国产标准型莱赛尔纤维在针织领域应用开发

薛立伟，高新，王志鹏，穆冠涛，房迪

（新乡市（中国纺织科学研究院）中原分院 河南新乡 453000）

引言

莱赛尔纤维是纺织行业未来可持续发展方向上最重要的纤维原料之一，是行业公认的最具发展前景的纤维品种，莱赛尔纤维产业也因此获得了更多的关注和投入。目前全球莱赛尔纤维产业正处在蓬勃发展的快速扩张阶段，伴随产能的高速增长，市场应用空间的匹配也面临着巨大的挑战。对于纺织行业的传统纤维原料棉花、聚酯、粘胶等，以及近十年快速上升的锦纶纤维都已经有了专属应用领域，反观莱赛尔纤维下游诸多应用领域还都是空白待开发状态，究其原因主要有以下四个方面：一是供应总量仍然相对较少；二是纤维价格长期相对较高；三是应用开发不充分；四是相关的纤维性能与应用缺少系统性数据。因此，莱赛尔纤维的产业发展逻辑应该从当下的“产业工程化”调整过渡到“产品精细化”，这样才更利于产业的高质量发展。基于以上的定位，应该重点开展纤维的质量提升、品种增加、应用开发及拓展、纤维应用生态链打造，以上工作的开展一定要突出系统性、示范引领性、客观准确性。重点聚焦纤维的应用评价、应用开发、应用推广，切实地评价纤维的好不好用，解决现阶段的“怎么好用”及“怎么多用”的问题。

对于莱赛尔纤维，兼具诸多优点的同时也存在着一个特别严重的缺点，那就是原纤化问题，原纤化是指莱赛尔纤维由于纺丝工艺的特殊性，纤维聚集态结构上存在很多微原纤，微原纤间以作用力很弱的氢键相连接，在湿态和剪切等机械作用下很容易出现微原纤在纤维主干上的分离，形成纤维主干出现微原纤分叉现象[1]，表现在面料上为洗涤后布面“显旧”现象，造成消费者对纺织品的不良使用体验。基于这一缺陷，兰精公司等莱赛尔纤维生产企业开发了交联型莱赛尔纤维，通过在纤维生产的后道工序增加交联环节，使微原纤间通过交联剂的化学键链接，进而减少或者杜绝原纤化。但是由于引入交联工序之后会带来纤维生产成本的增加，相关交联型纤维的销售价格相对标准型莱赛尔纤维会上涨7000元/吨以上。标准型莱赛尔纤维仍然是莱赛尔纤维产业的主流，约占目前全球莱赛尔纤维总量的90%，而未来3～5年这一比例也不会出现明显的变化，这主要是因为：1）莱赛尔纤维的新上项目大概率会以技术难度相对较低的标准型莱赛尔纤维作为首推产品。2）从增长的角度，莱赛尔纤维的定位还是要作为棉花和粘胶纤维的替代和升级品，这需要莱赛尔纤维具备有一定的价格优势，低原纤化型莱赛尔纤维由于较高的生产成本在此方向上存在较大障碍。因此标准型莱赛尔纤维的应用开发是打开产业市场空间的关键。

针对标准型莱赛尔纤维之前的主推应用领域是休闲类、牛仔类面料，因为这些应用领域对于面料的“洗旧”要求不高，甚至原纤化的效果更丰富了相关领域需求，而在高档梭织、针织、高档家纺领域则很少使用标准型莱赛尔纤维，在这些领域未见到纤维生产企业的大力推广和鼓励使用，很多下游企业也规避相关开发方向，相关的应用开发文献也缺少系统性数据参考，因此针对以上问题，文章聚焦标准型莱赛尔纤维在针织领域的应用，对标准型莱赛尔纤维与棉混纺针织面料进行系统的应用开发和评价，以期得到准确的应用数据，为莱赛尔纤维在针织领域拓展应用提供数据支撑。

1 试验材料及设备

1.1 试验材料

纱线规格：50S国产标准型莱赛尔（中纺绿纤·希赛尔）/棉混纺纱（50%希赛尔，50%棉），紧密赛络纺、正常捻度。

面料规格：成品面料为200g/m2，36g双面布。包括白色、浅绿色、浅粉色、浅蓝色和黑色，共5种颜色。

试剂：烧碱，纯碱，元明粉，双氧水，冰醋酸，柔软剂DM-3255（广东德美精细化工有限公司），螯合分散剂DM-8106（广东德美精细化工有限公司），抛光酶D400（苏州联胜化学有限公司），去油精炼剂A8（宁波米杰纺织材料有限公司），防皱剂C-652（苏州联胜化学有限公司），活性染料（浙江闰土股份有限公司），匀染剂DM-2212G（广东德美精细化工有限公司），除氧酶DM-8695（广东德美精细化工有限公司），皂洗剂DM-1516（广东德美精细化工有限公司）。

1.2 生产设备

PULSAR型针织圆纬机，588A型松布机， LS-AT-30型溢流染色机，Y2088型拉幅定型机。

2染整工艺

2.1 练漂前处理

通常情况下，对于针织面料染整处理时的浴比一般在1∶5～1∶10，考虑到标准型莱赛尔纤维在湿态下受到机械外力时容易产生原纤化，为尽量减少染整加工时出现的外力影响，本次工艺选取了浴比1∶10，具体工艺曲线图见图1。

图1 练漂前处理工艺曲线

浴比 1∶10

烧碱 5.0% owf

双氧水 10% owf

去油精炼剂A8 0.4% owf

防皱剂C-652 1.0% owf

2.2酶处理

采用抛光酶处理可消除染整加工中标准型莱赛尔纤维劈裂出的微原纤，保证面料表面的光洁[2]。酶处理后进一步将酶灭活，即温度升至85℃，保温运行15min，酶灭活后染色。

抛光酶D400 0.5% owf

除氧酶DM-8695 0.2% owf

pH（HAc调节） 4～5

处理时间 40min

处理温度 45℃

2.3染色

活性染料有低温、中温和高温三种类型，本工艺采用中温性活性染料进行染色，其染色温度为40℃，固色温度为60℃，具体工艺曲线图见图2。

图2 染色工艺曲线

元明粉 8% owf

纯碱 5% owf

匀染剂DM-2212G 0.5% owf

螯合分散剂DM-8106 5% owf

防皱剂C-652 2% owf

活性染料 0.5%～2% owf

2.4 皂洗

皂洗剂DM-1516 0.1% owf

温度 85℃

处理时间 10min

2.5 后整理

面料的后整理采用柔软定型处理。在定型机浸布槽中加入3% owf 的柔软剂，定型机定型速度为30m/min，定型温度为165℃。

3 面料的服用性能评价及原纤化表征

3.1 针织面料服用性能评价标准

耐水色牢度的测定参照标准GB/T 5713-2013 《纺织品 色牢度试验 耐水色牢度》，耐汗渍色牢度的测定参照标准GB/T 3922-2013 《纺织品 色牢度试验 耐汗渍色牢度》，耐湿摩擦色牢度的测定参照标准GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》，水洗尺寸变化率的测定参照标准GB/T 8630-2013《纺织品 洗涤和干燥后尺寸变化的测定》，洗后扭曲的测定参照标准《针织成品布》的6.10条款，起毛起球性能的测定参照标准GB/T 4802.1-2008 《纺织品 织物起毛起球性能的测定 第1部分：圆轨迹法》，成品面料的评级参照标准GB/T 22848-2009《针织成品布》。

3.2 面料的原纤化表征

目前，对莱赛尔纤维的原纤化表征有多种方法，但无论哪种表征方法都有一定的局限性，因此莱赛尔行业尚未形成统一的表征方法。原纤化现象的观察视角可分为微观视角和宏观视角。微观视角的表征是通过扫描电镜对原纤化的纤维进行观察，表征方法为原纤化指数法[3]，宏观视角的表征是对纱线或者面料的原纤化程度进行判定，表征方法有洗旧值法[4]、烧毛等级评价法[5]。在对面料的原纤化进行观察和表征时，文章将不同水洗次数的面料进行对比，采用扫描电镜从微观视角观察不同水洗次数面料表面的原纤化表现，通过目测并参照烧毛评定法从宏观视角表征面料的原纤化程度，见表1。

表1 烧毛等级评定法

4 面料的检测结果与讨论

4.1 面料的服用性能评价

不同颜色的针织面料服用性能检测数据如表2所示。根据国家标准《针织成品布》对纤维素材料的双面针织成品布的要求，可将面料分为优等品、一等品、合格品等不同等级。标准中优等品的色牢度需达到3级以上，5种颜色的面料中，除黑色面料外，其他面料均达到要求，一等品的色牢度需在2级以上，黑色面料的耐湿摩擦色牢度为2-3级，黑色面料在色牢度方面满足一等品的要求，相较于纯纺莱赛尔面料不高于2级的耐湿摩擦色牢度[6]，混纺面料在耐湿摩擦色牢度性能上有明显改善。

表2 针织面料服用性能指标

在起毛起球、洗后扭曲和顶破强力等性能方面，5种颜色的面料均达到优等品的等级。在水洗尺寸变化率方面，一等品的要求为直向变化率在-7.0%～+3.0%范围内，横向变化率不超过-9.0%～+2.0%，从表中数据可以看出所有面料都可以达到一等品的要求。在对成品面料综合性能进行评级时，按面料最低一项评级，因此5种颜色的针织面料都可评为一等品。

4.2 面料的原纤化表征

4.2.1水洗后面料的原纤化等级评定

图3为白色面料经不同次数水洗后的起毛程度对比。水洗1次时，面料表面光洁，根据烧毛等级评定法，面料的原纤化等级为5级，在经过5次及以上的水洗后，面料表面出现少许绒毛，原纤化等级变为4-5级。这是由于经过多次水洗后，部分希赛尔纤维在湿态和剪切等机械作用下劈裂出的微纤增加了面料的绒毛感，但是面料的起毛程度轻微，未出现所谓的洗旧或者严重起毛的现象。

图3 不同水洗次数的白色面料起毛程度对比

为进一步分析不同颜色针织面料水洗后的外观表现情况，分别将浅绿色面料和黑色面料进行水洗，浅绿色面料的不同水洗次数对比效果如图4所示，从起毛程度看，绿色面料在水洗前后没有出现特别的起毛情况，按照烧毛等级评定法对面料的原纤化情况进行评级，水洗前后浅绿色面料的原纤化等级都为5级，原纤化对绿色面料的表面光洁度等影响较小。

图4 浅绿色面料不同水洗次数的起毛程度对比

图5为黑色面料不同水洗次数的外观情况，从面料起毛情况看，黑色面料经过1次水洗后有绒毛感，其原纤化等级为4-5级，在经5次水洗和9次水洗后，在可视范围内，面料的毛羽密集程度和毛羽长度没有明显变化，原纤化等级仍为4-5级。从颜色深度的变化情况看，与1次水洗的面料相比，经过5次以上的水洗后，面料的颜色变浅，出现了轻微的洗旧现象，但与其它纯棉面料洗旧表现接近（如图6所示）。

图5 黑色面料不同水洗次数的起毛程度对比

图6 纯棉面料不同水洗次数的起毛程度对比

因此，可初步得到结论，50/50希赛尔/棉混纺针织面料在染浅色时，原纤化对面料的外观影响不明显，染深色时，由于希赛尔纤维劈裂的微纤在漫反射作用下会使面料的颜色变浅，也仅出现轻微洗旧现象，且与纯棉深色面料洗旧表现接近。

4.2.2水洗后面料的原纤化表征

图7、图8和图9分别为不同水洗次数的白色、浅绿色和黑色面料的SEM照片。从图中面料的原纤化对比效果可以看出，三种颜色的面料原纤化情况变化规律相同，即随着水洗次数的增多，面料的原纤化现象越来越明显。对比水洗面料的照片与其SEM图可以看出，虽然希赛尔纤维的原纤化越来越严重，但面料的整体外观几乎不受影响，这是由于希赛尔纤维劈裂出的微纤尺寸通常在2微米以下[7]，这种尺寸的少量微纤对针织面料表面光洁度的影响较小。不仅如此，采用混纺纱织造的面料由于棉纤维的存在可以进一步降低这种原纤化表现的影响，如图10所示，面料经9次水洗后，其中的希赛尔纤维、微原纤、棉纤维的状态。

图7 不同水洗次数的白色面料SEM（200倍）

图8 不同水洗次数的浅绿色面料SEM（200倍）

图9 不同水洗次数的黑色面料SEM（200倍）

图10 水洗9次的白色面料SEM（3000倍）

4.3 小结

国产标准型莱赛尔（希赛尔）/棉/50/50混纺针织面料相关服用检测指标达到一等品标准及以上，其中抗起毛起球、洗后扭曲以及顶破强力等性能达到优等品标准，表明将标准型莱赛尔纤维应用于混纺针织面料有较好的服用性能。

不同水洗次数的面料起毛现象差异不大，经过多次水洗后，面料未出现严重起毛现象。希赛尔/棉混纺面料染中浅色时，原纤化的希赛尔纤维对面料的外观影响较小，染深色时，洗涤9次后出现轻微洗旧现象。经过水洗后，面料中的希赛尔纤维出现原纤化，而原纤化所形成的微原纤直径在1微米左右，很难被视觉感知，棉纤维的加入可以进一步降低原纤化对面料带来的视觉影响。

5 结论

针对国产标准型莱赛尔纤维的针织领域应用开发与评价，采用50s标准型莱赛尔纤维（希赛尔）/棉（50/50）紧密赛络纺混纺纱进行针织面料产品的开发，介绍了面料的染整加工工艺，并对成品面料服用性能，尤其是原纤化可能造成的影响进行了评价。

参照烧毛等级评定法对水洗面料进行评级，不同水洗次数的面料起毛程度差异不大，水洗次数对面料的原纤化评级影响较小。但是水洗次数对深色面料的颜色有轻微的影响，白色、浅绿色、浅粉色、浅蓝色等面料经过多次水洗后颜色变化不明显，而黑色面料经过5次以上的水洗后出现轻微洗旧现象。因此标准型莱赛尔纤维在混纺针织面料中添加比例可以达到50%，可用于浅色产品的应用开发，在染深色时需考虑标准型莱赛尔纤维的原纤化问题对面料颜色的影响。

对面料的服用性能进行评价，面料在耐水色牢度、耐汗渍色牢度、顶破强力、抗起毛起球以及洗后扭曲等指标方面达到优等品的标准，在耐湿摩擦色牢度和水洗尺寸变化率性能方面达到一等品标准，其综合服用性能评价为一等品，混纺针织面料的服用性能较好。