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浅谈天然彩色棉加工

                                     天然彩色棉亦称有色棉,即自然生长带有颜色的棉花,其历史久远。由于现代纺织业的飞速发展,纺织品档次、品位的快速提升,野生的天然彩色棉因品质较差,逐渐让位于品质优异的白色棉而使其长期无人问津。20世纪80年代以来,由于人类环保意识的增强,纺织品在生产加工中各种有害物质的残留对环境的破坏和人类健康的影响越来越引起各国特别是一些发达国家的重视。天然彩色棉也正因为本身具有天然色彩,在纺织加工中不需要染色,并且还能减少污水的排放和能源的消耗(省去印花、染色等工序)而引起了国内外一些科研单位和生产者的极大兴趣,被遗忘的野生彩色棉又重新被人类重视、利用、开发,使天然彩色棉获得了新生。
    那么天然彩色棉为何会被人们抛弃不用而要栽培白色棉呢?这绝非人们的意愿或偶然的因素所致,而是天然彩色棉与一般白色棉相比在长度、强力、色彩稳定性等方面存在问题所造成的。本文着重就天然彩色棉纤维的色素不稳定等问题谈一些看法。
1 色谱单调
    目前各种传媒宣传报道的天然彩色棉的色彩无奇不有。有的报道天然彩色棉具有棕、绿、紫、灰、橙等多种色彩;也有的报道天然彩色棉具有苹果色、咖啡色、淡蓝色、奶黄色、淡黑色、桔黄色、翠黄色、紫褐色等,使人觉得天然彩色棉的色彩丰富多彩。其实可被加工利用的天然彩色棉目前主要有棕色和绿色两大类色彩。那么为什么宣传报道五花八门呢?这里不乏有商业炒作和道听途说,但也存在不同人员及学者在纤维色泽分类和识别上的差异。如有人把不同深浅的棕色称作为棕红色、褐色、褐红色、紫褐色、咖啡色、灰棕色、褐棕色、深棕色、赭棕色、棕黄色、鹅黄色、淡棕色、米色、驼色、土色等等;把不同深浅的绿色称作为深绿色、墨绿色、灰绿色、柳绿色、草绿色、淡绿色、翠绿色等等,很不规范。但可被纺织加工的天然彩色棉色彩的基本类型目前还只能归属到棕色、绿色两大类。
    鉴于现有资源中没有除棕色、绿色以外的其他色彩,一些专家企图通过基因转育的途径来增加天然彩色棉的色彩,但转基因育种的负面效应、却随之而来,可能会拖垮现有棉花的质量,因此,有的专家呼吁警惕转基因污染,有的国家严禁转基因棉入境。
2 彩色棉纤维色素的不稳定   
    受气候、光照、土壤等条件的影响,不同产地或同一产地的天然彩色棉的色彩深浅不尽相同。如四川省种植的天然棕色彩色棉的色彩就接近于红棕色;同样的棕色彩色棉,新疆自治区种植的色彩就浅。甚至在同一产地同一棉株上的天然彩色棉也可能分离出有色、白色和中间色,色杂现象很突出。
    天然彩色棉在阳光的照射下,尤其是绿色彩色棉极易变色,有时在摘花前便开始变浅。在同一棉铃中,绿色棉纤维在刚刚吐絮后呈现绿色或淡绿色,吐絮后遇光照射一段时间,棉铃表层的纤维由最初的绿色或淡绿色变为灰绿色,遇光时间长则进一步变为黄绿色。有些棕色棉铃吐絮后, 棉铃外部遇光线照射部分的纤维会变成红棕色,而棉铃内部未受到光线直接照射部分的纤维仍呈浅棕色,表现出色彩不均匀现象。
    一般是天然彩色棉纤维的颜色越浅,其品质越接近于白色棉亲本;颜色越深,其品质指标越差,产量越低,表现出纤维色彩与纤维品质呈负相关连锁遗传现象。
    彩棉收获季节遇高温多雨或寡照,有的纤维易被污染,如绿色就变成黑褐色,棕色也易污染。
    含硫的气体或酸雨集中对彩色棉颜色影响较大,这种环境下绿色彩色棉的颜色向棕色转化。喷洒酸性农药或土壤的酸碱性对天然彩色棉的颜色也有影响,天然彩色棉应该向有机种植方向努力,以保证天然彩色棉的绿色、生态、环保特性。
    色彩度还与纤维的成熟度有关。天然彩色棉的色素存在于纤维的次生胞壁内,在生长期色素类物质在次生胞壁内逐渐沉淀,直至纤维充分成熟,色彩度达到其最大程度。在同一棉株上,由于中下部的棉铃能充分成熟,其纤维色彩度较一致,而上部未充分成熟的棉铃色彩度较浅,还有一部分最上部完全未成熟的棉铃受霜冻等原因裂开,其纤维没有色彩而呈白色。由于色杂、色彩不均匀,给采摘棉花时的分拣带来很大麻烦。从收购的情况来看,天然彩色棉一般都没有进行色彩的分拣,而是深浅不一的彩色棉混杂在一起进入纺织厂,给纺织加工带来很大的困难。
3 彩色棉织物颜色不稳定
    天然彩色棉纱在织造加工中避免不了上浆,天然彩色棉坯布下机后要进一步提高服用性能,仍需要经过烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等前处理工序,还要经过后整理;天然彩色棉制品使用后需要洗涤、熨烫;天然彩色棉制品不可能完全避光使用等。所有这些加工和使用都极易引起天然彩色棉色彩深浅的变化。
3.1  变色、褪色现象
    天然彩色棉变色、褪色现象存在于两个方面:
    一是颜色增深反应,二是颜色变浅反应。
3.1.1  颜色增深的反应
    天然彩色棉经高温处理、热水处理、水浸处理、一定浓度的碱处理、皂煮处理、酸性纤维素酶处理、复合生物酶处理、JFC渗透剂处理、酒精处理、柔软处理,色彩一般会变深,并随所处理时间、温度、浓度的不同,增深的程度也不同。
3.1.2  颜色变浅的反应
    天然彩色棉经酸处理、还原剂处理、氧化剂处理、BTCA无甲醛免烫抗皱整理,色彩一般会变浅,并随所处理时间、温度、浓度的不同,变浅的程度也不同。尤其是遇到氧化剂,天然彩色棉的颜色几乎褪净,因此天然彩色棉一般不能进行漂白加工;同理,天然彩色棉面料及其制品也不能使用含氧化剂的消毒剂,如84消毒液等,否则颜色变浅甚至褪净。因此宾馆、旅馆在对天然彩色棉制品进行消毒时要格外引起注意,改用不致引起天然彩色棉制品变色、褪色的消毒方法,尽量减少因为这方面的原因造成不必要的经济损失。
3.2  掉色、沾色现象
    天然彩色棉面料经过丝光整理后,废弃的浓碱液随加工彩色棉色彩的不同而呈现不同的颜色,说明天然彩色棉存在掉色的问题。这种现象在浸泡新的刚下水的棕色彩色棉服装时也可以发现,浸泡后的洗涤水呈现黄棕色。这可能是彩色棉纤维在加工或浸泡中,纤维胞壁破损过度引起色素的流失造成的。
    棕色彩色棉制品的棕色易使同浴的白布、绿色彩色棉面料染上棕色,即所谓的沾色现象,而绿色彩色棉制品水洗后,色素稳定性比棕色好。
3.3  绿色彩色棉日晒牢度差
    光照对棕色天然彩色棉影响不大,在可接受的范围内,但对绿色天然彩色棉色素影响较大,日晒牢度较差,不仅在阳光的直射下而且在室内自然光线情况下,天然彩色棉的绿色会随时间的迁移逐渐向黄绿色、黄棕色方向转变,究其变色机理,虽经国内外许多科学家努力探索,但至今仍不清楚。有的学者认为绿色彩色棉的色素可能含有花青素物质,而花青素本身就是一种不稳定的化学结构;有的学者经过研究发现绿色彩色棉的绿色是由多种颜色的色素组合后的综合反映;也有的学者认为绿色彩色棉的颜色是反射光谱,若直射则呈棕色的,即本质还是棕色的等等。
    绿色天然彩色棉日晒色牢度较差,给彩色棉制品的使用带来了难题。因此,在加工绿色天然彩色棉制品时要格外引起注意。绿色天然彩色棉对高温也较敏感,易向棕黄色方向转变,虽然降温后可以恢复一部分颜色,但影响依然存在。高温基本不影响棕色天然彩色棉的色泽。据说用转基因培育的其他色彩的天然彩色棉,例如红色、蓝色也存在日晒色牢度不稳定的问题。
4 天然彩色棉加工和使用中的问题
4.1 天然彩色棉加工是一门全新技术
    天然彩色棉加工与白色棉加工工艺方法不同,是一门全新的技术。天然彩色棉面料在上浆、染整前处理及后整理中必须慎重选择工艺,既要注意清洁生产,保证天然彩色棉的生态、环保特性,又要优选、优选工艺,改善天然彩色棉色素不稳定引起色差的现象。还要掌握在同一浓度、同一作用时间、同一温度的相同条件下,在试验室嫩的彩色棉面料经酸、碱处理,颜色变化程度大于生产线上颜色变化程度这一特点,以免发生误差。天然彩色棉在加工中颜色一旦受到损伤,则无法补救。因此,天然彩色棉加工工艺比白棉要求更高更严格,许多工艺要探索和试验,这使得天然彩色棉的染整加工技术成为一门新的技术。
4.2  彩色棉和白棉混纺要注童色差
    天然彩色棉和白棉进行混纺虽然可以提高成纱质量、丰富色彩、增加花色品种和降低成本,但是纺同样号数的纱线,尽管混纺比相同,也会因为同一色彩彩色棉的颜色深浅不一致,批与批纺出的彩色棉纱线的颜色探浅也不一致,有时色差很严重。因此天然彩色棉和白棉进行混纺,不能以混纺比确定如色,建议以国际流行的潘东色卡来确定颜色。另外混纺时还必须注意白棉的环保生态性。
4.3  加工对日晒色牢度的影响
    天然彩色棉经过碱或生物酶处理后,日晒色牢度都有下降的趋势,不经过处理的天然彩色棉日晒色牢度反而好。
4.4  要注意彩色棉制品的洗涤方法
    对天然彩色棉纺织品,用户应了解其使用性能。洗涤时宜用中性肥皂.不能使用酸性肥皂,最好不用碱性肥皂。在使用洗衣粉洗涤时一定不要麻痹大意。因为不同的洗衣粉所含的有效成分不同,可能会引起天然彩色棉面料颜色的不同变化,造成不必要的损失。因此,洗涤前一定要用该纺织品的面料测试一下。天然彩色棉制品洗涤时还要注意不要接触氧化剂.不要长时间汽蒸,不要高温浸泡、熨烫。
5 天然彩色棉的鉴别方法   
    天然彩色棉纤维生长发育过程中在其特有的基因控制下自然形成色彩,由于色彩形成于纤维的次生胞壁内,透过次生胞壁,色彩度就不会十分鲜艳,故而色彩透明度差些,由它制成的纺织品就给人一种月朦朦胧胧的颜色和自然柔和的感觉及返朴归真的视觉效果,所以天然彩色棉制品鲜亮度不及印染面料的鲜艳,但彩色棉经过有限的多次洗涤后,颜色一次比一次更鲜艳,即天然彩色棉越洗越鲜艳。其原因大概是外部蜡质的减少,色彩度逐渐增强,与染色棉纤维纺织品愈洗愈旧有质的区别,这也是识别天然彩色棉制品与印染或色纺纱产品真伪的标志,这就是我们常说的天然彩色棉制品常洗常新。
6 结束语
    目前,天然彩色棉主要有棕色和绿色两大系列色彩。天然彩色棉存在变色、褪色、掉色、沾色问题,绿色彩色棉日晒牢度较差,这些使天然彩色棉的染整加工技术成为一门新的技术。
    利用天然彩色棉和白棉混纺以及巧妙地应用天然彩色棉的变色现象,可以设计出丰富多彩的面料。
    天然彩色棉纤维色彩和品质的改进与提高是关系到我国今后彩色棉产业发展兴衰成败的两个关键因素。
    应用常规育种技术,在一定程度上是能够逐渐改变天然彩色棉纤维的品质及其性状。相比之下,纤维长度较易改变,强度、细度、衣分、色素稳定性及色彩多样性却很难在短时间内获得重大突破,有些性状似乎难以改变,因此,用染色的色牢度去要求天然彩色棉是不现实的。
    近20年来,人们对绿色纺织品的呼声和消费越来越强烈,对天然彩色棉使用寄予很大的希望,但增加天然彩色棉的新色彩及彩色棉固色的实质性工作进展缓慢。如果能研究培育出新的色彩类型并在色素稳定性方面有重大突破,将对天然彩色棉的发展具有重要意义。                              

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