高密纬弹尼丝纺的染整工艺

张建芳、张建国、胡政锋、钱琴芳

高密纬弹尼丝纺染整工艺探讨

（盛虹集团有限公司，江苏 苏州 215228）

摘 要：弹力尼龙是近年来发展较快的一种合成纤维，它是一种高技术纤维，制成的服装不但可以体现出人体特别是爱美女性的曲线美，又穿着舒适而且美观大方，使人们的穿着品位进一步高档化，是生产运动系列服装的首选面料。本文系统的介绍了氨纶的结构、性能，分析了尼龙氨纶织物的热加工、染色加工的机理和工艺，讨论高密纬弹尼龙氨纶织物的染整工艺和注意事项。 关键词：高密纬弹，尼丝纺，弹性性能，尺寸稳定性

0前言

近年来，含氨纶弹力织物在国内外市场上十分流行，发展迅速。从二十世纪八十年代以来，一直受到人们的青睐。由于这类产品具有较高的弹性和优异的回弹性能，手感柔软，穿着舒服并能显露出形体美，因而得到越来越多的消费者喜爱。目前己广泛应用于纺织工业，具有广泛的发展前景和良好的经济效益。目前随着市场对氨纶弹力织物的需求量日益增加，越来越多的染整行业的科技人员开始探索研究含氨纶弹力织物染整加工技术的最佳条件，并探索染整工艺与氨纶弹性性能，尺寸稳定性及织物幅宽变化之间的关系，氨纶染整加工对设备的要求，以确定最佳的染整加工工艺，把弹力织物做得更好，来满足市场不断变化的需要。本文分析并结合大量已发表的文章，结合实际生产中的实践经验，着重对纬弹尼丝纺的染整加工工艺进行全面的叙述。

纬弹尼丝纺在印染加工过程中容易出现弹力不稳定、尺寸稳定性差、色差等质量问题，这些问题的产生往往与前处理工艺流程及设备、前处理工艺与操作有很大的关系，不同规格的尼龙纬弹其特点不同，加工要求、工艺流程和工艺控制要点各不相同，合理的前处理工艺是提高和稳定成品质量的基础。

加工织物规格 经向：20D/24f锦纶低弹丝

纬向：20D/24f锦纶+20D氨纶

白坯门幅 ：190cm 平方米克重：82g/㎡ 密度：110X43根/cm

1探讨和分析

1. 关于尼龙氨纶弹力白坯织物品质的关键点

1.1氨纶的组成结构、弹性机理及其性能 1.1.1 氨纶的组成结构和弹性机理。

氨纶的主要化学组成是聚氨基甲酸酯，但均聚的聚氨基甲酸酯纤维不具有良好的弹性，所以有良好的弹性是由于它是由软链段和硬链段组成的嵌段共聚物组成的网络结构所致，即具有\区段\网络结构。\区段\结构是通过二异氰酸酯分段加聚获得。由低分子二异氰酸酯与低分子二羟基化合物反应制得高熔点易结晶的

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\硬段\，软段\是由长链二羟基化合物(大分子二醇)制得，它又可分为聚醚二醇和聚酯二醇两类，根据分子链中软链段的聚酯和聚醚，聚氨酯纤维可分为聚酯类和聚醚类。这种含聚氨基甲酸酯大于85%的具有嵌段结构的长链型高分子化合物组成的纤维，具有特殊的超分子结构，也是氨纶纤维高弹性和高延伸度的弹性基础，它是由纵向的结晶刚性链段和作横向连接的非结晶柔性链段形成一个具有强大的分子间力的大分子网状结构，其中柔性链段呈无规则的缠结状态。如加以拉伸，则柔性链段变成有规则的状态。此时它又力图恢复原来的缠结状态。其高弹性能和从伸长状态迅速恢复到缠结状态的性能，就是建立在这一结构基础上的。另外由于软链段在通常情况下不结晶，其中氨基甲酸酯基的含量很低。其玻璃化温度又很低(在-40℃以下)所以在室温下处于高弹态。其分子量较高约在2000左右(Mn=1500～3000)，其长度为15～30nm，约为硬链段长度的l0倍，因此在室温下被拉伸时，可产生很大的伸长，并具有优异的回弹性。如软链段中多元醇链越长则大分子就越柔软，如链段短则导致刚性。结构中的硬链段为氨基甲酸酯与脲基，其分子量较小(Mn=500～700)链段又短，但由于链段中含有多种极性基团，分子间的氢键和结晶起着大分子链之间的物理交联作用。所以一方面可为软链段的高度伸长和回弹性，提供必要的结点条件，阻止分子间产生相对位移，另一方面可赋予纤维以一定的强度与弹性模量，正是这种软硬链段共存的体系，形成了氨纶纤维的高弹性。 1.1.2 氨纶纤维的性能。

氨纶纤维一般为复丝，单丝间不易分离，其间留有空隙，故手感较柔软，其纤度范围在22～4478dtex，最细为lldtex。其物理机械性能见下表: 表1 氨纶纤维的主要性能 性能 断裂强度 耐热性 回弹率耐酸碱性 耐磨性 （cN/dtex） （%） 聚醚型 0.618~0.794 150℃发黄 95（伸长 耐酸，在稀良好 （莱卡） 175℃发粘 500%） 盐酸和硫酸中发黄 聚酯型 0.485~0.574 100℃热塑性98（伸长 耐冷稀酸，良好 （维林） 强，100℃强力600%） 不耐热碱 下降 从上表可看出不论是聚醚型或聚酯型氨纶，它们的物理机械性能还是不错的，其回弹率均在95%以上。由于氨纶中含极牲基团少，所以回潮率也低，在应力作用下易形变即拉长、但链段基本不形变，在一定强度下不会被拉断，其伸长率可达500%～700%，因此其伸长回复性能特别好，当伸长200%时，回缩率可达97%，伸长50%时，回缩率大于99%，伸长500%时，其回缩率也在90%以上，其回缩率大小与拉伸长度成倍数比。具有低负荷高伸长的特点，所以在染整加工过程中应保持其主要性能，即伸长后可快速松弛和回复，这样才能保持服装的形态。和有良好的舒适性，而且这种性能能够经得起各种染整加工，特别是湿热加工、化学加工，包括高温热定形，分散染料高温高压染色及树脂等后整理加工。其初始模量很低为0.000781N/tex。其吸湿性一般为0.3%～1.2%。其耐热性，不同品种的差异较大，一般于95℃-150℃短时间处理不会损伤纤维。在9O℃左右加快了伸长变化，当温度达到150℃后变化更快。聚醚型的到15O℃时会泛黄，175℃后会发粘。聚酯型的150℃后弹性减少，当超过190℃后纤维强度明显下降，这些变化是由于硬链段被拆散引起的。氨纶的这种结构与温度的关系，对染整加工非常

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重要。熨烫温度必须小于150℃，其软化点为20O℃左右，熔点(分解温度)约为270℃，其耐磨性在伸长500%-300%范围内每分钟作200次疲劳试验，可耐100万次而不断裂。其耐光性，在耐日晒牢度试验仪中照射40小时后强力降低20%左右。其化学稳定性一般较好，较耐酸，在常温下对稀无机酸和有机酸较稳定。其耐碱性，聚酯型的不耐强碱。在热碱溶液中快速水解降解，这在染整加工时需特别注意。一般的有机溶剂(如四氯化碳、丙酮、二甲苯等)对它不起作用。在加热条件下环已酮、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)能使氨纶溶解。氨纶的耐氧化，因氧化剂不同而异，对含氧漂白剂，有相当好的稳定性，但只能在稀的过氧化物溶液中漂白，也可用还原剂漂白。而不耐含氯漂白剂，在次氯酸盐溶液中会形成氮一氯结合而使纤维损伤泛黄，聚醚型结构损伤更严重(聚酯型的比聚醚型的耐氯性要高3～4倍)。

氨纶纤维还会吸收空气中的氧化氮废气，使一些分散染料发生烟熏褪色。对聚酯型纤维，其防霉性较差。对一些不饱和油如松节油等会使氨纶溶胀降低强力，对常用的各种表面活性剂和一些助剂也会对氨纶吸附，有的起载体作用，有的会改变氨纶的染色性能。此外，氨纶的耐气候性，氨纶在长时间照日光后强度会有下降，长时间日晒会导致强力下降并变色。 1.2 染整加工前对坯布的了解 要生产好含氨纶弹力织物，除了掌握好氨纶纤维的结构性能外，还应掌握了解其坯布织造的要求和成品幅宽的关系。因为含氨纶弹力织物在染整加工过程中发生的许多技术难度如卷边、皱条、缩水、幅宽、尺寸稳定性，弹力大小等问题，都和坯布织造时设计的坯布幅宽、经纬密度、坯布弹性率有关，因此必须搞清楚其内在联系。

在织造时筘幅若相应放宽，而经密则适当减少，这些都是为了给织好的弹力织物有较大的织缩，这在染整加工湿热处理时纬纱有较大的收缩余地(可达到20%～30%的收缩)，给予织物良好的弹性和手感。这是因为湿热处理时由于纺纱织造时产生的内应力松弛下来。氨纶丝急剧收缩，使纬纱收缩很大而引起幅宽明显变狭，在纺纱时，如氨纶丝喂人牵伸系数越大，则幅宽收缩越明显。故纬弹织物染整幅宽加工系数要比同类普通织物小得多。因此，织物的经纬密度必须配置合理以保证织物收缩相对稳定，如纬纱的这种收缩状态不变，则说明织物门幅狭于成品门幅。如仅仅将弯曲的纬纱进行机械拉伸，就会在放置过程中自然收缩，而在湿热处理过程中呈现严重的缩水。另外弹力织物的组织结构也是影响弹性的重要因素，织物经纬纱和交织点越少，其纬向弹力纱的浮纱越长，纱与纱之间的间隙越大，则纬纱收缩的阻力越少，纬弹纱就能得到充分的收缩，则表现出其弹性伸长就越大，所以纬弹织物的幅宽加工系数较小，约在0.7～0.75之间，因此在染整加工前必须搞清楚坯布的组织规格，幅宽、经纬密度、弹性率、上浆浆料、坯布纬向的弹力伸长和缩水率。

在染整加工前，首先就要检测来坯的弹性率和幅宽(取一块整幅原坯布50公分用沸水处理30分钟，松弛烘干后测量其幅宽和弹性)，一般要求坯布幅宽与成品幅宽的差距不大于30%，其弹性收缩率在30%左右，则其成品纬向弹力伸长和缩水率效果较好。[1]

2. 生产工艺及注意点

纬弹尼丝纺一般的生产流程为：白坯接布→（白坯定型）→（打卷堆置）→平幅

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退浆→预定型→染色→整理定型 2.1白坯接布

在白坯接布时，需注意高密纬弹尼丝纺经常出现的以下几点疵病： 2.1.1坯布轧皱

主要来自坯布验布时压辊式验布机。某些特殊结构的弹力布品种，在上浆时弹力纱很脆、易折、加之结构特殊，坯布在被轧后之后，后整对此类轧皱改善十分有限，最终表现为条痕。 2.1.2坯布黄斑

氨纶在纺丝和绕卷过程中，使用了大量的硅油和其他润滑剂，以改善纺丝及卷绕的运转性能；在织造过程中还使用了油剂和其他助剂。因此，无论是机织还是针织的氨纶织物都应避免在仓库中长期贮存，以免因上述助剂自然降解而导致纤维泛黄，织物弹性下降。 2.1.3折皱痕

织物长期储存会出现所谓“冷定形”，使织物形成永久性的折皱，此类折皱较难去除，甚至在预定型中也难以拉平不留下痕迹。 2.1.4存储引起的其他质量问题

由于氨纶和尼龙一样，容易吸收空气中氮的化合物，所以凡仓库未装有空调设施，遇运输的卡车直接进入仓库，其废气又未能及时排放等原因，会出现质量问题。此外，如果织物置于室外堆放，受到日光照射，也会加速其降解。为此，凡是仓储要超过三月者，应该用塑料薄膜包覆织物。[2]

2.2白坯定型

白坯定型的目的是防止在退浆精炼过程中，织物幅宽收缩太多，不利于后续加工。一般情况下，并不是所有的纬弹尼丝纺都需要白坯定型。在实际生产中，通常当白坯幅宽较小，如160cm以下，可采取白坯定型。但也有厂家按照白坯幅宽和所要求成品幅宽的大小，来决定是否需要白坯定型。当白坯幅宽小于或等于客户要求的成品幅宽时，就需要白坯定型。白坯定型的温度不可太高，温度太高时，坯布上的浆料会更加固化，后工程退浆时很难去除，从而在染色时产生不可修复的质量问题。一般采用140℃，时间为30~60S，保幅定型。经多次比较，经过白坯定型后的退浆下机幅宽，比未经过白坯定型的大2~4cm。在一定程度上降低了后工程的难度。

2.3打卷冷堆堆置

为降低退浆的难度，并获得一定要求的手感或风格等，高密纬弹尼丝纺织物需要进行打卷堆置，使布面得到均匀收缩，为下道工序进一步回缩增加弹性作好充分处理。因高密纬弹尼龙在织造过程中，氨纶弹性织物由于受张力作用，产生较大的拉伸变形。虽然氨纶有较好的回弹性，但有一部分缓弹变形，织物的幅宽、克重等质量指标将很难控制，对后道的工序产生较大影响。而冷堆处理的目的就是使尼龙四面弹充分松弛预缩，消除内部剩余应力，同时高密纬弹尼龙在纺丝过程中使用的大量纤维油剂（如果布面有油迹残留，在染色时很容易出现染斑。这是由于染料是亲油性的，在初染阶段，织物上的油滴相对容易被这些染料吸收。当染色温度升高时，油滴被乳化，这些染料由于自身迁移性能存在着一定的局限性而滞留在这一区域，从而在染色时造成染斑。），以及织造过程中布面上的油污和其他污渍及白坯织造整经时添加的浆料（主要成分为PVA和PVC浆料的复配物）

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比较多且粘度高，退浆时不能保证一次性退干净，则需进行打卷堆置后再退浆。又如为获得较软的手感，或者起皱风格，有时也需冷堆。但上文已提到，氨纶纤维不耐浓碱，而打卷堆置和平幅退浆的助剂中都需要加入浓度较高的液碱及辅助助剂，以保证浆料的充分反应和去除。因此，打卷堆置的时间、液碱浓度必须严格控制，否则会因氨纶纤维分解而导致弹力下降。实际生产中以24-36h为宜。 冷堆预缩处方：

32%液碱/(g.L-1) 100 氧化退浆剂TF-127A /(g.L-1) 1 双氧水 /(g.L-1) 1.5 去油纱剂TF-106T/(g.L-1) 2 螯合分散剂TF-133F /(g.L-1) 1 车速/（m .min-1) 40 温度/°C 50 冷堆时间/（h） 36

2.4平幅退浆

冷堆之后的坯布布面浆料、油剂大分子已经氧化断裂、乳化分解。通过平幅水洗工艺。在布面残余的浆料、油剂再一次入热碱液浆料褪尽布面受热再回缩，进一步增加织物弹性，也因为前道工序，纤维变得蓬松，纤维之间的间隙变小，碱液发挥更大效用。组织结构变松弛，刚性变小，从而产生悬重感。 工艺处方：

32%液碱/(g.L-1) 30 精炼剂TF-188A/(g.L-1) 1 氨纶除油剂TF-109A/(g.L-1) 1 螯合分散剂TF-510C/(g.L-1) 1 车速/（m .min-1) 65 温度/°C 85

对于织物的碱量率我们应该根据要求及用途来确定最佳的减量效果。①在碱量过程中应控制碱浓度避免高浓度短时间的处理 ，造成碱量不匀，进而造成染色病疵。②要控制合理的减量率，控制织物手感，防止破坏织物布面风格越差。 弹力织物由于氨纶的存在，使织物在印染加工中首次接触湿热处理时会产生强烈的收缩，这时如果织物是在绳状状态下经受湿热处理，则很容易把绳状的折痕保留下来，从而形成不可消除的皱条、皱痕，若使织物在平幅状态下接受湿热处理，则布面的收缩是均匀的，不易产生皱条、皱痕，所以含氨纶的弹力织物在前处理时首先用合适的平幅机器对坯布进行均匀的收缩。另外，弹力布退浆后的物理状态（落布门幅、缩水、强力等）最能说明此批布种的性质，为后工序工艺制定提供直接数据来源。例如落布门幅偏窄时，这就要求我们在预定型时在原工

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