天然彩棉織物風(fēng)格雅致，穿著舒適，且無需經(jīng)過漂白，染色等傳統(tǒng)處理，減少污染，節(jié)約能源，降低損耗，因而它被譽為“綠色纖維”，特別適合于制作與皮膚接觸的各種內(nèi)衣，嬰幼兒用品等。彩棉的雜質(zhì)色素主要存在于棉籽殼中。這些雜質(zhì)和漿料影響了人們穿著，所以必須要解決去茸毛，除雜，手感粗糙，服用性能差等問題。在加工中和白棉織物一樣，彩棉也需要經(jīng)過燒毛，退漿，精練，絲光，抗皺，柔軟，定型等過程。
采用傳統(tǒng)的煮練和漂白方法去除雜質(zhì)，會導(dǎo)致纖維色素消失。紡織生態(tài)的方法，主要是利用生物酶對某種天然物質(zhì)催化降解的專一性，高效性和處理條件的溫和性，共同攻擊棉纖維雜質(zhì)的薄弱部分，通過破壞覆蓋在纖維初生胞壁表面的連續(xù)性，創(chuàng)造各自接近底物的條件，形成復(fù)合物進(jìn)行催化降解，已經(jīng)降解的部分形成微孔和裂縫，有利于生物酶的進(jìn)一步滲透和潔凈底物進(jìn)行催化，雜質(zhì)之間和雜質(zhì)與纖維的各種束縛力得到松弛，形成“崩解”效應(yīng)，已經(jīng)降解的雜質(zhì)附著在纖維的表面，再通過乳化，分散和充分的洗滌，從纖維上脫除。
但是彩棉與普通白棉一樣都容易起皺變形，因此必須經(jīng)過一些生態(tài)整理的方法使其服用性能提高。普通的樹脂雖然可以很大提高織物的抗皺免燙效果，但是存在甲醛釋放問題，不利于環(huán)保。目前解決彩棉的抗皺問題可采用無甲醛或低甲醛整理劑，檸檬酸及殼聚糖等方法。本問著重討論了利用殼聚糖這種天然的綠色抗皺整理劑對彩棉進(jìn)行抗皺整理，可以認(rèn)為是整理液處理到織物上，經(jīng)焙烘后在纖維無定形區(qū)形成沉淀，靠機械摩擦作用或氫鍵改變了纖維大分子或基本結(jié)構(gòu)單元的相對滑動，給予織物抗皺性。且在作抗皺整理前采用適當(dāng)?shù)睦w柔酶處理，可大大提高彩棉織物的潤濕性及表面光潔度，折皺回復(fù)角也有較大提高。
1實驗部分
1.1實驗材料.儀器及藥品
1.1.1材料:
試樣:天然棕色彩棉機織坯布
1.1.2儀器及設(shè)備
實驗小軋車烘箱DC電腦測色儀YG542型織物折皺回復(fù)性測試儀YG026M-250型電子織物強力機燒杯溫度計
1.1.3藥品:
生物酶BTM；纖柔酶L；殼聚糖醋酸溶液(黏度為:600mpa.s)；催化劑Mgcl2；滲透劑JFC等
1.2測試
1.2.1色差
以坯布為標(biāo)樣，以各階段整理后的織物為批次樣，在DC電腦測色儀上測3次，取平均值
1.2.2物理機械性能
干態(tài)折皺回復(fù)角（緩彈）按GB/T3819-1997《紡織品織物折痕回復(fù)性的測定》垂直法測定，以“經(jīng)+緯”表示
斷裂強力按GB/T3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能第一部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定，按下式計算織物斷裂強力保留率：
斷裂強力保留率/%= | 整理后織物的斷裂強力（J+W） | ×100 | |
整理前織物的斷裂強力（J+W） | |||
1.3生態(tài)整理工藝設(shè)計
1.3.1前處理酶工藝設(shè)計
前處理生物酶BTM是含多種酶制劑的復(fù)配產(chǎn)品，此工藝能將傳統(tǒng)的退漿精練兩步法工藝合并為退煮一步法工藝從而縮短前處理時間。它能去除棉纖維中的非纖維素雜質(zhì)包括天然雜質(zhì)和加工過程中的漿料，達(dá)到可靠的潤濕性能確保后道工序的處理效果。工藝流程及條件如下：
浸軋（BTM酶Xg/l，JFCYg/l，PH：7-8，軋液溫度：50-60℃，二浸二軋，軋余率100%）→堆置（時間Z小時）→后處理
對于生物酶BTM做彩棉前處理，從助劑廠家的推薦以及所查資料中，經(jīng)分析分別從生物酶的濃度、堆置時間和滲透劑用量作為正交實驗因素來探討前處理最佳工藝。正交實驗表如表1
表1實驗因素及水平
BTM酶濃度（g/l) | 6 | 8 | 10 | 12 |
堆置時間（h) | 4 | 10 | 15 | 20 |
滲透劑（g/l) | 2 | 3 | 4 | 5 |
討論：由前面的正交實驗得出的數(shù)據(jù)中，經(jīng)過分析與比較和最終優(yōu)化，得出的最佳工藝為BTM酶用量12g/l，堆置時間15小時，滲透劑JFC5g/l，其它條件同2.3.1中的工藝參數(shù)。從表二中可以看出，經(jīng)過酶處理過的天然彩棉織物顏色變深變暗，這是由于酶處理能在去除纖維表面包裹的漿料前提下而不影響天然彩棉本
1.3.2后整理工藝設(shè)計：
1.3.2.1殼聚糖抗皺整理工藝：
用3%的醋酸溶解殼聚糖，取不同濃度配成整理液，加入JFC2g/lMgcl2Xg/l
工藝流程：浸軋（二浸二軋軋余率100%）→預(yù)烘（80℃5min）→焙烘（X℃Ymin）
經(jīng)分析從殼聚糖用量，催化劑用量，焙烘溫度，焙烘時間作為實驗的因素作四因素四水平的正交實驗，正交試驗表如表4
表4正交實驗因素及水平
殼聚糖用量（%） | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 |
催化劑濃度（g/l） | 5 | 10 | 20 | 30 |
焙烘溫度（℃） | 150 | 160 | 170 | 180 |
焙烘時間（min） | 1 | 2 | 3 | 4 |
正交實驗結(jié)果如表5
表5殼聚糖整理結(jié)果數(shù)據(jù)表
討論：表5中極差R的值反映了相應(yīng)因素對評價指標(biāo)影響的大小.極差值越大表明該因素對指標(biāo)影響越大.(1)以折皺回復(fù)角為評價指標(biāo)時，得出4因素影響折皺回復(fù)角由主到次的順序依次為殼聚糖濃度、焙烘時間、催化劑用量、焙烘溫度．折皺回復(fù)角越大說明織物抗皺性越好.因此以折皺回復(fù)角為評價指標(biāo)得到的優(yōu)化工藝為A1B3C4D1；(2)以色差△E為評價指時，RA>RC>RD>RB，四因素影響色差有主到次的順序為殼聚糖濃度、焙烘溫度、焙烘時間、催化劑用量。因此以色差為評價指標(biāo)得到的優(yōu)化工藝為A2B3C1D1。
（1）殼聚糖濃度對整理效果的影響：由實驗可以看出殼聚糖濃度在0.05%時彩棉織物折皺回復(fù)角有普遍提高，隨著殼聚糖濃度增加，折皺回復(fù)角有所下降，這是因為整理劑濃度太高使整理劑無法滲透到纖維內(nèi)部，造成表面涂布現(xiàn)象，使纖維無法與整理劑充分反應(yīng)，且濃度提高，織物手感變硬。
（2）催化劑濃度對整理效果的影響：由實驗得出，催化劑濃度不同
（3）焙烘溫度和時間對整理效果的影響：由實驗得出180℃焙烘1min所得到的織物折皺回復(fù)角比160℃焙烘2min要好一些；但溫度較高，織物的折皺回復(fù)性雖有所提高，強力損傷也較大。
因此以織物折皺回復(fù)角為主要評價指標(biāo)，綜合強力，色差等因素，最終得出的優(yōu)化工藝為：A1B3C2D1即織物經(jīng)0.05%殼聚糖處理，用20g/lMgcl2作催化劑在160℃焙烘1min，免燙性能有較大提高。
2.3.2.2彩棉的柔軟和拋光整理
彩棉織物在用殼聚糖處理后，抗皺性能有所提高，但彩棉的潤濕性下降，呈拒水性，且手感一般，因此我們采用纖柔酶處理來解決抗皺整理后彩棉的潤濕性，柔軟，紋路及表面光潔度的問題。纖柔酶是一種由非病原的微菌在水中發(fā)酵而成的液體纖維素，它可使織物起毛起球量減少，手感更柔軟與光滑，織物更具光澤和鮮艷。從助劑廠家的推薦工藝及所查資料中，彩棉織物用纖柔酶處理的工藝流程及條件如下圖所示（其中處理液的浴比為1：15，PH：4.5～5.5）
經(jīng)分析從纖柔酶用量，滲透劑用量，處理時間作為實驗的因素做四水平三因素的正交實驗，正交實驗表如表3
表3實驗因素及水平
纖柔酶用量(%) | 1 | 2 | 3 | 4 |
滲透劑(g/l) | 1 | 2 | 3 | 4 |
時間（min) | 30 | 40 | 50 | 60 |
通過正交實驗，最后得出的優(yōu)化工藝為：纖柔酶用量4%(o.w.f)，滲透劑3g/l,處理時間60min
1.3.2.3后整理優(yōu)化工藝設(shè)計：
實驗分為兩組：第一組是先對彩棉機織物作抗皺整理，再作纖柔酶處理；第二組是先對彩棉織物作纖柔酶處理，最后再作抗皺整理。（其中纖柔酶處理棉織物的工藝條件為：纖柔酶用量4%(o.w.f)，JFC3g/l,45～55℃，60min；殼聚糖處理棉織物的工藝條件為：殼聚糖0.05%，滲透劑JFC2g/l,Mgcl220g/l,焙烘溫度160℃,焙烘時間1min)
兩組實驗結(jié)
表4兩組實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表
指標(biāo) | 第一組 | 第二組 |
折皺回復(fù)角(°):Ｊ+Ｗ | 164.5 | 186.4 |
色差△E: | 4.12 | 3.36 |
強力保留率(%):Ｊ+Ｗ | 70 | 66 |
從表4可以看出，第二組得出的各項數(shù)據(jù)比第一組好，彩棉的各項性能都有所提高。這是因為纖柔酶處理后使彩棉的潤濕性提高，作抗皺整理時可使整理劑與彩棉反應(yīng)更加充分，因而折皺回復(fù)角大大提高。因此彩棉的后整理優(yōu)化工藝為：纖柔酶處理（纖柔酶用量4%(o.w.f)，JFC3g/l,45～55℃，60min）→殼聚糖整理（殼聚糖0.05%，滲透劑JFC2g/l,Mgcl220g/l,焙烘溫度160℃,焙烘時間1min)
2．結(jié)果與討論
2．1結(jié)果
2．1．1最佳工藝流程及條件
生物酶前處理→纖柔酶處理→抗皺整理
（1）前處理工藝流程及條件：浸軋酶處理液（生物酶12g/l，JFC5g/l，二浸二軋，軋余率100%，軋液溫度50~60℃）→堆置（15小時）→熱水洗→冷水洗→晾干
（2）纖柔酶處理工藝流程及條件：
（3）殼聚糖抗皺整理工藝流程及條件：
浸軋殼聚糖整理液（殼聚糖0.05%，滲透劑JFC2g/l,Mgcl220g/l）→預(yù)烘（80℃，5min）→焙烘（160℃,1min)
2．1．2最佳工藝結(jié)果
經(jīng)過生物酶最優(yōu)工藝處理后，所測毛效為4.8cm，色差為1.12；后經(jīng)纖柔酶L處理所測毛效為6.3cm，色差為3.22；殼聚糖整理后折皺回復(fù)角為186.4度，色差為3.36，強力保留率為66%。
2．2討論
本論文研究了天然彩色棉織物的最佳生態(tài)整理工藝，使彩棉的各項性能有所提高，雖然得到了很好的效果，但成品與坯布之間色差過大且酶用量過大，導(dǎo)致加工成本過高。此問題有待進(jìn)一步解決。
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