产品，如人造皮肤、手术可吸收缝合线、血液透析膜及各种医用敷料等。

3·1·4  生物降解性

    使用虾、蟹类水产品的废弃物制造甲壳素类纤维，可减少废弃物对环境的污染。此外，制得的甲壳素纤维又可生物降解，不会对环境造成污染。

3·2  甲壳素纤维混纺织物的染整加工

    甲壳素/棉混纺织物工艺流程为：坯布翻缝→平幅碱退煮→平幅氧漂→丝光→轧染→柔软拉幅→成品。

    甲壳素/涤/棉混纺织物工艺流程为：坯布翻缝→平幅碱退煮→定形→丝光→轧染→柔软拉幅→成品。

    甲壳素纤维混纺织物的染整工艺应注意碱剂和氧化剂的影响，加工中尽量减少机械摩擦。对于甲壳素/棉混纺织物的漂白条件不能全部按照棉纤维的漂白工艺进行，因为甲壳素纤维泛黄严重，且会溶解或发脆。洗衣粉对甲壳素纤维有增白作用，白度比甲壳素纤维本身要高得多。甲壳素纤维吸湿性良好，有很好的染色性能，可采用直接、活性、还原、碱性及硫化等多种染料进行染色，色泽鲜艳，手感柔软。但由于甲壳素纤维呈碱性，在酸性溶液中易溶解，所以不能用酸性染料在酸性浴中染色。由于甲壳素纤维含有-NH2，对阴离子型染料亲合力大，上染速度快易染色不匀，因此与纯棉混纺的织物染色要注意竞染及匀染性问题。印染加工过程对甲壳素纤维混纺织物的抗菌效果有一定影响，丝光和漂白的工艺控制对抗菌效果影响显著，因此应正确制定印染工艺，才能获得最佳抗菌效果。甲壳素纤维在混纺织物中的含量应合适，以保证理想的抗菌效果[8]。

4   Lyocell纤维

4·l   Lyocell纤维的生态性

Lyocell纤维是用NMMO(氧化N-甲基吗琳)将木浆进行溶剂纺丝的纤维素纤维，Lyoccll纤维是在NMMO充分再循环的密闭装置中生产的，为此，纤维生产的耗能低，而且生产效率也很高，环境负荷非常小。作为Lyocell纤维原料的木浆，是从计划栽培的阔叶树木中得到的，和森林的破坏无关。因为Lyocell纤维是纤维素纤维，即使焚烧也只生成水和碳酸气。此外，即使将Lyocell纤维埋在土中3-6个月，它也全部会被生物分解成水和碳酸气。在纤维产品的加工过程中，从纺织纱线均匀性方面来看，Lyocell纤维的经纱上浆量即使比棉少，也具有良好的织造性，此外，从Locell纤维的白度和杂质混入量比棉少这方面来看，由于其精练、漂白工艺条件低，所以耗能少，环境负荷小[9]。

4·2   Lyocell纤维织物的染整加工

Lyocell纤维织物的染整加工大致分成两大类型：

1）表面产生绒毛的桃皮绒织物的加工：坯布翻缝→烧毛→退浆→初级原纤化→去原纤化→染色→柔软、次级原纤化→批幅定形→成品。

2）表面较高光洁度的织物的加工：坯布翻缝→烧毛→退浆→初级原纤化→去原纤化→染色→去原纤化→柔软、树脂整理→成品。

Lyocell纤维织物坯布中，较多使用PVA和淀粉或变性淀粉的复合桨料，因此可用淀粉酶、氧化剂和碱除去淀粉或变性淀粉浆料，用精洗剂或煮练剂退掉PVA浆料。Lyocell纤维遇水后横向的溶胀要远远大于径向并且织物变得非常硬，同时，应力分布不均匀使织物卷曲，所以，织物应保持平幅状态加工。Lyocell纤维属于再生纤维素纤维，凡适用于纤维素纤维染色的染料都能用于Lyocell纤维染色，从颜色的鲜艳度、色牢度及操作等方面考虑，活性染料是最合适的。经初级原纤化后的织物表面形成的茸毛，影响织物外观，必须去除。酶处理是去除Lyocell纤维原纤的主要途径，采用酸性纤维素酶处理效果较好。无论是光洁整理还是桃皮绒风格加工的Lyocell纤维使用过程中都需进行防原纤化处理，抑制纤维表面微小纤维的产生，防止起毛和起球，减少机洗时的擦伤，保持桃皮绒制品原纤化状态。对Lyocell织物的整理加工采用高温、高浴比，对减少刮、擦伤及死皱的形成有好处。对于表面光洁度要求较高的产品可施加少量的树脂，在染整的最后一道工序对织物进行柔软加工可明显提高织物的风格[8]。

5   聚乳酸纤维

5·1  聚乳酸纤维的生态性

聚乳酸纤维(PLA)是以玉米、小麦等淀粉为原料经发酵转化成乳酸，再经聚合、熔融纺丝而制成的合成纤维[10]。PLA纤维是以淀粉制得的乳酸为原料，具有生物降解性，其废弃物埋入土中后，在土壤和水中的微生物作用下，大约经过1-2年可分解成二氧化碳和水，对地球环境不会造成污染。燃烧 PLA纤维几乎没有一氧化氮放出，对空气质量没有 破坏，是完全意义上的"环保纤维"。

5·2   聚乳酸纤维织物的染整加工

PLA纤维织物的染整工艺流程为：坯布翻缝→烧毛→退浆→漂白→拉幅烘干→定形→染色→后整理→成品。

PLA纤维分子链中没有强极性基，存在大量的疏水性酯键，碳链上还存在等距排列的甲基，熔点较低(130-170℃)，比聚酯(265℃)、聚酰胺纤维(215℃)低得多，适合用分散染料染色。因此，在染整加工过程中应严格控制加工温度不超过130℃，浸染染色温度不超过11O℃。PLA纤维不耐碱性，在55℃(玻璃化温度57℃)以上的碱性条件下更容易水解。因此，碱处理时要考虑织物的失重和收缩，尽

量避免碱性前处理。PLA纤维的强力接近涤纶纤维，杨氏模量介于涤纶和尼龙纤维之间，亲水性比涤纶纤维好，手感、悬垂性和回弹性较好，比重比涤纶低，缩率较易控制。根据PLA纤维和织物组织特点，结合实际生产设备状况，可采用低温、低碱或无碱加工工艺[11]。

6   大豆蛋白纤维

6·1  大豆蛋白纤维的生态性[2]

    大豆蛋白纤维主要由大豆蛋白质组成，利用大豆或废豆粕制造纤维的过程无污染，更有利于环境保护，同时它充分利用了废弃的资源，大豆或豆粕在提取蛋白质以后，残渣还可以作为一种饲料。大豆蛋白纤维是一种易生物降解的再生纤维，纤维的物理、机械和化学性能都较好，它的分子结构中有多种极性基团，如羟基、缩醛基、氨基等，这些基团各有吸色性能，可显示出介于纤维素纤维与化学纤维之间的染色性能，且具有良好的酸、碱稳定性，适用染色的染料范围较广泛。大豆蛋白含有多种人类所必需的氨基酸，对人体肌肤具有明显的保健作用。其大部分性能都优于植物纤维素纤维、动物蛋白纤维或以纤维素为原料的再生纤维。

    另外，大豆蛋白纤维还具有优于其他天然纤维的抗紫外线照射性能和防霉蛀性能，强力也高于羊毛、蚕丝纤维，这为功能性保健型纺织品开发提供了极佳的纤维原料。

6·2   大豆蛋白纤维织物的染整加工

    大豆蛋白纤维织物的染整工艺流程为：坯布翻缝→烧毛→酶退浆→水洗→漂白→染色→定形→烘干→柔软拉幅→预缩→成品。

    大豆蛋臼纤维具有丝绸般的柔和光泽，羊绒般的柔软手感和羊毛的保暖性，并具有较好的吸湿性和导湿性，其强伸度和抗静电性及耐酸碱性优良。纤维本身呈米黄色，漂白后呈奶白色。纤维的耐热性能差，染色后的均匀度稍差，要进行染料的筛选，选择匀染性好的染料进行染色。大豆蛋白纤维织物的前处理宜采用酶处理，其失重小、强力损伤低，其工艺条件相对温和。宜采用弱酸性或活性染料染色，但要考虑总体成本与最终成品质量指标的关系。浅色以弱酸性为主，中、深色可用活性染料染色。但要注意大豆蛋白纤维与其他

纤维素纤维、蛋白质纤维相比，其得色量偏低，皂洗牢度和湿摩擦牢度不高，要进行固色处理。大豆蛋白织物后处理时一般要进行抗皱、柔软整理，最好用接触式烘干和超柔软机处理。为保证缩率及布面平整，要进行预缩整理。由于该纤维耐热性较差，在高温工序，特别是烧毛及拉幅工序尤其要注意工艺条件的控制，否则，对纤维的损伤是无法挽回的[12]。

  (末完待续)