莫代尔纤维属于是纤维素Ⅱ型结构，不同于棉、麻的纤维素Ⅰ型结构[4]。纤维的横向形态为不规则的类似腰圆形，表面较为圆滑，有皮芯结构，皮层较厚；纵向形态为表面有沟槽。结晶度和取向度较高，因此纤维中无定形区较小，大分子排列整齐，纤维的密度比一般黏胶纤维大，也使得莫代尔纤维的强度大而伸长小[5]。原纤结构的存在使纤维手感细腻柔软、亲肤性强、穿着舒适，原纤化等级较低使纤维表面光洁明亮和仿丝感较强。在染整开纤加工中，通过破坏皮层使芯层的巨原纤裸露，再结合机械作用，可以获得细腻的毛绒手感[6]。目前，莫代尔涤
开纤工艺一般采用98%浓硫酸(用量1g/L)进行开纤处理，莫代尔纤维在酸性条件下，纤维素内部1，4-苷键水解使纤维素聚合度降低，由葡萄糖剩基连接起来的线性大分子断裂成短分子链，破坏莫代尔纤维的皮层结构从而改善织物的质感，即增加起毛，改善柔软性，悬垂性和外观。但是硫酸与水混合时大量放热，同时涤纶纤维遇高温有严重收缩性，直接影响产品的成功率和制成率。此外，硫酸腐蚀性强，危险性大，对于设备、人员以及操作要求高；环境污染严重，废水难处理；处理工艺繁琐，加工周期长。针对现行的硫放开纤剂，我司研发出能够代替硫酸的产品TF-1051。该产品具有环境友好、使用条件温和以及使用广泛的特点。基于新产品探究了TF-1051在涤/莫代尔混纺织物上单独开纤的最佳使用温度、质量浓度和处理时间等因素，调试了织物开纤效果的优劣以及强力损伤，观察处理前后样品表面的变化：同时探索了莫代尔涤纶开纤染色一浴法的工艺，以及TF-1051对染色效果的影响。
1 实验
1.1 材料与药品
双面针织涤(莫代尔面料坯布(浙江兴明印染有限公司)。TF-105、TF-115D、TF-215K浓(浙江传化股份有限公司)，98%硫酸(西陇化学有限公司)。
1.2 仪器
DLS-6000红外线试色机(DaeLim Starlet有限公司)，滚简烘干机[慧而浦(中国)股份有限公司]，PT-1A型针板拉幅机(日本迁井株式会社)，nstron 3365万能材料试验机(ROACHES Txtile Ltd.)，Datacolor测色配色仪(美国Datacolor公司)，PHENOM-PROX扫描电镜SEM[复纳科学仪器(上海)有限公司]。
1.3 测试与表征方法
1.3.1织物强力测试
按照GB/T 1976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》在恒温恒湿(温度22℃，湿度62%)条件下，平衡4~5h，采用Insrton 3365万能材料试验机测织物的顶破强力。将试样夹持在固定基座的圆环试样夹内，圆球形顶杆以恒定的移动速度垂直地顶向试样，使试样变形至破裂，测得顶破强力。在样品上采用梯形取样法，重复上述实验，测试3次取平均值。
1.3.2织物绒感程度的评定
莫代尔纤维开纤效果可以通过织物绒感来进行评价，而织物绒感的评价方式是将经硫酸处理的样品作为标准样，由5人分别对其进行评价。评价时主要考虑手感的丰满度，对样品进行打分较好评为2分，基本一致评为1分，较差评为0分，则该样品对应的开纤程度均值为(n1+...+n5)/5。
1.3.3织物外观形貌观察(SEM)
电子扫描电镜(SEM)是样品表面形态表征的-一种仪器。对经过开纤处理前后的织物，采用飞纳PHE-NOM-PROX扫描电镜(SEM)对其表面形态进行观察。
1.3.4测色
按照美国纺织化学家和染色家协会标准程序(AATCC 2007)，将织物折叠两次，采用Datacolor 650测色配色仪按CIE/313标准进行测试。测试条件为D8s光源，选用6.6mm孔径的大孔径隔板，测试时分别选取织物4处不同位置测试颜色，取平均值为最终结果。
1.4 涤/莫代尔开纤常规处理工艺
坯布→前处理→开纤(98%浓硫酸1.0g/L，110℃×tmin，浴比1：15)→热水洗→冷水洗→烘干(160℃)。
2 结果与讨论
2.1 同质量浓度TF-1051对涤/莫代尔开纤效果的影响
将经过前处理的涤/莫代尔针织物制成6份质量相同的样品，按照浴比1:15配制TF-1051质量浓度为0、2、4、6、8、10g/L的开纤处理液置于浴杯中，然后依次将布样放入浴杯，放人红外线试色机，温度为110℃处理120min。然后按照常规处理工艺进行水洗中和等，将处理后的布样，进行开纤效果和强力测试。
莫代尔纤维在水中容易溶胀，在酸性介质中溶胀程度更大，因而涤/莫代尔针织物常采用硫酸来开纤。该实验中涤/莫代尔针织物常规的浓硫酸开纤的开纤均值为1，强力为1100N。从图1可以看出，TF-1051的质量浓度在4~10g/L时，开纤效果均能够达到常规硫酸的开纤效果；当质量浓度为6g/L时，织物的开纤效果最好，其次是8g/L、4g/L和10g/L。织物的顶破强力随着TF-1051质量浓度的增大而降低，当质量浓度为8g/L时，织物的顶破强力下降到1106N。在开纤的过程中，采用过高质量浓度的开纤剂，需要增加清洗中和程度，成本提高。所以在保证开纤效果的前提下，TF-1051的质量浓度最佳用量选择6g/L。
莫代尔纤维在水中容易溶胀，在酸性介质中溶胀程度更大，因而涤/莫代尔针织物常采用硫酸来开纤。该实验中涤/莫代尔针织物常规的浓硫酸开纤的开纤均值为1，强力为1100N。从图1可以看出，TF-1051的质量浓度在4~10g/L时，开纤效果均能够达到常规硫酸的开纤效果；当质量浓度为6g/L时，织物的开纤效果最好，其次是8g/L、4g/L和10g/L。织物的顶破强力随着TF-1051质量浓度的增大而降低，当质量浓度为8g/L时，织物的顶破强力下降到1106N。在开纤的过程中，采用过高质量浓度的开纤剂，需要增加清洗中和程度，成本提高。所以在保证开纤效果的前提下，TF-1051的质量浓度最佳用量选择6g/L。
2.2 温度对织物开纤效果的影响
温度在印染加工过程是一个敏感的指标，温度越高则能耗越大，因而选择合适的处理温度也是十分关键的。我们分别采用TF-1051质量浓度为0g/L和6g/L，处理时间为120min。处理后经过开纤效果评价和顶破强力测试。
相同的处理时间，当温度为110 C和120℃时，涤/莫代尔混纺织物的开纤效果均可以达到常规处理工艺，而在110℃处理下织物具有更好的开纤效果。比较织物的强力变化，我们发现无论是否加入TF-1051随着温度升高，织物的顶破强力呈现下降趋势，可以明显看出较低的温度有利于织物强力的保护。综合开纤效果和织物强力，选择最佳的处理温度为110℃。
2.3 处理时间
开纤效果随着处理时间的延长，呈现先上升后下降的趋势；在处理时间120min时，织物开纤效果明显优于其他条件下处理效果。此外，织物的顶破强力随处理时间的延长呈现逐步下降的趋势，在处理时间120min内，织物强力损伤较小，而时间越长强力损伤则下降更大。因而，选择较好的开纤效果和一定的强力，其处理时间选择120min最佳。
2.4 织物开纤前后SEM形态观察
将涤莫代尔针织物经TF-1051质量浓度6g/L，处理温度110℃，处理时间120min开纤处理前、后的样品进行SEM观察。织物纤维在处理前表面较为光滑，有光泽，纤维端头整齐无断头散纤出现；经过TF-1051处理后，纤维表面毛糙，不光滑，出现很多细小纤维。这是由于莫代尔纤维具有皮芯结构，在开纤的作用下，纤维溶胀导致皮层结构劈裂产生了原纤化现象。表明TF-1051对莫代尔纤维有定的作用，并且利用莫代尔的皮芯结构特点进行很好的开纤作用。
2.5 涤纶染色莫代尔开纤一浴法
涤/莫代尔混纺织物由于涤纶莫代尔分别为合成纤维和再生纤维索纤维，两种纤维的染色工艺不同；如涤纶合成纤维常采用分散染料高温高压溢流染色，而莫代尔再生纤维素纤维则是活性染料浸染等方式染色。为了提高效率和最优化工艺达到节能减排的目的，将莫代尔的开纤与涤纶染色采用一浴法进行处理，测试了开纤效果顶破强力和色光变化。其中，涤纶使用分散染料采用溢流染色，其染色的温度为130℃，则主要的影响因素为处理时间的不同。
一浴法配方：TF-1051 6g/L，TF-115D 1g/L，TF-215K浓1g/L，分散红玉5BL 01%，分散橙4RL0.2%，分散蓝2B 0.25%，浴比1：15。
开纤染色浴法工艺：坯布+前处理开纤染色(130℃×tmin)—还原清洗—活性染色—砂洗后整理。涤莫代尔混纺织物经一浴法工艺处理后，测试其开纤效果和顶破强力。在130℃的高温处理条件下，开纤均值随处理时间的延长，呈现先增大而后减小的趋势；在处理时间为60min时，其开纤均值最大，表明其开纤效果较好。此外，随着处理时间的不断延长，顶破强力呈现逐渐下降的趋势。综合开纤效果与强力变化，选择处理时间为60min，织物能够获得较好的强力与开纤效果。
在染色过程中，染液pH的变化会对染色的染色深度、色光和色相等产生一定的影响。TF-1051的pH为1，呈酸性以及不确定TF-1051是否对染色有影响，所以对比了常规条件冰醋酸调染液pH5和TF-1051质量浓度6g/L时采用130℃×60min的染色工艺染的敏感色浅灰色，经还原清洗后进行测色。通过对比TF-1051的一浴染色与常规染色，发现TF-1051在6g/L时其上染与常规染色基本一致，K/S都能达到1.4以上；同时△E*为0.43，小于1，表明TF-1051对色光的影响也较小，表明采用一浴法TF-1051对涤纶的染色基本不存在影响。
在染色过程中，染液pH的变化会对染色的染色深度、色光和色相等产生一定的影响。TF-1051的pH为1，呈酸性以及不确定TF-1051是否对染色有影响，所以对比了常规条件冰醋酸调染液pH5和TF-1051质量浓度6g/L时采用130℃×60min的染色工艺染的敏感色浅灰色，经还原清洗后进行测色。通过对比TF-1051的一浴染色与常规染色，发现TF-1051在6g/L时其上染与常规染色基本一致，K/S都能达到1.4以上；同时△E*为0.43，小于1，表明TF-1051对色光的影响也较小，表明采用一浴法TF-1051对涤纶的染色基本不存在影响。
3 结论
对于目前市场上针对再生纤维素纤维开纤处理常采用硫酸，其高危险性高设备要求以及高防护等弊端，本文采用我司开发的新型TF-1051开纤助剂处理双面针织涤/莫代尔混纺纤面料，TF-1051最佳质量浓度为6g/L，在110℃条件下处理120min可以获得较好的开纤处理效果，并测试了处理后织物强度略有下降，但仍能满足服用要求。同时，从环保角度出发，以节约能源减小损耗为理念，缩短先开纤再染色两步处理方法为一浴开纤染色，在130℃温度下处理60min，可以保证混纺织物依然能够获得很好的开纤手感服用强力以及不影响染色的色深色光等。
参考文献：
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[5]康强.Modal纤维的结构与性能分析[J].合成材料老化与应用，2017(4)：88-91.
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