莱赛尔织物染整工艺现况及展望

一、莱赛尔的产业化与染整

莱赛尔的染整目前是影响国产莱赛尔产业化进程的一个重要问题。

从染整产能上看，如果今年莱赛尔纤维产能是60万吨的话，这些产能能否全部落地变成产量，有个很重要的因素就是下游的染厂能否配套。简单计算一下，假设60万吨的莱赛尔三分之一去做了非织造用纺织品，三分之二即40万吨用在了机针织纺织领域。按平均一米布用莱赛尔250克算，那么这些纤维会织成16亿米布。按平均一个染厂染2000万米莱赛尔织物算，16亿米布下游要配套80个染厂，目前具有这样工艺水平并稳定量产的染厂不超过20个，因此染厂缺口是60个。后续如果莱赛尔产能扩张到100万吨，那么染厂缺口将会是114个。

从染费价格来看，目前萧绍地区主流的莱赛尔缸染+砂洗路线对订单染费的价格大概在5-8元/米左右，这个价格会依据市场行情的上涨而上涨，而现在平方克重120-200克的纯国产莱赛尔坯布也就7-9元/米左右，染费价格在整个面料成本中占比很大，而同等克重的棉布染费价格基本在3-4元/米左右。这个也就是莱赛尔纤维比棉便宜，但在面料销售价格上却高出棉布一大截的原因之一。

从染整生产的稳定性来看，当下的主流染整工艺的稳定性与棉染整工艺相比稳定性还比较差，存在损耗高坏布率高的问题。而由于染整产能的稀缺，导致订单客户在于染整发生品质争议时缺乏足够话语权进行索赔，因而只有提高终端面料的销售的利润率来规避染整风险，这个是莱赛尔面料销售价格通常比同规格棉布要高出一大截的另一个重要原因。

从染整工艺塑造的面料风格来看，目前的风格还相对单一，主流仍然是表面有一层微绒的高悬垂性的，这种单一的风格限制了莱赛尔在服装甚至家纺端应用的拓展，减少了莱赛尔面料的应用场景。

以上四个问题是染整端对莱赛尔产业化影响的主要四个方面。染整产能一直无法得以大规模的快速扩增，除了莱赛尔的染整本身存在一定的难度外，还与主流的莱赛尔染整工艺路线包含的隐性知识含量较大，导致难以把工艺进行标准化，以实现交流传递。兰精公司从零几年对各个缸染厂进行辅导，十几年下来，能稳定量产的缸染厂不超过二十家，这些染厂其实有一个共同特征，就是高度技术集权以及由高度技术集权所带来高执行力的试错体制，正是通过大量的不断试错，使莱赛尔的缸染工艺成为一种高度经验性的老师傅技艺，这种老师傅技艺难以书面表达而且需要常年的试错培育才能获得，因而它就很难被其他兄弟工厂所抄袭。这种老师傅技艺被波兰尼称之为默会知识或隐性知识（tacit knowledge),以区别于我们通常所关注的显性知识（explicitknowledge）——后者是可以通过书面文字、图表、数学公式表达并可以经现代学院教育模式而习得的。而染费价格的高企一方面来自染整工艺本身成本较高的原因，另一方面也是由于染整产能一直不高，莱赛尔的染整资源一直存在一定的稀缺性导致的。莱赛尔染整工艺的稳定性不高，除了莱赛尔本身的特性（易擦伤，有原纤化问题）有关外，也和前述的主流染整工艺中含有大比例的难以标准化的隐性知识有关。莱赛尔面料风格相对单一的原因，既有技术层面的原因，即当下可塑造莱赛尔面料新风格的工艺路线还稀少或不太成熟，也有观念层面的原因，比如主流缸染厂做惯了染费6-8元/米的砂洗风格，就会觉得染费要便宜好几块的长车工艺的光洁爽滑风格根本不是莱赛尔的正统，手感即没有绒感也不够悬垂，对其嗤之以鼻，一旦这种观念形成一种行业认知，并传导到下游应用领域，那么将对莱赛尔在后端应用产业不利影响，只有全行业对莱赛尔织物的风格保持足够的开放性，才会对莱赛尔在后端的应用留下足够的可能性，对行业的发展最为有利。

以上四个问题，不管是那个层面的，最后都指向了技术问题，都需要有技术解决方案才可能得以解决，这里的技术，更确切的讲，其实就是染整工艺。

二、莱赛尔织物染整工艺现况

与棉和粘胶这两种相近的纤维素纤维相比，莱赛尔纤维有两个与之不同的特性导致了莱赛尔织物与棉或粘胶织物在染整工艺的差异。

一个是它的横向湿溶胀大，在水中它的直径的溶胀增大有40%，而粘胶是31%，棉是8%。这个大的横向溶胀导致莱赛尔织物遇水后，纱线会变粗很多，由此导致织物的紧度变得很大，造成了莱赛尔织物下水变得很硬的特性。如果此时采用染整工艺是绳状的，会让莱赛尔织物比较容易形成擦伤。如果这个时候采用染整工艺是平幅的，则会比较容易产生溶胀褶皱，具体产生的机理如下图所示：

莱赛尔织物染整工艺现况及展望(图1)

在平幅染整状态下，织物在经向张力和导布棍、轧车的挤压作用，门幅很难向外扩张，如果此时经纱直径发生大的溶胀增大，那么有可能在既有的门幅宽度下，无法整齐排列下原有的经纱，有一部分经纱会并挤出原来的排列平面，凸出于织物结构外，形成了溶胀褶皱。一般这种褶皱可以通过预先拉幅或湿进布规避，但在00年代的天丝时期，很多开发天丝织物的长车染厂，对这种溶胀褶皱的形成机理还不甚了解，也没有好的措施去规避这种褶皱，并由此放弃了天丝的长车染整开发。

当下，对溶胀褶皱的产生机理已经清晰，解决方案也很有效，因此，掌握了莱赛尔的平幅染整工艺工厂，基本上不再会出现此类问题。而对于绳状染整工艺的擦伤问题，虽还未得到彻底解决，但从最早的溢流染色机到现在气流染色机，擦伤问题也得以部分改善。有工厂还开发了缸长结合的工艺路线，即绳状状态下前处理，完成预原纤化和去原纤化，然后在长车（或平缸）染色，在客观上减少缸内运转时间，降低了擦伤概率。另外，擦伤布面还可以通过砂洗的方式修复，缸染+砂洗也是目前最主流的绳状染整工艺。

莱赛尔另一个纤维特性是它有原纤化现象。原纤化是指织物在湿态下，经机械摩擦（比如家庭洗涤），纤维沿轴向劈裂，最终劈裂成纳米级的原纤，而这种纳米原纤几乎透明（比表面积增大导致），使得织物呈现出白霜的外观，如果原纤化持续发展，将可能使得原纤缠结，使之形成令人厌恶的白絮状物（球），使织物表面发生戏剧性变化，严重的会让织物失去服用价值。如下图

莱赛尔织物染整工艺现况及展望(图2)

针对莱赛尔的原纤化问题，解决思路有四种，分别是：

加法思路，是指用交联手段在莱赛尔纤维的巨原纤、微原纤、基原纤层面产生交联，使其在后面消费者穿着洗涤的过程，不容易发生沿纤维轴向的劈叉而原纤化。而这种交联可分为前交联和后交联，前交联就是纤维制成阶段就添加交联剂使之发生交联，如A天丝、LF。后交联就是指在布匹染整过程中施加交联剂让其产生交联。

减法思路，是指用比日常穿着洗涤更强烈的物理或化学手段，破坏那些容易劈叉的纤维，使其预先原纤化，然后再用纤维素酶洗等手段将这些原纤毛羽去除。这里物理手段有气流机的高速冲刷以及砂洗缸的砂洗工艺，是目前解决莱赛尔原纤化工艺最主流的手段。化学手段就是通过氯化镁等酸性物质的作用，使原纤劈叉，这个工艺只有极少长车工厂试用过。减法思路的另一个拓展是控制利用思路，即通过减法控制毛羽实现更细腻的绒感和霜感，以达到独特的手感。

物理压制法思路，是通过控制纱体外层莱赛尔的裸露比例，以及控制裸露莱赛尔的两个浮线长度——纤维裸露纱体外部的纤维长度以及织造组织的浮线长度来达到抑制原纤化后果的目的。巨原纤大概是1mm长度，棉型莱赛尔纤维38mm，原纤化的发生有一部分是从纱线端毛羽开始的，还有另一部分是从巨原纤单体的发生与纤维的断裂分离开始的；因此，如果在这个尺寸框架内有混纺纱的缠绕和纱体捻度的束缚，以及织造组织交织点压制，压制巨原纤的断裂分离，必然对织物原纤化后果有积极的抑制作用。具体的做法是通过混纺纤维的引入，对其纱支、比例、捻度、纺纱方式与参数、径向分布控制、织物结构设计、起毛起球性能等等工艺条件的研究，达到一个抗原纤化结果。

低（无）原纤化莱赛尔纤维的制备思路，莱赛尔诸多与棉、粘胶不同的特性，其实都和它的高取向度密切相关，包括它的高强力、横向高溶胀以及原纤化问题。同样是再生纤维素纤维，莱赛尔和粘胶的纤维性能有很大的差距，除了聚合度的差异外，最主要的原因是它们超分子结构的不同。从理论推算可以得出，纤维的断裂不可能是由结晶区拉断导致的，其实际强力取决于其无定形的缚结分子的取向度，高取向度带来高强力。但高取向度带来问题是，不同的晶区之间缚结分子提供的侧向联结较少，而且在缚结的纤维素大分子在无定形区的折叠和弯曲也较低取向度的少（这一点可以从莱赛尔的断裂延伸度较粘胶小而得到验证）。因此，高取向带来两个问题，一个是遇水溶胀只能往侧向即直径方向溶胀，纤维轴向因高取向带来的低弯曲低折叠没有溶胀空间；另一个是侧向作用力弱带来的原纤化问题，能提供侧向作用力缚结分子太少导致晶区容易沿轴向劈叉而发生原纤化。而且，溶胀状态下，侧向的膨大让原本弯曲和折叠都比较小的提供侧向联结的缚结分子处于被拉紧的紧张状态，更易在摩擦外力的作用下发生断裂而导致原纤化。因此，如果能够在纺丝阶段适当降低莱赛尔的取向度或破坏其超分子结构的规整性，将对改善莱赛尔的原纤化有所助益。例如，德国Zimmer和Alceru-schwarza联合开发了一个在莱赛尔纺丝液中加入海藻粉末的莱赛尔，称之为Seacell，中文译为海丝，海藻粉末的加入不但使seacell具备了海藻的益肤性能，也因此破坏了莱赛尔超分子结构的规整性，改善了其原纤化性能。

以上四个原纤化解决思路，加法和减法思路可归为染整端，物理压制法思路可归为纺纱织造端，降低纤维取向度思路可归为莱赛尔纺丝端。下面我重点介绍一下前两种思路下染整工艺应用情况。

加法思路目前有三类应用，一类是纤维交联，第二类是多官能团活性染料交联，第三类是织物染整交联。

纤维交联所使用的交联剂大多采用三嗪类的交联剂，就抗原纤化效果来讲，A100优于LF,国产厂商前段时间也有推出和兰精A100使用相同交联剂的交联型莱赛尔，从其公布的纤维湿磨损值来看，其效果与兰精A100已经很接近。兰精的A100和LF因交联剂的不同导致了其染整性能的差异,A100的交联剂不耐强碱，因此一般不要和粗支棉纱交织混纺，因粗支棉常要用强碱丝光改善死棉的上染性；LF相反，不耐高温下的酸性环境，因此不宜和涤纶混纺交织，否则其交联剂会在涤纶高温酸性染色条件下被破坏，导致发生原纤化。

多官能团的染料交联在工艺上是比较简单，只要选好染料，就按正常的染色工艺进行，不增加任何工序也不添加其他助剂。但这个方法也存在它的问题，一是交联效果好活性染料很难找到，如下图，几只湿磨损值接近1000的染料据说已经停产，即使找到了，它们配伍性能是否适合成为一个三原色组合也是一个问题。

莱赛尔织物染整工艺现况及展望(图3)

另外，染料的交联效果取决于染料施加的量，而染料用量取决于颜色，因此，即使使用交联效果不错的染料，某些中性色如咖啡、军绿，他们的抗原纤化效果也是不太好的，一个是染料用量少，交联差，另一个这类颜色又具备很强颜色对比度，使得原纤化后白霜絮状毛羽很容易在这个底色的衬托下显现出来，而造成比较差的原纤化后果评级。比较好用的是活性黑5这只染料，价格便宜，且染黑色染料上染量也多，因此莱赛尔黑色织物都具备一定的抗原纤化性能，但一旦黑5这只染料用量降下来，其抗原纤化效果也会大幅下降。比如有些活性藏青其实也是由活性黑5这只染料组成的，在一些染料用量不多藏青色时，其抗原纤化性能也很差。

因此，多官能团的活性染料交联目前只适用一些客户对抗原纤化性能要求不高且是高支纱的莱赛尔织物，起一些辅助性交联作用，在低于40的粗支纱织物领域，它的交联还太弱，无法提供满意的抗原纤化后果，要想取得更好的交联效果或者在粗支纱领域接近原纤化问题，还需要使用其它交联剂交联的方法。

在染整阶段对莱赛尔织物进行交联，有三种方法，一种是染前交联，一种是同染交联，一种是染后交联。染后交联最常用的实际是抗皱整理，也有一些文献上介绍用2D或改性2D树脂对在后整理定型时对莱赛尔织物施加交联，但实际的效果并不好。因此，需要改用了其他交联剂进行交联，已有一些大型的助剂公司在对此进行研发。

无论是染整便捷角度，还是色变的可控性来讲，染前交联和同染交联都会比然后交联更有优势。这就要求交联剂对染料的上染性能无影响，甚至有提升作用，而且如果是同浴交联，还要考虑交联条件和染色条件适配为碱性。比如说用于A100纤维交联的那只交联剂，均符合上述需求，而且效果其实还是不错，唯一的问题是太贵。

减法思路目前的应用有两条路线，一个是绳状缸染+砂洗，一个是缸长结合路线。

绳状缸染+砂洗作为解决织物原纤化方案还是有效的，其高悬垂性和有绒感的手感还是深受部分客户喜爱，但其存在两个问题，一个染费高，另一个是工艺的可标准化程度低，不适合大规模的跨厂复制，也就不能快速的实现产能提升；另外，过高的染费也限制了莱赛尔面料在终端的市场竞争力，对于当下整体纤维产能急剧增加但又深陷产销困局的莱赛尔行业来说，并不是染整端的最优解。

缸长结合的路线的工艺可标准化会强于缸染+砂洗路线，但受染厂分类的影响，目前具备实施缸长结合路线条件的染厂有限。

三，对新的莱赛尔织物染整工艺的展望

未来在加法线路上，新的交联剂仍是开发的主要方向，重点是可实现染前交联或同染交联的一些交联剂，包括但不仅限于三嗪类、氮丙啶化合物，以及其他碱性交联剂。

在减法线路上，平幅减法是努力的方向，需要开发出一些能够在平幅状态下对莱赛尔织物施加剪切力的设备，令莱赛尔织物在平幅状态完成预原纤化，再通过纤维素酶将原纤去除。目前比较有前景的两个设备，一个是平幅砂洗机，在平幅湿态下对织物进行空气拍打，拍打出原纤后酶洗去除。另一个是超声波水洗机，利用超声波提供剪切力，让莱赛尔发生原纤化然后酶洗去除。又或是两者的结合，超声波加平幅砂洗，效果可能更好。

而减法化学路线，未来是否有前景，取决于能否寻找比氯化镁这类更优良的开纤剂，或者是一种强膨化剂，能够使莱赛尔发生比在烧碱中的溶胀更大的溶胀，使得外界提供一个很小的剪切力就可以使其发生预原纤化，降低预原纤化的工艺难度和强度。

针对莱赛尔纤维的高横向溶胀和原纤化问题，会有不同的解决方案，而具体的染整方案，就是这些问题的排列组合解。寻找到更多的稳定、低成本且可标准化程度强的染整工艺，是目前莱赛尔产业化进程中比较重要的一环。稳定解决品质问题，可标准化强解决产能可快速扩增问题，低成本解决莱赛尔在终端的市场竞争力问题，而更多的解决风格单一问题，这四个问题的解决，莱赛尔行业走出当下困局或许就不远了。

附：部分莱赛尔染整路线及其染整成本区间对比

莱赛尔织物染整工艺现况及展望(图4)