【集萃网观察】1 前言
PLA(Poly—Lactic Acid)纤维即为聚乳酸纤维。该纤维是由玉米淀粉经发酵所得的乳酸聚合而制取。所以也称为玉米纤维。玉米来自天然,是可以再生的资源,使用后能完全生物降解,不会污染环境,并且还具有良好的生物相容性和生物可吸收性, 因此PLA是采用环保概念研制而成的植物纤维。
PLA纤维有丝绸般的光泽和手感。吸湿透气性好,不刺激皮肤,穿着舒适等特点,可与棉、羊毛、粘胶等纤维混纺,不仅可以用作服装面料,还可用于工业、农业、医用材料等领域。大力开发PLA纤维及其纺织品具有十分重要的意义。为此我们对穿着十分舒适的PLA纤维针织单面汗布的染
整生产工艺进行了探讨。
2 聚乳酸纤维的性能
2.1 化学结构
PLA纤维是由乳酸单体直接脱水缩聚或由二分子的乳酸脱水生成环状的乳酸酐二聚体再开环聚合,目前世界上大多采用间接聚合法。聚合途径如下:
2.2 物理机械性能
PLA纤维的物理机械性能介于涤纶和锦纶之间,如断裂强度、伸长率、沸水收缩率等指标十分相近。如表l所示:
表1 PLA纤维与涤纶和锦纶纤维的物理机械性能比较
2.3 染色性能
PLA纤维分子结构中不含有能与染料分子形成反应的化学基因。纤维结构较紧密,属于疏水性纤维。PLA纤维染色只有在温度超过玻璃化温度(100℃一1l0℃)后,纤维的无定型区分子链段运动激烈到一定程度,分子链间形成的瞬时微隙大于分散染料分子后,染料才能扩散进入纤维,达到染色目的。
PLA纤维的染色可采用分散染料和1:2型媒染染料。由于1:2型媒染染料分子结构复杂,匀染性较差,所以应用较少。而分散染料是目前PLA纤维染色的首选染料。该染料是非离子性的染料,分子结构简单,不含有水溶性基团,纤维与染料分子间的作用较弱,匀染性较好,但受热易升华,摩擦牢度较差。
3 PLA纤维针织汗布的染整工艺
3.1 工艺流程
坯检一配缸一缝头一剖幅一预定型一缝合一前处理一染色一还原清洗一柔软一脱水一理布一烘干一热定型一验布一包装一成品。
3.2 工艺分析
3.2.1 坯检、配缸、缝头
坯布规格为40s纯PLA纤维纱单面针织汗布。
3.2.2剖幅、预定型
PLA纤维针织汗布经过预定型,可消除毛坯布在堆置过程中形成的折皱。使织物的形态稳定,布面纹路清晰,防止前处理和染色过程中织物起皱及尺寸过度收缩。
由于PLA纤维对温度特别敏感。当温度超过130℃时纤维将会严重脆化。顶破强力极低。因此控制预定型的温度为130℃,时间为90—120s,以落机布边不卷为度。
3.2.3 缝合、前处理
预定型后将织物的正面在内重新进行缝合,可避免染色过程中织物卷边而造成生边、染不透和坯布正面损伤发毛。缝合时可采用手工缝合。针脚密度为3-4针/10cm,针脚要平齐、均匀、牢固。纯PLA纤维针织汗布中无天然杂质。前处理只要洗除织物上沾污的油污即可。
工艺条件如下:
非离子表面活性剂0.2g/L
浴中宝C 0.1—0.2g/L
温度 90—95℃
时间 20—30min
3.2.4 染色
对PLA纤维针织汗布的染色设备,我们选用了香港立信ECO溢流染色机.染色时溢流的染液带动织物作同向运动。织物在液流中处于松弛状态,所受张力较小,得色均匀、手感柔软。
染料选用了德司达公司开发的DianixACE型分散染料,该染料是一种低温型分散染料,有YellowACE,RedACE,BlueAcE三原色。具有很好的相容性和染色同步性,染色时染液的PH值、温度、时间等因素变化对其影响小,重现性好,并具有优良的分散性、匀染性及遮盖性,耐洗牢度及耐晒牢等均较好,非常适合于PLA纤维的染色。克服了一般分散染料染色牢度较差弊病。染色的过程中严格控制升温速度。因PLA纤维的结构较涤纶纤维松弛.染料上染纤维的速率很快,极易造成染色色花,所以升温速率控制在0.5 佃in为宜。PLA纤维染色保温时间一般为20—30rain。降温速率不宜太快,如降温太快,纤维急剧冷却,布面易形成折痕.一般以1.5℃/min速率降到50℃以下。染液处方和染色工艺曲线如下:
分散染料(DianixACE型) x%(owf)
分散剂 0.5%
HAc 2%
NaAc 1%
3.2.5还原清洗
PLA纤维的染色牢度较差,不论深、中、浅色.都需做还原清洗,洗除纤维上的浮色.提高织物的染色牢度。
还原清洗:Na2S2O4 4g/l
Na2CO3 4g/l,
温度 65℃
时间 15min
酸洗: HAc 0.6g/l,
3.2.6 柔软
为使织物获得平滑的手感,必须对织物进行柔软剂处理。对于PLA纤维针织物,一般来说应避免使用有机硅柔软剂,以减少起毛起球倾向。
亲水性柔软剂5%(ow1)
温度 35—40℃
时间 20min
3.2.7 脱水、烘干、理布
对于PLA汗布脱水不宜太干,一般控制在含水率50—60%.若脱水太干会使织物形成折印。脱水后织物应平放在圆网烘干机上烘干。烘干温度必须控制在l IO℃以下,防止纤维脆化。烘干后拆除缝合线,将布理平、理齐。
3.2.8 热定型
热定型的温度为120一l3O℃.时间45~60see,超喂15%左右,织物落机温度<50℃,落机门幅比成品门幅放宽3~4cm.以防织物回缩而造成门幅不够。落机时应注意织物的克重和布面纹路是否歪斜等。
3.2.9 验布、包装、成品
4 结论与说明
4.1 PLA纤维性能优良.原料天然可以再生,使用后能完全生物降解,符合人类可持续发展的方向,大力开发PLA纤维及其纺织品具有十分重要的意义。
4.2 PLA纤维织物染色建议使用低温型分散染料.如德司达公司的DianixACE型分散染料。
4.3 PLA纤维对温度特别敏感.在染色、烘干及定型时须严格控制温度。
4. 4 除了特别要求手感外。PLA织物建议不使用有机硅柔软剂.减少起毛起球现象。
来源:印染在线 作者:李锦华