染整工艺原理

§1 引言

一、缩水现象

• 1、缩水：干燥的织物在松弛的状态下被水润湿时，尺寸发生明显收缩的现象。
  生产上用缩水率考核织物的缩水程度。
  缩水率：织物按规定的方法洗涤前后经向或纬向的长度差，占洗涤前长度的百分率，分为经向缩水率、纬向缩水率。
• 2、毡缩：部分织物（如毛织物）洗涤时，除普通缩水外，受机械作用，纤维(fibre)发生蠕动相互纠缠，织物紧密收缩，该现象称为毡缩，一般以面积变化百分率衡量。

二、防缩整理的意义

尺寸不稳定、存在潜在收缩的织物做成成衣后，服装形态难以稳定，易出现接缝起皱、花型对位偏差、成型效果差等问题，且服用过程中各类整理效果耐久性差，因此需要通过物理、化学手段改善织物缩水性能。

不同纤维织物收缩特性存在差异：

• 羊毛织物：初次收缩严重，多次水洗后续收缩依然突出
• 棉织物：初次收缩幅度大，后续水洗收缩程度低
• 合成纤维织物：整体缩水幅度很小

除此以外，织物收缩程度还受纱线规格、织物组织结构、前后道加工工艺影响。

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§2 织物缩水机理

造成织物缩水分为三层原因，第三条为核心主因：

1. 带有“干燥定型”形变的纤维，内应力松弛引发收缩，该因素影响较小，并非主因。
2. 纤维异向溶胀使纱线直径变大，纱内纤维绕纱芯弯曲行程增加，带来纱线缩水，收缩幅度仅2～3.5%，不是主要诱因。
3. 异向溶胀改变织物润湿前后的织缩，是缩水核心原因。
   织缩：纱线织造后长度缩短量，即纱原长与成品布长差值占布长的百分比。

上述机理以棉织物为研究对象，毛织物缩水规律与之近似。

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§3 防缩整理方法

一、机械预缩

机械预缩是改善织物经向缩水最有效的工艺。

原理：增大织物纬密与经向织缩，构建松弛织物结构，在成品出厂前提前释放织物内部潜在收缩量。

常用预缩设备共三类：

• 1、超喂式针铗拉幅机

  依靠超喂装置让织物在无张力松弛状态伸幅，定幅烘干阶段允许经向自由回缩，降低经向缩水率。

• 2、橡皮毯压缩式防缩机

  橡皮毯经过导辊、承压辊时受压变薄伸长，脱离压力后回弹收缩，带动织物同步压缩预缩。

  设备组成：进布装置、润湿装置、短布铗拉幅机、三辊胶毯压缩装置、毛毯烘干机。

  特点：织物缩水率可降至1%以内；设备结构简单，辊压作用让收缩定型更充分。

• 3、毛毯压缩式防缩机

  厚毛毯绕过小径导布辊时外层拉伸，离开辊筒后恢复原状，带动贴合织物同步收缩，消除潜在收缩。

  设备分为五段：进布、给湿、整幅、缩布、无张力烘干定型。

  特点：缩水率控制在2%以下，成品手感丰满柔软，服用性能优良。

二、化学方法

仅机械预缩会让织物织缩变大、结构松弛，外力下易被拉长，粘胶纤维织物该缺陷尤为明显，需搭配化学整理实现永久尺寸稳定。

化学防缩核心原理：降低纤维亲水性能，抑制纤维遇水大幅溶胀，从根源减少织物缩水。

工艺方式：使用树脂初缩体或交联剂浸轧处理，织物完成防皱整理的同时，同步获得防缩效果。

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§4 毛织物的防缩整理

一、预缩整理

• 1、强化后道定型工序
  1. 烘干环节采用超喂针铗拉幅机加工；
  2. 干整理全程尽可能降低经向张力。
• 2、松弛预缩工艺
  1. 加湿织物，松弛放置一段时间后缓慢烘干；
  2. 强制预缩：无张力状态下蒸汽熏蒸织物，同步振荡抖动，保持无张力快速冷却，完成强制回缩。

二、防毡缩整理

1、防缩绒意义与基础原理

消除毛织物缩绒性对纯毛精纺面料、针织面料至关重要，既能实现长效尺寸稳定，也可减轻起毛起球现象。

毡缩根源：羊毛鳞片层产生定向摩擦效应（D.F.E），叠加羊毛高弹性伸缩特性；鳞片固定移位纤维（制动因素），弹性推动纤维相互滑移（动力因素），消除任意一项即可减弱毡缩。

两大改性思路：①改变羊毛表面摩擦性能；②调整羊毛伸缩弹性；所有工艺反应需控制在纤维表层，不可破坏内部结构。

2、“减法”防毡缩工艺（剥离/氧化鳞片）

• （1）氯及含氯氧化剂处理
  • a. 冷稀酸性次氯酸钠(NaClO)处理
  • b. 二氯异氰尿酸钠（DCCA）：水解生成次氯酸，低浓度氯温和改性羊毛。
    优势：处理均匀、不泛黄、不损伤纤维强力，工艺易控。
    新型药剂优卤剂：含溴氯杂环有机物，温pH适用范围广，低剂量持续释放，操作简单、设备要求低，适配国内生产条件。
  • c. 干法氯气处理
• （2）高锰酸钾(KMnO₄)处理

  高锰酸钾定向氧化羊毛表层鳞片，反应仅发生在纤维表面，不损伤内部。

3、“加法”防毡缩处理（聚合物包覆粘合纤维）

在羊毛纤维表面沉积高分子树脂，纤维相互粘结无法自由滑移，实现防毡缩。

合格树脂四项要求：

1. 固化薄膜柔软，理化性能与羊毛匹配；
2. 均匀附着纤维表面，低用量即可起效；
3. 可与羊毛形成化学键结合，耐水洗；

按聚合方式分为两类工艺：

• (1) 界面聚合

  羊毛先浸水溶性二胺，再经水不溶性有机溶剂二酰氯/二异氰酸酯处理；纤维表面发生聚合生成聚酰胺，大分子氨基与酰氯化学键合，薄膜牢固附着。

• (2) 预聚体聚合

  预聚体含3个以上活性基团，在羊毛表面自交联或外加交联剂，形成网状高分子薄膜包覆纤维。

  三类常用预聚体：

  1. a. 支链型预聚体
  2. b. 线性骨架共聚体（聚丙烯酸酯、乙烯类），有机溶剂溶解加工
  3. c. 聚酰胺环氧氯丙烷反应物，商品Hercosett57；可水相加工，代表工艺：氯化-Hercosett57毛条处理

  完整工艺流程：预处理（非净洗剂）→氯化→脱氯→中和→预聚体浸轧→76～90℃烘干固化交联

加法防毡缩两种机理：

1. 高分子薄膜完整包覆羊毛鳞片，降低定向摩擦效应(D.F.E)；
2. 树脂在纤维间形成点状粘接，锁住纤维滑移（点焊效应），代表药剂Hercosett57。

工业常结合“减法+加法”联合工艺；所有防毡缩处理都会改变羊毛手感、风格、沾污、防水、色光与上色性能。氯-Hercosett法处理毛条、针织内衣手感优异，其余工艺防缩与手感难以兼顾，因此防毡缩后必须配套柔软整理。

示例Dylan GRB完整工艺：
洗净毛线预处理(pH3～3.5)→DCCA氯化(2.5～3%，30min)→亚硫酸钠脱氯(20min)→冷水水洗→树脂Dylan GRB(2%、pH5、40℃、20min)→阴离子柔软剂+双氧水柔软(10min)→脱水烘干

4、蛋白酶生物处理法

传统氯化工艺污染大、劳保条件差，环保型蛋白酶法逐步推广，属于羊毛表面温和变性平滑处理。

原理：氧化剂先氧化鳞片中二硫键，削弱抗酶解能力；蛋白酶分解鳞片内层易溶组分；加工添加中性盐，避免酶侵蚀纤维内部皮质层。

处理优势：羊毛防毡缩性能提升；纤维交联适度破坏，刚性下降、易拉伸不易回弹，手感滑糯细腻，具备羊绒般柔和触感。