Recycle PET再生滌綸機(jī)織面料的染整工藝探討

薛以強(qiáng) 李 峻

（1.蘇州南華紡織整理科技有限公司 , 江蘇蘇州 215228 2.江蘇省紡織工程學(xué)會(huì)染整專業(yè)委員會(huì) , 江蘇蘇州 215000）

近年來，再生PET纖維的發(fā)展迅速，其生產(chǎn)的各種新型的環(huán)保再生面料，在國(guó)外尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家很受青睞，用途非常廣泛，可以用于服裝用紡織品：如運(yùn)動(dòng)服裝、戶外運(yùn)動(dòng)用品面料等；休閑用紡織品：如登山包、箱包用料以及雨傘面料等；工業(yè)用紡織品：建筑基布、工裝面料等以及家用紡織品。

Recycle PET面料利用可樂瓶回收的再生環(huán)保纖維原料，將回收的可樂瓶輾成碎片后，經(jīng)過抽絲加工制成再生滌綸長(zhǎng)絲，可循環(huán)使用并有效減少二氧化碳的排放量，比常規(guī)流程生產(chǎn)的聚酯纖維節(jié)省近80%的能源。與普通滌綸相比，再生滌綸的吸濕性、透氣性佳，可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)類服裝的生產(chǎn)。但是，再生滌綸的含油率較高、剛性大，其強(qiáng)力、耐熱性不及普通滌綸，廠家生產(chǎn)的每批再生滌綸在性能、色澤上有一定差異，因此增加了其后續(xù)加工的難度。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，資源短缺和環(huán)境惡化的矛盾日益顯現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用1噸廢PET瓶可以生產(chǎn)0.98噸左右的再生PET纖維，少用6噸石油，3立方米的填埋空間。為此，廢舊塑料的回收利用，生產(chǎn)再生滌綸是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的必然選擇。目前，關(guān)于于再生滌綸紡紗、織造方面的研究較多，再生滌綸已經(jīng)應(yīng)用于混紡紗、地毯、服裝、床上用品等，但對(duì)其染整方面的研究還很少，大部分廠家用普通滌綸的染整工藝對(duì)再生滌綸進(jìn)行處理，導(dǎo)致最終面料出現(xiàn)強(qiáng)力低、染色不勻、有皺印、批差大等問題。本文針對(duì)以上問題對(duì)再生滌綸機(jī)織面料的染整工藝進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)工藝

1.1 試驗(yàn)面料

再生滌綸：以200D/100F 儀征化纖再生FDY滌綸長(zhǎng)絲的滌綸牛津布；

普通滌綸：以200D/100F 恒力化纖FDY滌綸長(zhǎng)絲的滌綸牛津布。

1.2 試劑與儀器

助劑：高效退漿精練劑S-310A、TS-30（蘇州森立）、精練去油劑HK1018A（寧波華科）、精練退漿劑RAX100（天津達(dá)一琦）、燒堿（工業(yè)級(jí)）、高溫分散勻染劑LV-435（蘇州維明）、冰醋酸（工業(yè)級(jí)）、醋酸鈉（工業(yè)級(jí)）、螯合分散劑700JP（蘇州維明）等。

分散染料：德司達(dá)的大愛尼克斯ETD系列（黃棕ETD300%、紅玉ETD300%、藍(lán)ETD300%）

分散黃棕S-ER150%、分散紅F3BS150%、分散藍(lán)2BLN 200%等。

儀器：常溫振蕩染樣機(jī)（臺(tái)灣高鐵）、紅外線染樣機(jī)（臺(tái)灣瑞比）、Datacolor 650測(cè)色配色儀(美國(guó)Datacolor公司)、 耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)機(jī)、耐光牢度試驗(yàn)機(jī)（James H.heal & Co.Ltd.Halifax England）、強(qiáng)力測(cè)試儀、汗?jié)n色牢度烘箱（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）等。

1.3 染色配方

分散染料 %(o.w.f) X

冰醋酸 g/L 0.8

高溫分散勻染劑 g/L 1

醋酸鈉 g/L 1

螯合分散劑g/L 0.3

1.4 染色工藝曲線

圖1 染色升溫曲線

2 測(cè)試方法

2.1 退練精練劑試驗(yàn)

2.1.1 對(duì)紡紗油劑的乳化性

2.1.1.1 測(cè)試用水：配制30%液堿 20g/L堿水備用

2.1.1.2 測(cè)試用油配制：紡紗油劑60克、硅油15克、機(jī)油20克、5克高熔點(diǎn)白蠟；再加入油溶性染料 0.2克，加熱70℃充分溶解后冷卻使用。

2.1.1.3 測(cè)試液配制：

精練劑 2-5 克

堿水 44.5-47.5克

測(cè)試用油劑 0.5克

總計(jì) 50克

2.1.1.4 試驗(yàn)步驟：

稱取精練劑2-5克，分別加入測(cè)試用堿液44.5-47.5g攪拌均勻后，再加入0.5 g配制好的試驗(yàn)用油劑；將以上的測(cè)試液充分?jǐn)嚢韬蠹訜崽幚?0-95℃/20分鐘后，冷卻至80℃，倒入透明玻璃瓶中，靜置后觀察乳化性。

2.1.2 對(duì)漿料遇酸凝集防止效果

測(cè)試液配制（模擬退漿液）：以250毫升玻璃錐形瓶取100克純水，加入1克 燒堿（30%）攪拌均勻后，加入1克的丙烯酸漿料HW-200，攪拌均勻至完全溶解，再加入退漿精練劑1克充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

將約0.8克的冰醋酸滴入調(diào)配好之模擬退漿液測(cè)試液，調(diào)整pH至5并加以攪拌，置入甘油打色機(jī)內(nèi)以98℃處理5分鐘后，觀察漿料凝集情形。

2.2 對(duì)于再生滌綸纖維的染色性能的測(cè)試方法

2.2.1 色差的測(cè)試方法

使用Datacolor650測(cè)色配色儀器得到不同批次織物染色后的顏色差異ΔE。

2.2.2 相對(duì)上染率的測(cè)試方法

相對(duì)上染率=A/B×100%

其中：A— 某條件下染出的織物K/S值

B— 135℃×30min條件下染出的織K/S值K/S值通過DATACOLOR讀出

2.2.3 力份的測(cè)試方法

力份通過DATACOLOR讀出

其值表示的意義：測(cè)試樣與標(biāo)樣染色深度的百分比。

2.2.4 強(qiáng)力損失率的測(cè)試方法

強(qiáng)力試驗(yàn)按照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 3786 規(guī)定進(jìn)行

強(qiáng)力損失率=（P0-P1）/ P0 ×100%

其中：P0為處理前織物脹破強(qiáng)力； P1為處理后織物脹破強(qiáng)力。

2.3 染色牢度測(cè)試方法

2.3.1 耐水洗牢度的測(cè)試方法

耐洗色牢度試驗(yàn)按照ISO 105：C06規(guī)定進(jìn)行。

2.3.2耐汗?jié)n牢度的測(cè)試方法

耐汗?jié)n牢度試驗(yàn)按照ISO 105 E04紡織品 色牢度試驗(yàn) 第E04部分：耐汗?jié)n色牢度酸汗?jié)n牢度部分的規(guī)定進(jìn)行。

2.3.3 耐光牢度的測(cè)試方法

耐光牢度試驗(yàn)按照ISO 105 B02 紡織品 色牢度試驗(yàn) 第B02部分：耐人造光色牢度：氙弧燈試驗(yàn)的規(guī)定進(jìn)行。

2.3.4 色牢度評(píng)級(jí)

色牢度評(píng)級(jí)按照ISO 105 A02紡織品 色牢度試驗(yàn) 第A02部分：評(píng)定變色用灰色樣卡及ISO 105 A03紡織品 色牢度試驗(yàn) 第A03部分：評(píng)定沾色用灰色樣卡評(píng)定。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 再生滌綸纖維自身性能對(duì)染色效果的影響

由于再生滌綸纖維的生產(chǎn)工藝較長(zhǎng)，原料多樣，故生產(chǎn)出的再生滌綸的質(zhì)量較難控制。表1為不同批次的再生滌綸織物，應(yīng)用同一染色處方，同一染色工藝染出來的織物色差情況。從表1可以看出，采購(gòu)的再生滌綸，即使出自同一廠家、同一型號(hào)，不同批次間的產(chǎn)品也會(huì)有較大差異，尤其在強(qiáng)力和色光方面尤為明顯。對(duì)于此情況，我們?cè)诿客布喚€織造前對(duì)其強(qiáng)力進(jìn)行檢測(cè)，只有檢測(cè)合格的紗線我們才會(huì)繼續(xù)使用；此外，即使之前做過的顏色，不同批次的織物染色前均要重新復(fù)樣，以免不同批次織物底色的差異造成最終色光的差異。

表1 再生滌綸自身性能對(duì)染色效果的影響

3.2 再生滌綸牛津布的前處理工藝的制定

3.2.1 精練退漿劑的選擇

由于再生滌綸牛津布的含油量和含漿料較普通滌綸布要高，所以在前處理工序中，根據(jù)所染顏色深淺，優(yōu)選前處理助劑，要求精練退漿劑具有去油退漿的綜合能力好，其乳化力穩(wěn)定以及對(duì)漿料遇酸凝集防止等性能。我們選擇幾款精練退漿劑進(jìn)行性能比較見表2（按照2.1試驗(yàn)方法），實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其中綜合性能以S-310A最好，其次RAX100較好。

表2 前處理精練劑的各項(xiàng)性能對(duì)比

3.2.2 前處理溫度的選擇

我們選擇精練退漿劑S-310A和RAX100進(jìn)行再生滌綸布前處理溫度的試驗(yàn)，見表3。試驗(yàn)表明：對(duì)選用S-310A進(jìn)行三個(gè)精練溫度條件（95℃、100℃、110℃）下的精練綜合效果分析來看，再生滌綸布比普通滌綸布的前處理工藝溫度（95℃）略微提高，有助于除油性能的改善，以及保證最終布面的染色效果良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，S-310A在精練溫度110℃的效果最好。

表3 精練退漿劑在不同精練溫度下的性能影響

3.3 再生滌綸牛津布的染色工藝的制定

3.3.1 再生滌綸的分散染料選擇

我們根據(jù)再生纖維生產(chǎn)廠家提供的再生滌綸紗線進(jìn)行染色試驗(yàn)來看，其上染速度較普通滌綸紗線要快，因此在選擇分散染料時(shí)，預(yù)先考慮選用適合快速染色或者中高溫區(qū)域內(nèi)容易上色，而且勻染性和覆蓋性良好的分散染料，其中尤為適合的是德司達(dá)的EDT系列的分散染料和部分國(guó)產(chǎn)分散染料（S型或者SE型），這里重點(diǎn)考慮一些染色工藝的制定。

3.3.2 再生滌綸升溫曲線的制定

圖2中是德司達(dá)的分散染料紅玉 ETD300%(1%o.w.f)對(duì)再生滌綸與普通滌綸的上染速率曲線，從圖中可以看出，與普通滌綸相比，再生滌綸能在較低溫度時(shí)完成上染過程，所以在制定再生滌綸染色工藝時(shí)，升溫速率應(yīng)比普通滌綸慢，染色保溫溫度可比普通滌綸低。我們通常生產(chǎn)普通滌綸織物的染色溫度制定為135℃，而再生滌綸織物的染色溫度，我們?cè)O(shè)定在125-130℃范圍內(nèi)。

圖2 再生滌綸與普通滌綸織物上的相對(duì)上染率曲線

3.2.3 染色保溫時(shí)間的制定

圖3是保溫時(shí)間對(duì)分散染料紅玉 ETD300%L(1%o.w.f)的染色深度影響。從圖3可以看出，由于再生滌綸的纖維晶體排列不緊密，同樣時(shí)間內(nèi)再生滌綸織物染色后顏色更深，因此，再生滌綸織物染色時(shí)可以適當(dāng)減少染色時(shí)間。一般普通滌綸織物染色時(shí)間為30min，再生滌綸織物染色時(shí)間為20min。

圖3 保溫時(shí)間對(duì)分散染料紅玉 ETD300%(1%o.w.f)的染色深度影響

因此圖3可以表明再生滌綸的得色量要略大于普通滌綸。所以用相同處方染色，再生滌綸的顏色要比普通滌綸略深。

3.2.4 染液pH 值的制定

普通滌綸用分散染料染色時(shí)，一般pH值控制在4-5，由于pH值的確定主要和染料的結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以，對(duì)于再生滌綸織物的染色，其pH值的控制和普通滌綸基本一致。

3.3 再生滌綸還原清洗工藝的制定

滌綸織物耐堿性差，再生滌綸由于采用可樂瓶回收的再生纖維原料等，其耐堿性更差。所以，再生滌綸織物做還原清洗時(shí)要格外注意清洗液的燒堿用量，表4中是不同pH值的堿液85℃處理20min后再生滌綸的強(qiáng)力保留率。

表4 染色后還原清洗液pH值對(duì)強(qiáng)力的影響

從表4可以看出，當(dāng)pH值大于11以后，再生滌綸的強(qiáng)力損失嚴(yán)重，故我們?cè)谥贫ㄟ€原清洗工藝時(shí)，要控制pH值不超過11，通常片堿用量控制在2g/l。

3.4 再生滌綸面料各項(xiàng)牢度測(cè)試

表5、6分別為選用分散染料紅玉ETD300%在普通滌綸用135℃×30min染色工藝、再生滌綸用125℃×20min工藝條件下，最終織物耐水洗色牢度、耐酸汗?jié)n色牢度和耐光色牢度的測(cè)試結(jié)果。

表5 染色試驗(yàn)后耐水洗色牢度

表6 染色試驗(yàn)后和耐光色牢度

從以上的色牢度測(cè)試結(jié)果可以看出，經(jīng)以上工藝染出的再生滌綸與普通滌綸各項(xiàng)牢度相近。

4 再生滌綸機(jī)織面料的生產(chǎn)實(shí)踐

我們根據(jù)再生滌綸機(jī)織面料的大量試驗(yàn)結(jié)果，選定在高溫高壓卷染機(jī)（無錫永利印染機(jī)械有限公司）上進(jìn)行生產(chǎn)，以下為200D/100F 再生FDY滌綸長(zhǎng)絲的滌綸牛津布生產(chǎn)工藝為例。

4.1 卷染機(jī)前處理工藝

（1）前處理精練退漿液配方：

30%燒堿 g/L 50

高效退漿精練劑S-310A g/L 2.5

螯合分散劑g/L 0.5

110℃ 保溫1-1.5小時(shí)（6-8道），水洗100℃一道、90℃一道 80℃一道，冷洗一道完畢。

（2）工藝曲線圖

4.2 卷染機(jī)染色工藝

（1）分散染料染液配方：

分散藍(lán)2BLN 200% % (o.w.f) 1.82

分散紅F3BS150% % (o.w.f) 0.67

分散黃棕S-ER150% % (o.w.f) 0.12

高溫分散勻染劑LV-435 g/L 0.8

螯合分散劑700JP g/L 0.5

冰醋酸調(diào)節(jié)PH 4-5

染色溫度 125℃，75℃至105℃之間的升溫速率必須控制在1℃/分鐘，升至125℃

后保溫30-40分鐘（2-4道），然后排氣降溫排液，還原清洗。

（2）還原清洗液配方：

液堿 g/L 2

保險(xiǎn)粉 g/L 2

清洗溫度80℃二道

4.3 定型工藝

由于再生滌綸干熱收縮率或沸水收縮率差異較大，在印染加工受熱處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同收縮,會(huì)造成布幅寬窄不一，形成不規(guī)則的條形皺痕，所以再生滌綸比普通滌綸的熱定型工藝控制稍嚴(yán)格，具體定型工藝如下（按八節(jié)烘箱為例）：150℃（二節(jié)）、165℃（二節(jié)）、175℃（四節(jié)）。

5 結(jié)論

5.1 本文討論了再生滌綸纖維自身性能對(duì)染色效果的影響，由于再生滌綸纖維性能比普通滌綸纖維在染整加工過程中更不穩(wěn)定，要求每批再生滌綸面料在染色前需重新復(fù)樣和調(diào)整染色配方。

5.2 對(duì)于再生滌綸機(jī)織面料的前處理工藝的制定，宜選用去油、乳化、滲透和防止?jié){料反沾等性能良好的精練退漿劑S-310A，前處理精練溫度控制在110℃，其效果比較理想。

5.3 對(duì)于再生滌綸機(jī)織面料的分散染料選擇，宜選用適合快速染色或者中高溫區(qū)域內(nèi)容易上色，而且勻染性和覆蓋性良好的分散染料。在染色過程中，75-105℃間的升溫速率控制在1℃/分鐘為最佳。

5.4 再生滌綸機(jī)織面料的染整加工，我們采用在高溫高壓卷染機(jī)上進(jìn)行前處理和染色，必須嚴(yán)格控制布面的折皺和平整度，例如：現(xiàn)場(chǎng)做到干布進(jìn)缸、干布回平、張力均勻、溫控恒定等要求；定型溫度嚴(yán)格控制。

5.5 Recycle PET再生滌綸面料在未來的能源利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)過程中，具有很大的發(fā)展空間。本文提出一些改善再生滌綸面料在染整過程中的染色均勻性、布面平整、批差等問題，為再生滌綸面料的染整開發(fā)提供了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

[1] 許暢等.再生滌綸針織面料的染整工藝[J] .針織工業(yè).2012(8)：30-32.

[2] 趙 濤.染整工藝與原理[M].北京：中國(guó)紡織出版社.2009.

[3] 吳 立.染整工藝設(shè)備[M].北京：中國(guó)紡織出版社.1993.