循環(huán)可再生錦綸織物的前處理工藝

沈 俊

（盛虹集團有限公司，江蘇蘇州 215228）

當(dāng)今社會早已邁入工業(yè)化時代，伴隨著工業(yè)化進程的發(fā)展，廢氣、廢物等污染呈現(xiàn)愈演愈烈的趨勢，環(huán)保形勢不容樂觀。同時，各種資源在過度開發(fā)下已經(jīng)日漸萎縮，尋找新的可利用資源已經(jīng)迫在眉睫。近年來，隨著人們生活水平的逐步提高，綠色環(huán)保理念已越發(fā)深入人心，資源再生技術(shù)的出現(xiàn)為廢物利用和資源節(jié)約的實現(xiàn)打開了一扇大門。

目前，錦綸占用了以石油基為原料生產(chǎn)的己內(nèi)酰胺總消費量的75%，錦綸66 的合成則占用了以石油基為原料生產(chǎn)的己二酸全球總產(chǎn)量的73%［1］。在全球石油資源面臨枯竭的今天，以石油工業(yè)為基礎(chǔ)的錦綸產(chǎn)業(yè)面臨著巨大的壓力，對廢舊錦綸制品進行回收再生成為當(dāng)下的熱門話題。

DSM 公司［2］、DuPont 公司［3］等一大批國際龍頭企業(yè)的參與設(shè)計和開發(fā)為再生錦綸提供了技術(shù)支持，Inditex、M&S、H&M 等服裝零售巨頭對再生產(chǎn)品的青睞也為再生錦綸產(chǎn)品帶來了廣闊的市場。在當(dāng)前的大環(huán)境下，完整的錦綸循環(huán)回收產(chǎn)業(yè)鏈已逐步形成，通過收集廢舊地毯、工程塑料、安全氣囊等措施循環(huán)利用并提純生產(chǎn)再生錦綸，在紡織品中的應(yīng)用比例越來越大，這也對各印染企業(yè)應(yīng)對再生錦綸的生產(chǎn)加工新形勢提出了新的要求。

1 實驗

1.1 織物規(guī)格

原生錦綸和兩種不同比例再生錦綸尼絲紡織物的規(guī)格如下：（1）原生錦綸（以下簡稱PA-1），門幅為162 cm，經(jīng)緯密度為80 T/cm×66 T/cm、N20D/24F FD/FDY×N20D/24F FD/FDY，單位長度質(zhì)量為58 g/m；（2）再生比例為50%的錦綸（以下簡稱PA-2），門幅為162 cm，經(jīng)緯密度為81 T/cm×66 T/cm、N20D/24F FD/FDY×N20D/24F FD/FDY，單位長度質(zhì)量為59 g/m；（3）再生比例為100%的錦綸（以下簡稱PA-3），門幅為162 cm，經(jīng)緯密度為80 T/cm×65 T/cm、N20D/24F FD/FDY×N20D/24F FD/FDY，單位長度質(zhì)量為58 g/m。

1.2 儀器

電子天平（成都普瑞遜電子有限公司），溢流染色機（海寧亞東機械有限公司），SUPERMAT 金剛砂小樣染色機、全自動滴液機（宏益科技股份有限公司），計算機測色配色儀（美國Datacolor 公司），SW-24 型耐洗色牢度試驗機、摩擦色牢度儀（寧波大禾儀器有限公司），耐汗?jié)n色牢度測試儀（蘇州瑞東檢測儀器有限公司），GT-TCS-2000 電腦系統(tǒng)拉力試驗機（高鐵檢測儀器公司），F(xiàn)X3750 落錘式織物撕裂儀（瑞士TEXTEST 公司），H5KS 單臂強力試驗機（美國Tinis Olsen 公司），CAC-120 標準光源箱（英國Verivide公司）。

1.3 染料與助劑

染料：酸性藏青W-BR（東陽市環(huán)?；び邢薰荆?，酸性橙RXL（蘇州工業(yè)園區(qū)天時工貿(mào)有限公司），酸性棗紅BS（金華雙宏化工有限公司）。

助劑：純堿（吳江市華龍化工有限公司），退漿劑TF-127HA、分散劑TF-133F、酸性勻染劑TF-217CA（浙江傳化集團有限公司），50%冰醋酸（吳江索普化工有限公司）。

1.4 實驗方法

1.4.1 堿減量

對3 種錦綸尼絲紡織物按照生產(chǎn)加工的常用工藝進行堿減量處理：純堿2 g/L，TF-127HA 0.6 g/L，TF-133F 0.6 g/L，溫度95 ℃，時間40 min。

1.4.2 染色

取經(jīng)過堿減量處理的錦綸尼絲紡織物進行染色實驗：織物2 g，染料y，冰醋酸2 g/L，TF-217CA 2 g/L，浴比1∶25。工藝曲線如下：

1.4.3 定形

取3 種染色后的錦綸尼絲紡織物進行定形：溫度160 ℃，時間50 s。

1.5 測試

1.5.1 堿減量率

堿減量率的計算公式如下：

式中，m1為未經(jīng)堿減量處理的錦綸尼絲紡織物烘干后的質(zhì)量；m2為錦綸尼絲紡織物經(jīng)堿減量處理后烘干的質(zhì)量。

1.5.2 堿減量收縮率

取未經(jīng)堿減量處理的錦綸尼絲紡織物，沿經(jīng)緯向畫邊長為10 cm 的正方形，在距離正方形邊框外側(cè)1 cm 處將正方形剪下，經(jīng)堿減量處理后取出并平鋪晾干，分別量取經(jīng)向和緯向邊框的長度，經(jīng)向長度記L1，緯向長度記L2，經(jīng)向和緯向堿減量收縮率計算公式如下：

1.5.3 撕破強力

依據(jù)GB/T 3917.1—2009《紡織品 織物撕破性能第1 部分：沖擊擺錘法撕破強力的測定》對錦綸尼絲紡織物堿減量處理前后的樣布進行測試和評價。

1.5.4 斷裂強力和斷裂伸長率

依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》對錦綸尼絲紡織物堿減處理量前后的樣布進行測試和評價。

1.5.5 接縫強力

依據(jù)GB/T 13772.1—2008《紡織品 機織物接縫處紗線抗滑移的測定第1 部分：定滑移量法》對錦綸尼絲紡織物堿減量處理前后的樣布進行測試和評價，此處定滑移量選擇6 mm。

1.5.6 耐皂洗色牢度

依據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》對錦綸尼絲紡織物染色后的樣布進行測試和評價，此處選用C 法。

1.5.7 耐汗?jié)n色牢度

依據(jù)GB/T 3922—2013《紡織品 色牢度試驗 耐汗?jié)n色牢度》對錦綸尼絲紡織物染色后的樣布進行測試和評價，通常由于堿性汗?jié)n結(jié)果低于酸性汗?jié)n結(jié)果，此處只參考堿性汗?jié)n結(jié)果。

1.5.8 耐摩擦色牢度

依據(jù)GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》對錦綸尼絲紡織物染色后的樣布進行測試和評價。

2 結(jié)果與討論

2.1 堿減量率及收縮率

3 種錦綸尼絲紡織物的堿減量率和經(jīng)堿減量處理后的織物收縮率如表1 和表2 所示。由表1 可以看出，經(jīng)同等堿減量條件處理后，再生錦綸尼絲紡織物的堿減量率比原生錦綸略低，且隨著再生比例的增加呈下降趨勢。

表1 不同再生比例錦綸尼絲紡織物堿減量率

由表2 可以看出，經(jīng)同等堿減量條件處理后，再生錦綸尼絲紡織物的堿減量收縮率與原生錦綸尼絲紡織物接近，且隨著再生比例的增加，堿減量收縮率基本保持不變。另外，此次所選織物經(jīng)緯向堿減量后的收縮不一致，這主要是由于織物本身組織結(jié)構(gòu)不同，而這一情況對后續(xù)機械強力的測試也將產(chǎn)生一定程度的影響。

表2 不同再生比例錦綸尼絲紡織物堿減量收縮率

綜上所述，在同等堿減量條件下，再生錦綸尼絲紡織物的堿減量收縮率與原生錦綸基本相似，但其耐堿性好于原生錦綸尼絲紡織物。

2.2 物理性能

由表3 可以看出，再生錦綸尼絲紡織物的撕破強力大于原生錦綸尼絲紡織物，且隨著再生比例的增加，撕破強力呈上升趨勢；在經(jīng)同等堿減量條件處理后，再生錦綸尼絲紡織物的撕破強力下降幅度與原生錦綸尼絲紡織物基本相似。

表3 不同再生比例錦綸尼絲紡織物堿減量處理前后的撕破強力

由表4 可以看出，再生錦綸尼絲紡織物經(jīng)向的斷裂強力和斷裂伸長率高于原生錦綸尼絲紡織物，且隨著再生比例的增加，斷裂強力和斷裂伸長率呈上升趨勢；在經(jīng)同等堿減量條件處理后，再生錦綸尼絲紡織物的斷裂強力下降幅度與原生錦綸尼絲紡織物基本相似，而斷裂伸長率下降幅度略大于原生錦綸尼絲紡織物。

表4 不同再生比例錦綸尼絲紡織物堿減量處理前后的斷裂強力和斷裂伸長率

由表5 可以看出，再生錦綸尼絲紡織物的接縫強力比原生錦綸尼絲紡織物強，但由于測試標準的限制，再生錦綸比例的提升對接縫強力的影響未比較出來。

表5 不同再生比例錦綸尼絲紡織物堿減量處理前后的接縫強力

綜上可以看出，與原生錦綸尼絲紡織物相比，在同等堿減量處理條件下，再生錦綸尼絲紡織物的機械性能更加優(yōu)越，這使得再生錦綸尼絲紡織物制成成衣后可以獲得更好的服用效果。

2.3 色光變化

為了更好地觀察色光的變化情況，染色配方選用色光變化比較明顯的深灰色配方，詳細配方如表6所示。

表6 3種錦綸尼絲紡織物染色用深灰色染料配方

對經(jīng)堿減量處理后的兩種不同再生比例錦綸尼絲紡織物和原生錦綸尼絲紡織物進行染色、定形，室溫冷卻24 h，再用計算機測配色儀進行電腦測色，具體數(shù)據(jù)如表7所示。

表7 不同再生比例錦綸尼絲紡織物染色測色數(shù)據(jù)

由表7 可以看出，再生錦綸尼絲紡織物與原生錦綸尼絲紡織物經(jīng)相同堿減量處理，經(jīng)相同工藝、相同配方染色后，再生錦綸尼絲紡織物的顏色比原生錦綸尼絲紡織物略偏深、偏黃，且隨著再生錦綸比例的增加，偏黃有少量增加。再生比例為100%的錦綸尼絲紡織物與原生錦綸尼絲紡織物的DE 值為0.34，而一般染廠要求DE 值在0.6 以內(nèi)，即視為色差值在可接受范圍，由此可見，再生錦綸尼絲紡織物染色性能符合染廠對于色差范圍的要求。

2.4 染色牢度

對經(jīng)堿減量處理后的兩種不同再生比例錦綸尼絲紡織物和原生錦綸尼絲紡織物進行染色、定形，測得耐皂洗色牢度如表8所示。

表8 不同再生比例錦綸尼絲紡織物染色后的耐皂洗色牢度

對經(jīng)堿減量處理后的兩種不同再生比例錦綸尼絲紡織物和原生錦綸尼絲紡織物進行染色、定形，測得耐汗?jié)n色牢度如表9所示。

表9 不同再生比例錦綸尼絲紡織物染色后的耐汗?jié)n色牢度

對經(jīng)堿減量處理后的兩種不同再生比例錦綸尼絲紡織物和原生錦綸尼絲紡織物進行染色、定形，測得耐摩擦色牢度如表10所示。

表10 不同再生比例錦綸尼絲紡織物染色后的耐摩擦色牢度

由表8～10 可以看出，再生錦綸尼絲紡織物與原生錦綸尼絲紡織物經(jīng)相同工藝處理后，其耐皂洗色牢度、耐汗?jié)n色牢度、耐摩擦色牢度均相同。這說明再生錦綸尼絲紡織物的染色牢度能夠達到原生錦綸尼絲紡織物的效果。

3 結(jié)論

（1）在相同堿減量條件下，再生錦綸尼絲紡織物堿減量率低于原生錦綸尼絲紡織物，這使得再生錦綸尼絲紡織物與原生錦綸尼絲紡織物相比有更好的耐堿性。

（2）在相同堿減量條件下，再生錦綸尼絲紡織物的堿減量收縮率與原生錦綸尼絲紡織物基本接近，這使得再生錦綸尼絲紡織物經(jīng)染整加工后可以取得與原生錦綸尼絲紡織物相似的布面風(fēng)格。

（3）在相同堿減量條件下，再生錦綸尼絲紡織物的撕裂強力、拉伸斷裂強力、接縫強力等機械強力均優(yōu)于原生尼絲紡織物，這使得再生錦綸尼絲紡織物擁有更好的服用功能。

（4）在相同染色條件下，再生錦綸尼絲紡織物的色光與原生錦綸尼絲紡織物接近，色差值在染廠可接受范圍內(nèi)。

（5）在相同染色條件下，再生錦綸尼絲紡織物的耐皂洗、耐汗?jié)n等色牢度與原生尼絲紡織物保持一致，這使得染廠可以使用原有染料體系對再生錦綸產(chǎn)品進行工藝開發(fā)，降低了生產(chǎn)開發(fā)難度。