Naia TM 醋酯纤维素纱线加工技术要点

醋酯纤维素纤维并非全新纤维,美国伊士曼化工有限公司(以下简称“伊士曼”)生产醋酯长丝产品已有88年历史,追溯早期的开发已逾100年。Naia TM 是伊士曼化工有限公司开发的二醋酯纤维的注册商标,该纤维符合绿色环保的理念,契合了市场对高档服装面料的新探索,满足了消费者对高档服装面料的诸多诉求。Naia TM醋酯纤维素纤维本身具有吸湿透气、触感舒适、光泽柔和且不易产生静电的特点,长期以来广泛使用在西服衬里布领域。但醋酯纤维素纤维面料的开发远未挖掘其潜力,除高档机织女装面料、针织服装面料、春夏季轻薄毛衫等领域成功开发外,还有很多非常适宜的领域尚属空白。

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1 Naia TM 醋酯纤维素纤维的各项性能

任何纺织产品的开发加工都离不开对原材料基本性能的把握,尽可能全面地了解Naia TM 醋酯纤维素纤维的特点及性能,以便更好地指导其开发生产。

Naia TM 醋酯纤维素纤维本质是二醋酸纤维,英文名Cellulose Di-acetate,缩写为CDA。除此之外还有三醋酯纤维,英文名为Cellulose Tri-acetate,缩写为CTA。其初始原材料为经FSC ® 及PEFC TM 认证木材加工的浆粕,经乙酰化处理后使纤维素中74% ~ 92%的羟基与醋酐反应生成醋酸纤维素酯,再经干法纺丝而成。在纤维的分类中与木代尔、莱赛尔一样,同属再生纤维素纤维大类。面料的加工工艺决定于醋酯纤维素纤维的特性,全面了解和把握纤维的基本特性是加工和产品开发的基础。

1.1 线密度

伊士曼可提供从55 ~ 300 D范围内多种规格的Naia TM 醋酯纤维素纤维纱线,满足各个领域纺织产品加工的不同需求。材料本身特点决定了醋酯纤维素纤维强力比较低,最初的单丝线密度大约在4.0 D左右,随着生产技术的不断革新,单丝的最低线密度可达0.75 D,技术的进步不仅提升了纱线强力,同时改善了加工表现,优化了产品风格与手感。

1.2 吸湿性及导电性能

Naia TM 醋酯纤维素纤维含有一定数量的亲水羟基,其公定回潮率是6.5%,低于其他再生纤维素纤维,但远高于涤纶等其他合成纤维。绝大多数羟基的酯化,使Naia TM醋酯纤维素纤维不会大量吸水而剧烈溶胀,体现出完美的尺寸稳定性、快干性能及印染加工优势。恰当的吸湿性,使其不会产生静电。材料的比电阻大约是1.9×10 7 Ω·cm左右,因此纤维也表现出良好的可纺性。

1.3 强力、拉伸等物理性能

醋酯纤维素纤维的干态强度约为1.2 ~ 1.4 cN/dtex,湿强较干强下降30%左右,无弹性。干态断裂伸长率在25%左右,湿态断裂伸长率在40%左右。醋酯纤维素纤维的拉伸特性在加捻、织造及染整过程中都应被充分考虑。0

1.4 耐热及热稳定性能

醋酯纤维素纤维为热塑性纤维,其耐热性和热稳定性较好,在140 ~ 150 ℃时开始变形,Naia TM 醋酯纤维素纤维的软化点为190 ~ 205 ℃,熔点为250 ~ 255 ℃。在相应的温度压力条件下,Naia TM 醋酯纤维素纤维可以熔融黏合或压模处理(如图2),这是其他再生纤维素纤维所不具备的性能。

1.5 耐化学品性能及降解性能

醋酯纤维素纤维在稀酸和低碱条件下是稳定的,但过高pH值会使其皂化改变性质。另外酸碱度和温度共同作用会对醋酯纤维素纤维的强力和光泽产生影响,Naia TM醋酯纤维素纤维加工过程中相对安全的酸碱及温度条件(如图 3 所示),酸碱条件对Naia TM 醋酯纤维素纤维光泽的影响(如图 4 所示),酸碱条件对Naia TM 纤维强力的影响(如图 5所示)。

Naia TM 醋酯纤维素纤维获得了OK biodegradable SOIL(土壤可降解认证)及OK biodegradable WATER(淡水可降解认证),在相应条件下可自然降解,能缓解纺织服装废弃物对地球环境的影响,具有可持续发展意义,因而被诸多品牌公司所认可和接受。

1.6 染色性能

醋酯纤维素纤维只能采用分散染料染色。最初,分散染料正是为适应醋酯纤维素纤维发展而出现在市场上,一度被称为醋纤染料。随着聚酯纤维市场的快速扩大,分散染料得到快速发展,成为聚酯纤维染色印花的主要染料。阳离子染料对醋酯纤维素纤维不具染色亲和力,但会沾色到醋酯纤维素纤维上,不能达到均匀染色效果。

醋酯纤维素纤维的结晶度及取向度均低于涤纶,由于存在羟基而亲水性相对较高,在水中比涤纶容易溶胀,从40 ℃左右起染,在较低温度条件下即具有较高的上染率,75 ℃左右上染率最高,温度再升高时上染百分率反而下降,染色温度太高纤维会发生剧烈收缩而失去光泽。分散染料在醋酯纤维素纤维上的饱和值最高,很容易染得浓色。选择合适的染料和染色温度同等重要,为了实现均匀且理想的染色效果,需选用上染曲线相类似的染料,即配伍性好的染料,以实现稳定的上色率和重现性。

1.7 独特的光泽

Naia TM 醋酯纤维素纤维特殊的表面、横截面形状决定了其良好的光泽特性。根据ASTM D523-2014 《镜面光泽度的标准试验方法》测试不同原料、相同结构面料的反光效果,Naia TM 醋酯纤维素纤维面料的光泽是粘胶、木代尔等同类纤维面料的1.4倍,且光泽柔和,被称为最接近真丝的纺织材料,充分体现了面料奢华的特点。

2 加工工艺亟需提升

采用Naia TM 醋酯纤维素纤维制成的服饰外观风格酷似真丝产品,具有光泽柔和、色泽艳丽、触感柔软凉爽、穿着舒适、易护理的优点,近年来受到诸多高端品牌的青睐。但Naia TM 醋酯纤维素纤维在加工环节有一定难度,亟需提升。关键的解决方案是需要针对醋酯纤维素纤维的特点,制定合理、适宜的加工工艺条件,使加工过程顺畅,提升产品品质并凸显产品风格。

2.1 纱线保护

醋酯纤维素纤维是典型的低强度纱线,该物理性能使其加工过程非常敏感,粗放型的运输加工过程不适于醋酯纤维素纤维产品。伊士曼全自动化的生产包装过程有效地保障了Naia TM 醋酯纤维素纤维的品质,但后续的运输、仓储及使用若不能严格要求并安排保护措施,往往会造成单丝断裂、起毛等问题,给后续加工造成障碍并产生疵点。

为了保护箱内纱筒,包装箱的码高不能超过 3 层,并且要使用包装箱上的图示方式徒手打开纸箱,不能使用刀具或其他利器开箱。纱筒外包装塑料袋留有专用手撕拼接线,也不能使用刀具割、剪包装袋。此外,纱筒侧面及端面均不要直接触碰,操作人员最好手戴棉质手套。如果发现纱筒侧面已起毛,需要剥离后使用。若纱筒端面有起毛现象,则不能再使用,需废弃处理。常常遇到纱筒使用途中需再次装箱,可用之前塑料袋重新装入,放入纸箱后用原有固定纱筒的隔层纸板固定,避免纱筒间互相触碰而造成损坏。

纱线保护的要求非常简易,但对Naia TM 醋酯纤维素纤维产品的加工却非常重要,这一要点往往被习惯于高强纱线加工的人员所忽视,从而造成后续加工的被动及产品疵点。

2.2 长丝的加捻

醋酯纤维素纤维纱线的强力特点及面料加工风格决定了纱线加工第一道工序是加捻或复合工序。Naia TM 醋酯纤维素纤维产品本身没有捻度、没有弹性,只有为保护单丝而预加的网络点。加捻可以进一步保护纱线在后续加工过程中不被损坏,更重要的是随着纱线捻度的变化可以产生独特的面料风格。与其他成分纱线的复合也是常见的提升强力、拓宽面料领域的常用途径之一。在这

一环节需要注意以下要点。

2.2.1 环境设备要求及纱线准备

醋酯纤维素纤维具有低强、高伸长、无弹及再生纤维素纤维的基本特点,这是选择加工设备和制定工艺的出发点,应选用长丝产品专用的倒筒、加捻、复捻、空包及机包机台设备。适用于粘胶长丝或铜氨长丝产品的设备可用于醋酯纤维素长丝的加工。Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线加工的核心点是能够低张力稳定运行,运行张力一般控制在0.1 ~ 0.15 g/D范围,但仍需有足够张力以防止筒子过软而不能成形。纱线经过的所有接触点需要查验以避免毛刺对纱线的损坏。醋酯长丝由于含有大量羟基亲水基团而对环境的温湿度比较敏感,条件的稳定是成品稳定的基础,建议加捻复合环节合理的温度范围为18 ~ 21 ℃,相对湿度为60% ~ 65%。Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线最好在上机前打开包装,在适宜环境中平衡24h,以实现最佳的使用效果和品质稳定性。

纱线及纱筒的保护极为重要,需要注意的是Naia TM醋酯纤维素长丝纱筒为直圆柱形,纱线没有弹力,筒子表面的纱线很容易滑落,再次开机时可能造成与筒子底部钩扯而损坏,可将包装塑料袋置于筒子底端托住纱线,效果很好。上机时若发现任何纱线脱圈、错乱或损坏的现象,应在开机之前,通过合适的方式除去这些脱圈、错乱及损害的纱线。若纱筒损坏严重,必须调换。

2.2.2 捻度范围的选择

Naia TM 醋酯纤维素长丝产品的规格齐全,从55 ~300 D的规格范围能够满足不同领域的需求,市场使用以75 D为主。捻度的选择依据纱支、加工环节要求、产品风格而定。以75 D为例,仅为了保护单丝不被损坏的捻度一般为50 ~ 100捻/m,且不需要蒸纱。现在市场上常见醋酯纤维素纤维面料的捻度通常在400 ~ 900捻/m,低捻度纱线在剑杆织机上运行正常,但喷气织机上往往需要较高捻度。这一捻度范围及更高捻度的纱线则需要蒸纱处理来稳定捻度。根据面料风格要求,75 D纱线最高加捻捻度可达2 200捻/m以上。

需要说明的是,希望通过加捻提高Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线强力的做法是不切实际的。图 7 以规格为55D/55 f的Naia TM 醋酯纤维素长丝的数据为例,其他规格纱线类同。可以看出,加捻并未使Naia TM 醋酯纤维素长丝增

加强力,当捻度增大到一定程度,纱线强力开始下降。

2.2.3 蒸纱及其他

Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线经加捻后可通过蒸纱稳定捻度,对于后道的织造有很大帮助。蒸纱的工艺条件与捻度大小密切相关,也受筒子尺寸和密度的影响。

常规工艺条件为:采用自动真空蒸纱机,相对湿度为100%,温度为60 ~ 65 ℃,时间为1.5 ~ 3 h;低温长时间的蒸纱工艺比较适合Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线,并不会造成负面影响。

2.3 针织织造

Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线的应用比较敏感,不同用途的纱线需要有针对性地满足一些特别需求。若要成功应用于相关面料的开发,则需要注意一些细节要求。在加捻环节提到的环境温湿度、原纱平衡及纱线保护措施均需要遵照执行,以确保面料品质。在针织领域以圆机产品开发为多,为防止纱线损坏和单丝断裂,应避免过高的张力,建议控制在 3 ~ 6 g范围内。并定期检查机器上所有的纱线接触点,确认没有磨损点。若纱线需要经过张力片,需选择哑光面张力片,以避免高抛光张力片摩擦造成张力过大及张力不匀。使用优质储纱式喂纱器,保持每根纱线的张力一致以避免造成织造横档印。另外,落布张力应保持最小掌握。

2.4 机织织造

Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线可在多种类型的织机上进行织造,使用最多的是剑杆织机和喷气织机,可以用作经纱和纬纱应用,亦有厂家使用喷水织机。最先进的织机加工速度可达到1 000 r/min,具体速度还取决于织物结构的不同。根据特定织机类型和最终用途选择适当批号的纱线,可以提高织造效率并降低织物产生疵点的风险。

2.4.1 控制织造环境温湿度

理想的织造车间条件:温度为(25±2)℃,相对湿度为70%,纱线在使用前需提前24 h打开包装箱并去除纱筒外的塑料袋,或打开塑料袋端口使纱线在织造环境中平衡温湿度。

2.4.2 其他注意事项及要点

Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线的整经及浆纱工艺非常成熟,可以保证良好的织造品质和效率。当Naia TM 醋酯纤维素长丝纱线已加捻至800 ~ 1 000捻/m时,可直接用于经纱织造而无需上浆。所有纱线都应当被妥善保护避免造成织疵。对于某些织物及织机类型,可使用涤纶边纱提升布边强度,避免染整环节的破边及织物断裂。

2.5 染色及后整理

Naia TM 产品可以通过散纤维、纱线或坯布进行染色。2019年 6 月,伊士曼收购了位于西班牙巴塞罗那的INACSA公司,可以提供全色系的Naia TM 原液着色纱线,拓展了面料加工的途径。但实践表明,Naia TM 产品的开发难点、出彩点均在染整环节,需要特别关注。通过行业的协同努力,Naia TM 醋酯纤维素纤维面料的染整技术在国内已有突破性进展,但与韩国、日本及意大利的产品开发、加工水平还有很大差距。希望通过以下途径可以帮助企业得以突破提升。

2.5.1 观念的转型

多年来,醋酯纤维素纤维主要被用在高端西服里料,多数纺织从业人员不熟悉其特点,片面套用粘胶长丝或涤纶的经验,出现了很多问题。从这一角度讲,应该把它作为新的纤维品类对待,制定相适宜的工艺。

2.5.2 与染料公司紧密合作

Naia TM 醋酯纤维素纤维的染整关键是染色,核心是染料。现有分散染料基本都是针对涤纶开发,并不完全适合醋酯纤维素纤维染色,所以与染料公司合作筛选适宜的染料非常重要。为此,伊士曼通过和一些染料公司合作,对其相应染料做了进一步筛选,均有较好的解决方案在色系及色牢度方面满足市场的要求。事实上不少染料公司也有适宜于醋酯纤维素纤维染色的分散染料,但需要从配伍性、色牢度及重现性等方面进行系统筛选。

2.5.3 选用合适的染整设备

为取得最理想的染色效果,应该选用适宜的染整设备。卷染机、经轴染色机、溢流染色机及喷染机均可用于Naia TM 醋酯纤维素纤维面料染色,但各有优劣。平幅方式可以减少皱痕和破损,但手感不佳;溢流和喷染的绳状方式可以获得满意的效果,但需要避免产生折痕、擦伤等疵点;可以通过平幅热水预洗、恰当的预定形、染机内使用优质润滑剂等措施达到满意效果。

2.5.4 染整工艺的优化和细化

事实上Naia TM 醋酯纤维素纤维面料的低温分散染色过程本身并不复杂,纤维表面油剂热水就能去除,所以柔和的前处理就能满足染色工艺要求。染色尽可能选择较低温度,避免光泽损失及强力下降。纤维本身不耐碱,还原清洗不能使用烧碱。若和纤维素类产品交织,需选用低碱固色活性染料。由于Naia TM 醋酯纤维素纤维面料本身非常柔软且具有良好的湿气管理特性,在后整

理时只需使用少量亲水性柔软剂就能达到满意的效果。

3 结语

与大宗纺织原料棉、毛、麻、丝、涤等相比,Naia TM 醋酯纤维素纤维是非常有益的补充,是再生纤维素纤维不可或缺的重要组成部分。市场已经表明,Naia TM 醋酯纤维素纤维契合了诸多高端服装面料的发展趋势,绿色环保、高档舒适、风格独特。随着醋酯纤维素纤维加工技术的不断进步和市场的不断完善,Naia TM 醋酯纤维素纤维的产品亮点将会进一步挖掘,应用领域将进一步拓展,未来前景将更加广阔。返回搜狐,查看更多

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