PLA纤维的染整加工

1、PLA纤维的染整加工1PLA纤维的特性1.1PLA纤维的由来PLA纤维，即聚乳酸纤维，取材于玉米、薯类等植物，经生物分解发酵生成乳酸，在适当条件下聚合制得高纯度的聚乳酸,并以聚乳酸为原料纺丝而成OPLA纤维是合纤家属中第一个可生物降解的纤维，其最终分解物为CO2和H2O,在玉米植物的光合作用下又可生成玉米淀粉，如此在自然界中循环，因此不会破坏和污染环境，符1.2PLA纤维的化学结构PLA纤维基本化学组成H-0CH（CH?C0-0H,属脂肪族聚酯纤维。PLA纤维因聚乳酸纯度不同，所制得的聚合物性能也因同分异构体比例不同而变化较大。其软化点，非晶型的为60C左右，晶型的则高达175C。纺聚乳酸纤维

2、用的聚乳酸主要由L-乳酸聚合制得，偏重结晶型，软化点较高，熔点130-175C,玻璃化温度较低，均为57C,属对温度较敏感的纤维。1.3PLA纤维的性能PLA纤维除了具有较好的生物降解性、亲水性，其它性能也优于PET纤维和PA6纤维（见表1、2）。表ILactron乳醯纤维与IEEPA&纤维比较项目ET：TPA6比重儿針tm3）-11271.3S1.14折射率1401.5K1.57豉璃化温度fC57704C熔点代】7526521.5回瀚率M05a44.5结晶度M、7)so-拉伸强度/小、（血划J40“5040-5l04.(匚S3伸长率険303040杨氏/kg*(innij-1l加】300怫水收

3、缩率甩8-15ALW1.4PLA纤维织物的风格PLA纤维具有丝绸般的光泽、良好的肌肤触感，以及一般合成纤维的特征。如相似的强力和伸长率,优良的抗皱和形态稳定性,优良的抑菌、防霉性,良好的吸湿、排汗和快干性能，以及应变回复率高等优点。因此用PLA纤维制成的服装有良好的悬垂性和手感，穿着舒适，是高档休闲服饰的优质素材。PLA纤维与棉、羊毛等天然纤维的混纺织物，保持了生物可降解的优良特性，更能体现PLA纤维织物独特的优势。2PLA纤维织物的染整加工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(130170F),比聚酯(265C)、聚酰胺纤维(215C)低

4、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130C,浸染染色温度不超过110。PLA纤维不耐碱性，在55C(玻璃化温度57C)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。2.1PLA纤维工艺试验用基材2.1.1本试验采用日本钟纺公司生产的聚乳酸纤维(Lactron)长丝与精纺藏青色羊毛交织物。2.1.2PL

5、A/棉混纺平纹织物170cm14.6/14.6402/307(其中PLA纤维系Lactron)，混纺比50/50。2.2PLA纤维加工温度试验表3精纺羊毛/PLA交织物定形温度试验温度七时闾*rkg手感启度与时间/予感LOOk90IE常130戡60粗糙11()x9()正常140V60发业、板结、发脆13)x90正常IJOx6()纤维熔融脆裂I3C45正常由表3知，加工温度超过130C,织物手感开始变差。2.3PLA纤维耐碱试验表4PLA/棉混纺织物耐碱试验条件现象10g/L,楷练剂5g/,.9气乜*4(1mh正常降强氏过5H12g/L辅练剂4()cu严重降强25各/L,皇温53()剖L_KM)

6、1C90呂无確力KaOHLSg/LR幻CDg3()g/L.KDC乂鼻占强力下降能3%30皿KMJUX90確力下降7.7%由表4知,在室温状态下,NaOH12g/L时严重降强;NaOH达25g/L时,PLA纤维溶解。因此在整个染整加工过程中应尽量避免碱性浴加工。2.4PLA纤维前处理工艺PLA纤维熔点为175C,因此PLA/棉混纺或交织物烧毛工艺要谨慎。采用很温和的低于锦纶/棉混纺织物的烧毛工艺。最好避开烧毛工艺,采用后整理轧光工艺来弥补。织物采用生物酶退浆。对PVA浆含量高，含杂多的坯布有时也可用淡烧碱煮练,但不得超过10g/L(见表4)。建议采用诺维信煮练酶加氧漂工艺，或使用TY-288高效

7、练漂助剂进行无碱高效练漂前处理工艺。预定形工艺不超过130C*45s。2.5PLA纤维的染色工艺PLA纤维的化学基本结构属脂肪族聚酯纤维，聚乳酸中有大量的疏水酯键存在，适合分散染料染色。2.5.1染料的选用基于PLA纤维的耐热性，选用SE型中温型分散染料和快速分散染料为宜。PalanilECOCC染料适用于中深色染色和快速染色，色谱广。MiketonECOCCE染料适用于浅色染色，耐光牢度高。DispersolXF/SF染料中等耐光牢度。Trial蓝黑系列分散染料。PLA纤维专用分散染料：日本长濑色材公司开发的Denapla系列染料共13个品种，适用于高吸尽率的中深色三原色和浅色的日晒牢度好的

8、三原色。染浅色时，同时使用紫外线吸收剂DenaplaUVCutterNH，以提高日晒牢度。分散染料在PLA纤维上的色相与在涤纶纤维上相比，有明显的向短波长方向移动的倾向，即红色f橙、蓝光红f红色，蓝色f蓝紫色，且同色异谱现象也较大。2.5.2染色工艺条件PLA纤维的熔点和玻璃化温度较低，对温度敏感，不耐高温。采用常规酸性染色法,染色条件为110110X30min,染浴pH值控制在47,一般以56较适宜，尽量避免PLA纤维水解受损。染色温度控制染色温度小于70C时,染料几乎不上染;80C以上染料上染速率加快。由于分散染料对PLA纤维染色的匀染性比聚酯差，因此至80C时要减慢升温速度，以获得较好的

9、匀染效果,一般以1C/min的升温速度为宜。(在95C左右保温5min),再升温至110CX30min,染色基本达到平衡。染色pH值控制由于聚乳酸纤维不耐碱,pH值4时PLA纤维强力受损，因此染浴的pH值控制在56。染后皂洗最好采用中性浴低温皂洗,尽量避免烧碱、保险粉还原清洗，深浓色需还原清洗条件为:Na2CO31g/L、保险粉2g/L,6065C低温清洗。2.5.3后整理选用后整理助剂要适当,以防降低染色牢度,温度不宜过高,最好采用松式烘干,温度低于100C,充分体现PLA纤维的悬垂性和柔软手感。如需要高温后整理，后整理定形温度不要超过130C,时间不要超过45s（见表3）。温度过高会造成P

10、LA纤维手感粗糙，板结甚至无强力。轧光整理可以增加PLA纤维织物的光泽和布面光洁度,手感柔滑，提高回弹性，悬垂性更佳。轧光工艺有冷轧光和热轧光,PLA纤维最好用冷轧光工艺,热轧光工艺整理效果好于冷轧光,但必须根据织物规格严格控制温度、车速和承压量。3PLA纤维混纺织物染整加工生产PLA纤维与天然纤维棉、毛、丝和再生纤维粘胶等混纺、交织,既能保持原有的生物降解性和优良的速干吸湿效果,又能发挥其它天然纤维的优点,是高档服装面料的素材。3.1羊毛/PLA交织物的染整工艺织物规格：经向深藏青精纺毛，纬向PLA长丝。工艺流程：翻缝f退浆f柔软整理f预缩f成品3.1.1退浆工艺浸轧酶液f堆置（60CX40

11、min）f热水洗（8090C）f热水洗f冷水洗f烘干酶退浆处方/gXL-1液体淀粉酶5JFC1精练剂2设备平幅J型履带练漂机3.1.2柔软定形工艺浸轧柔软剂f定形（130口40s）设备针铗定形机成品品质缩水率（经/纬）-3%/-0.8%、手感柔软、悬垂性好、光泽好。3.2PLA/棉混纺织物染整工艺织物规格170cml4.6/14.6402/307PLA/棉混纺平纹府绸工艺流程翻缝f酶退浆f无碱高效练漂f预定形f染PLA纤维f套染棉纤维f柔软拉幅f（预缩）f轧光f成品3.2.1酶退浆工艺酶退浆工艺同3.1.1。3.2.2无碱高效练漂工艺进缸f室温两道（加料）一60道f80C道一95100四道f热

12、水洗（9095C）两道f温水洗（5060C）两道f冷水洗高效练漂处方/gXL-1TY288AxTY288ByTY288DzHO34设备卷染机3.2.3预定形工艺预定形条件为130CX40s。半制品品质经向强力提高（与门幅收缩,经纱增多有关）,纬向强力几乎不变,白度好,毛效好（llcm/30min），棉籽壳去尽。淀粉浆除尽，残留少量PVA浆,但不影响染色加工。3.2.4染色工艺室温加料（分散染料,pH值45）二道一60C道一80C道一90C二道一100C二道f热水洗（90C）一温水洗（60C）一还原清洗（60C）一温水洗（5060C）冷水洗一套染活性染料室温加料二道一60C染色二道一60C纯碱固

13、色二道一温水洗（5060C）一热水洗一中性皂洗（90Cf热水洗一温水洗一冷水洗一出缸活性套棉工艺也可以使用轧染方法,固色液只能用纯碱作固色剂,不能使用混合碱（见表4）。3.2.5柔软拉幅工艺柔软拉幅温度为100110C落布烘干为止。3.2.6预缩或冷轧光预缩采用常规棉织物工艺;轧光采用冷轧光保守工艺。成品品质：手感柔软滑爽,织物缩水率（经/纬）可达到-2%/-0.9%。成品强力变化：经向强力提高6%,纬向强力降低17.4%（属正常降强）。经向强力提高是由于门幅收缩经密增加（成品门幅146cm）。色牢度：干摩5级,湿摩4级,沾色3.5级,皂洗变色4级。采用低烧碱前处理时.烧碱用量控制在10g/L

14、内,染色时套棉不能直接用活性染料染色,需先检测半制品的强力,再考虑套染使用的染料,但可以采用涂料染色来减少强力损失。4结论4.1在PLA纤维的染整加工过程中，最好不使用纯碱，必须用纯碱时,将纯碱减少到最少量，并且采用较低的温度来处理，尽量避免PLA纤维强力受损。4.2严格控制pH值。PLA纤维在酸性浴染色,pH值以5左右为宜，不要低于4,以免对PLA纤维造成不必要的损伤。4.3严格控制加工温度，定形温度不要超过130CX45S,染色温度以110CX30min为宜。4.4染色皂洗采用中性浴，不用还原清洗;染深浓色时可采用温和的工艺进行还原清洗，纯碱1g/L、保险粉2g/L、洗涤剂12g/L,温度6065,时间15min。采用还原清洗工艺，纤维中沾色最严重的醋酯纤维和锦纶纤维沾色牢度可提高2级以上。4.5分散染料选中温型和低温快速染料,耐日晒牢度好,上染率高。染浅色时要加紫外线吸收剂,以提高日晒牢度。4.6活性染料选色牢度好的中温型双活性基染